Sezione Toscana e Umbria
Umbria
Valutazione del Rischio Elettrico da
Arc Flash
Dott. Ing. Pietro Antonio SCARPINO
Docente di Impianti Elettrici
Scuola di Ingegneria - Università degli Studi di Firenze
Presidente AEIT sezione Toscana e Umbria
Libero Professionista
S. M. degli Angeli (Assisi) 9 Ottobre 2015
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D.Lgs 81/2008 TITOLO III – CAPO III
Art. 80 “Obblighi del Datore di Lavoro”
1. Il datore di lavoro prende le misure necessarie affinché i
lavoratori siano salvaguardati da tutti i rischi di natura
elettrica connessi all’impiego dei materiali, delle
apparecchiature e degli impianti elettrici messi a loro
disposizione ed, in particolare, da quelli derivanti da:
a) contatti elettrici diretti;
b)contatti elettrici indiretti;
c) innesco e propagazione di incendi e di ustioni dovuti a
sovratemperature pericolose, archi elettrici e radiazioni;
d)innesco di esplosioni; (art. 85 D.Lgs 81/2008)
e) fulminazione diretta e indiretta; (art. 84 D.Lgs 81/2008)
f) sovratensioni; (art. 84 D.Lgs 81/2008)
g)altre condizioni di guasto regionevolmente prevedibili
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Rischio Elettrico
Incendio
Per L’Attività
Esplosione
Contatti Diretti
Per il
Lavoratore
Contatti Indiretti
Arc Flash
(Rischio che riguarda
principalmente i lavori
elettrici)
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Arc Flash
L’Arc Flash è un fenomeno
accidentale e inaspettato, che si
sviluppa attraverso l’aria,
principalmente a causa di un
cortocircuito tra parti elettriche attive
in un sistema elettrico.
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Arc Flash
Cortocircuito
(arco metallico)
A
B
Arco Elettrico
(Teoria del plasma)
A
B
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Effetti dell’Arc Flash
19.000,00 °C
(Tre quattro volte la
temperatura sulla
Superficie del sole)
Proiezione di
materiale fuso
Onde sonore ad
Altissima pressione
e rumore fino a 160 dB
passaggio del
rame dallo stato
solido a vapore e
viceversa per circa
67000 volte con
conseguente
sviluppo di gas
tossici
Proiezione
di materiale
incandescente
Aria calda in rapida espansione
Flash ad altissima
Intensità luminosa
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Effetti dell’Arc Flash sul corpo umano
Ustioni
Lesioni legati alla
proiezione di materiale
incandescente e materiale
fuso
Effetti dell’Arc Flash
Danni all’udito
Inalazione di gas
tossici
Danni
permanenti agli
occhi
8
Effetti dell’Arc Flash
9
Effetti sul corpo umano
Marchio elettrico
Elettrocuzione in entrata
Elettrocuzione in uscita
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Effetti sul corpo umano
Ustione
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Filmato arc flash
Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)
Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)
Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)
Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)
Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)
Infortunio per Arc Flash (Abano Terme 18 giugno 2015)
Arc Flash
L’Arc Flash produce quindi energia
radiante incidente altamente
concentrata la quale può causare seri
danni ad eventuali lavoratori che ne
vengono investiti.
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Rischio Elettrico Dovuto ad Arc Flash
L’energia generata dall’arc flash può essere fino a tre quattro volte
superiore a quella di una forte FIAMMATA improvvisa che si sviluppa in
brevissimo tempo (qualche secondo).
E’ proprio questa concentrazione di energia che si sviluppa in
brevissimo tempo che può avere effetti fatali sui lavoratori che si trovano
nelle vicinanze dove avviene il fenomeno.
La fiammata è visibile a causa delle fiamme, e l’energia termica è per il
50% circa di tipo convettivo (le fiamme) e per il restante 50% radiante.
Nel caso di un arc flash , l’energia radiante può raggiungere il 90% e si
possono quindi avere ustioni anche se l’evento è accompagnato da
poca o da nessuna fiamma.
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Rischio Elettrico Dovuto ad Arc Flash
Altre cause di Arc Flash, non meno importanti dal cortocircuito, possono
essere dovute a:
1.
polvere o impurità che si depositano sulle superfici delle parti attive, con
conseguente riduzione della resistenza di isolamento tra queste e/o
verso terra e conseguente arc flash dovuto alla circolazione di correnti di
sovraccarico oppure dovuto a sovratensioni;
2.
corrosione di alcuni parti di un’apparecchiatura, normalmente alimentata,
oppure dei terminali dei conduttori. La corrosione indebolisce i contatti e
da origine ad un processo di corrosione e/o ossidazione con
conseguente scintillazione e guasti dovuti ad archi tra conduttori attivi e
tra questi e la terra;
3.
contatti accidentali tra parti attive, dovuti ad esempio alla caduta di
attrezzi e/o utensili da lavoro su sbarre, terminali, barratura di quadri
elettrici, ecc., normalmente in tensione;
4.
sovratensioni; specialmente in spazi ristretti oppure all’interno di quadri
elettrici. Una sovratensione può creare un flash arco tra parti attive molto
vicine fra loro.
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DA EVITARE
22
Normativa sui Lavori Elettrici
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LAVORI ELETTRICI – CEI 11-27 Ed. 2014
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LAVORI ELETTRICI – CEI 11-27 Ed. 2014
Normativa sui Lavori Elettrici
26
Normativa sui Lavori Elettrici – CEI EN 50110 All.B
27
Normativa sui Lavori Elettrici – CEI EN 50110 All.B
28
Normativa sui Lavori Elettrici – CEI EN 50110 All.B
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Energia Radiata da Arc Flash
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Valutazione del Rischio Elettrico dovuto ad Arc Flash
National Fire Protection Associations
NFPA - 70E “Standard for Electrical Safety
Requirements for Employee Workplaces”
IEEE – Istitute of Electrical and Electronics Engeneers
IEEE 1584-2002 “Guide for Performing Arc-Flash Hazard
Calculations”
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Valutazione del Rischio Elettrico dovuto ad Arc Flash
National Fire Protection Associations
NFPA - 70E “Standard for Electrical Safety
Requirements for Employee Workplaces”
Valore dell’Energia radiante Categoria di Rischio
Ec calcolata in [cal/cm2]
Categoria DPI
0<Ec≤1,2
0
0
1,2<Ec≤4
1
1
4<Ec≤8
2
3
8<Ec≤25
3
3
25<Ec≤40
4
4
Ec>40
Non esistono protezioni da Arc Flash
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Rischio Elettrico dovuto ad Arc Flash
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Valutazione del Rischio Elettrico dovuto ad Arc Flash
Per i calcoli di Arc Flash in un punto o
in prossimità di un sistema elettrico di
potenza è necessario conoscere le
correnti di cortocircuito nel punto di
valutazione.
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Rischio Elettrico
Si misurano le correnti
di cortocircuito
Si calcola la distanza di
confine oltre la quale non
si hanno effetti significativi
di Arc Flash
Si calcola l’Energia Radiata
in cal./cm2 con uno degli
standard visti
NFPA 70E ; IEEE 1584
Si confronta l’Energia
Radiata calcolata con la
tabella vista, dalla quale ne
consegue immediatamente
la categoria di rischio e la
categoria di DPI associata.
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DPI per la protezione da Arc Flash
La normativa di riferimento sugli indumenti per la protezione da Arc Flash in
campo internazionale è la seguente:
•IEC 61482-1-1 “metodo di prova – determinazione dell’ATPV Arc
Thermal Performance Value (metodo americano)”
• IEC 61482-2 “indumenti di protezione contro gli effetti termici
dell’arco elettrico – requisiti dell’indumento”
•
• CEI EN 61482-1-2
“metodo di prova – determinazione delle classi di
protezione dall’arco elettrico di materiale e
indumento usando il metodo dell’arco forzato e
diretto – box test (metodo europeo)”
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DPI per la protezione da Arc Flash
(Guida all’uso)
IEC 61482-2
“indumenti di protezione contro gli effetti termici dell’arco elettrico –
requisiti dell’indumento”
IEC 61482-1-1 “metodo di prova – determinazione dell’ATPV arc thermal performance value
Energia
incidente
[cal/cm2]
Classificazione
dell’abbigliamento
Indumenti – Resistenti
alla Fiamma
Peso [g/m2]
Livello di protezione da
ustioni di 2° grado
ATPV [cal/cm2]
0<Ec≤2
0
Non FR(1 strato)
150 - 240
N/A
2<Ec≤5
1
Camicia e Pantaloni FR
150 - 270
5-7
5<Ec≤8
2A
Indumenti intimi non FR
+ camicia e pantalone
FR
300 - 400
8- 18
8<Ec≤16
2B
Indumenti intimi non FR
+ camicia e pantalone
FR+Tuta FR
340 - 480
16- 22
16<Ec≤25
3
Indumenti intimi non FR
+ camicia e pantalone
FR + tuta FR
540 - 680
25-50
25<Ec≤4
4
Indumenti intimi non FR
+ camicia e pantalone
FR + cappotto a doppio
strato
800 - 1000
40 - >60
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DPI per la protezione da Arc Flash
CEI EN 61482-1-2
DPI di III
categoria (rischi
mortali)
(D.Lgs 475/92)
“metodo di prova – determinazione delle
classi di protezione dall’arco elettrico di
materiale e indumento usando il metodo
dell’arco forzato e diretto – box test
(metodo europeo)”
Corrente
prova [KA]
di
Tensione di prova in
corrente alternata [V]
Durata
[ms]
d’arco
Classe 1
4
400
500
Classe 2
7
400
500
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DPI per la protezione da Arc Flash
39
Esempio di Valutazione del rischio da Arc Flash
Norma CEI 11-27
40
DPI per la protezione da Arc Flash
41
DPI per la protezione da Arc Flash
42
DPI per la protezione da Arc Flash – CAT. 2
43
DPI per la protezione da Arc Flash – CAT. 4
44
DPI per la protezione da Arc Flash
Collaudatori e Verificatori – CEI EN 50110-1 (all. B6)
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Segnaletica di Sicurezza
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Segnaletica di Sicurezza
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Esempio di Valutazione del rischio da Arc Flash
ARC FLASH; t=0,12s
DL=6,29” (160mm) CEI 11.27
E=3,38 cal/cm2
DPI = Cat. 1
(Metodo di LEE)
ARC FLASH
DL<100mm CEI 11.27
E=8,66 cal/cm2
DPI=Cat.3
ARC FLASH; t=0,1s
Dc=50,84 cm; DF=43,72cm
DV=11,81” (300mm) CEI 11-27
E=7,83 cal/cm2
DPI = Cat. 2
ARC FLASH
D= 100mm
E=39,56 cal/cm2
DPI = Cat. 4
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Alcune protezioni da Arc Flash
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Alcune protezioni da Arc Flash
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Alcune protezioni da Arc Flash
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Arc Flash anche su iphone e ipad
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Arc Flash anche su iphone e ipad
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Sezione Toscana e Umbria
Umbria
Grazie per l’attenzione
Pietro Antonio Scarpino
Dott. Ing. Pietro A. Scarpino, Ph.D
Studio Tecnico Associato G.M. ENGINNERING
Piazza P. Leopoldo, 12 – 50134 Firenze
Tel. 055 483214 - Cell. 3356950484
