Valutazione del Rischio Elettrico da. Arc Flash. Dott. Ing. Pietro Antonio SCARPINO

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1 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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3 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 3

4 Rischio Elettrico Per L Attività Incendio Esplosione Per il Lavoratore Contatti Diretti Contatti Indiretti Arc Flash (Rischio che riguarda principalmente i lavori elettrici) 4

5 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. 5

6 Arc Flash Cortocircuito (arco metallico) Arco Elettrico (Teoria del plasma) A B A B 6

7 Effetti dell Arc Flash ,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 volte con conseguente sviluppo di gas tossici Aria calda in rapida espansione Flash ad altissima Intensità luminosa Proiezione di materiale incandescente 7

8 Effetti dell Arc Flash sul corpo umano Ustioni Effetti dell Arc Flash Lesioni legati alla proiezione di materiale incandescente e materiale fuso Danni all udito Inalazione di gas tossici Danni permanenti agli occhi 8

9 Effetti dell Arc Flash 9

10 Effetti sul corpo umano Marchio elettrico Elettrocuzione in entrata Elettrocuzione in uscita 10

11 Effetti sul corpo umano Ustione 11

12 Filmato arc flash

13 Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)

14 Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)

15 Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)

16 Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)

17 Impianto Fotovoltaico 200kW (Luglio 2011)

18 Infortunio per Arc Flash (Abano Terme 18 giugno 2015)

19 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. 19

20 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. 20

21 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. 21

22 DA EVITARE 22

23 Normativa sui Lavori Elettrici 23

24 LAVORI ELETTRICI CEI Ed

25 LAVORI ELETTRICI CEI Ed. 2014

26 Normativa sui Lavori Elettrici 26

27 Normativa sui Lavori Elettrici CEI EN All.B 27

28 Normativa sui Lavori Elettrici CEI EN All.B 28

29 Normativa sui Lavori Elettrici CEI EN All.B 29

30 Energia Radiata da Arc Flash 30

31 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 Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations 31

32 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 Ec calcolata in [cal/cm 2 ] Categoria di Rischio Categoria DPI 0<Ec 1, ,2<Ec <Ec <Ec <Ec Ec>40 Non esistono protezioni da Arc Flash 32

33 Rischio Elettrico dovuto ad Arc Flash 33

34 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. 34

35 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./cm 2 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. 35

36 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 metodo di prova determinazione dell ATPV Arc Thermal Performance Value (metodo americano) IEC indumenti di protezione contro gli effetti termici dell arco elettrico requisiti dell indumento CEI EN 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) 36

37 DPI per la protezione da Arc Flash (Guida all uso) IEC indumenti di protezione contro gli effetti termici dell arco elettrico requisiti dell indumento IEC metodo di prova determinazione dell ATPV arc thermal performance value Energia incidente [cal/cm 2 ] Classificazione dell abbigliamento Indumenti Resistenti alla Fiamma Peso [g/m 2 ] Livello di protezione da ustioni di 2 grado ATPV [cal/cm 2 ] 0<Ec 2 0 Non FR(1 strato) N/A 2<Ec 5 1 Camicia e Pantaloni FR <Ec 8 2A Indumenti intimi non FR + camicia e pantalone FR 8<Ec 16 2B Indumenti intimi non FR + camicia e pantalone FR+Tuta FR 16<Ec 25 3 Indumenti intimi non FR + camicia e pantalone FR + tuta FR 25<Ec 4 4 Indumenti intimi non FR + camicia e pantalone FR + cappotto a doppio strato >60 37

38 DPI per la protezione da Arc Flash CEI EN 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) DPI di III categoria (rischi mortali) (D.Lgs 475/92) Corrente prova [KA] di Tensione di prova in corrente alternata [V] Durata [ms] d arco Classe Classe

39 DPI per la protezione da Arc Flash 39

40 Esempio di Valutazione del rischio da Arc Flash Norma CEI

41 DPI per la protezione da Arc Flash 41

42 DPI per la protezione da Arc Flash 42

43 DPI per la protezione da Arc Flash CAT. 2 43

44 DPI per la protezione da Arc Flash CAT. 4 44

45 DPI per la protezione da Arc Flash Collaudatori e Verificatori CEI EN (all. B6) 45

46 Segnaletica di Sicurezza 46

47 Segnaletica di Sicurezza 47

48 Esempio di Valutazione del rischio da Arc Flash ARC FLASH; t=0,12s D L =6,29 (160mm) CEI E=3,38 cal/cm 2 DPI = Cat. 1 (Metodo di LEE) ARC FLASH D L <100mm CEI E=8,66 cal/cm 2 DPI=Cat.3 ARC FLASH; t=0,1s Dc=50,84 cm; D F =43,72cm D V =11,81 (300mm) CEI E=7,83 cal/cm 2 DPI = Cat. 2 ARC FLASH D= 100mm E=39,56 cal/cm 2 DPI = Cat. 4 48

49 Alcune protezioni da Arc Flash 49

50 Alcune protezioni da Arc Flash 50

51 Alcune protezioni da Arc Flash 51

52 Arc Flash anche su iphone e ipad 52

53 Arc Flash anche su iphone e ipad 53

54 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, Firenze Tel Cell