ARCO ELETTRICO NEI LAVORI SOTTO TENSIONE: COME PROTEGGERSI?

La Norma CEI 11-27 2021 (V edizione) sui “Lavori su impianti elettrici”, di cui abbiamo ampiamente parlato in alcune nostre precedenti news, precisa, al punto 6.3.6.1, che: “nella valutazione da fare prima di decidere di eseguire un lavoro sotto tensione deve essere considerata anche la corrente di cortocircuito presunta nel punto in cui si esegue il lavoro ed il tempo di intervento del dispositivo di protezione contro i cortocircuiti installato a monte (fusibili, interruttori limitatori di corrente, ecc.).”

L’aspetto connesso all’arco elettrico durante l’esecuzione di interventi su impianti elettrici è spesso trascurato con conseguenze talvolta estremamente drammatiche per gli addetti ai lavori elettrici (PES PAV PEI) individuati dalla Norma CEI 11-27 2021.

PERCHE’ VALUTARE IL RISCHIO CONNESSO ALL’ARCO ELETTRICO?

Le motivazioni connesse alla necessità di dover valutare il rischio connesso all’arco elettrico nelle attività svolte sugli impianti elettrici le troviamo non solo nella Norma CEI 11-27 2021 ma anche, in via del tutto più generale, nel D.Lgs. 81/2008.

In particolare, nell’art. 80 del D. Lgs. 81/08 viene riportato quanto segue: “la valutazione del rischio elettrico deve prendere in considerazione i rischi derivati da: … innesco e propagazione di incendi e di ustioni dovuti a sovratemperature pericolose, archi elettrici e radiazioni”.  

Se, quindi, è chiaro l’obbligo di valutare tale rischio nel documento di valutazione del rischio elettrico, è d’altro canto vero che non esistono norme tecniche italiane o europee che forniscano una metodologia dettagliata per poter procedere in tal senso.

QUALI SONO I RIFERIMENTI NORMATIVI PER EFFETTUARE LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO DA ARCO ELETTRICO?

Non essendo presenti normative europee, può risultare opportuno far riferimento alla normativa statunitense che sin dagli anni ’70 ha mostrato un notevole interesse alla valutazione del rischio da arco elettrico.

A tal proposito sono stati elaborati due standard di calcolo:

• NFPA-70E:2021 “Standard for Electrical Safety in the Workplace”, emesso dal NFPA (National Fire Protection Association)

• IEEE Std 1584:2018 “Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations”, emesso dall’IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

Ambedue gli standard consentono di calcolare, con formule empiriche:

• l’Energia radiante incidente Ec in [cal/cm²] che si sviluppa in presenza di arco elettrico

• l’Arc Flash Boundary (AFB) o Distanza di Confine (Dc) cioè quella distanza dal punto emissivo alla quale l’energia incidente assume il valore di 1.2 cal/cm² e oltre la quale la probabilità di avere ustioni di 2° grado si riduce al 50% (senza uso di DPI)

I due metodi di valutazione del rischio da arco elettrico non sempre conducono agli stessi risultati.

Il metodo proposto dallo standard NFPA-70E, nei vincoli del suo campo di applicazione, è sicuramente più conservativo nei confronti della sicurezza, mentre lo standard IEEE 1584 è sicuramente più accurato e preciso.

I due Standard concordano nella definizione di 5 classi di rischio a seconda dell’energia radiante emessa in caso di arco elettrico come mostrato nella tabella sottostante.

VALORE DELL’ENERGIA RADIANTE Ec [cal/cm2]	CATEGORIA DI RISCHIO	CATEGORIA DPI
0 < Ec ≤ 1,2	0	0
1,2 < Ec ≤ 4	1	1
4 < Ec ≤ 8	2	2
8 < Ec ≤ 25	3	3
25 < Ec ≤ 40	4	4
Ec > 40	Non esistono protezioni

QUALI SONO I DPI DA UTILIZZARE IN CASO DI ARCO ELETTRICO IN OCCASIONE DI LAVORI ELETTRICI?

Per quanto concerne i Dispositivi di Protezione Individuale (DPI), ci soffermiamo ad analizzare in particolare il vestiario da utilizzare in presenza di arco elettrico.

Ricordiamo che la norma di riferimento per gli indumenti protettivi è la CEI EN 61482.

In particolare, la norma suddivide gli abbigliamenti resistenti all’arco elettrico in due classi in funzione della corrente massima di cortocircuito presunta:

• l’abbigliamento di Classe 1 è testato per una corrente di prova pari a 4 kA, a 400 V con una durata d’arco pari a 500 ms
• mentre un abbigliamento di Classe 2 è testato per una corrente di prova pari a 7 kA, a 400 V con una durata d’arco pari a 500 ms.

Dai valori delle correnti di prova e dai tempi di durata dell’arco elettrico è possibile stimare l’energia radiante:

• un indumento di Classe 1 può resistere fino a 3,2 cal/cm²
• mentre un indumento di Classe 2 resiste fino a 10,1 cal/cm².

Vediamo di seguito degli esempi per meglio chiarire il concetto.

1° Esempio: supponiamo di avere un operatore che operi su un quadro elettrico in tensione a 400 V di dimensione 800 x 600 x 600 mm, con corrente di corto circuito presunta pari a 11 kA e tempo di apertura della protezione magnetica dell’interruttore generale t = 0,1 s.

Dai calcoli risulta che Ec = 7,95 cal/cm² e la Distanza di Confine = 774,2 mm. Dalla tabella precedentemente illustrata risulta che la categoria di rischio è pari a 2 e i DPI (vestiario) che l’operatore deve indossare un vestiario di classe 2 (CEI EN 61482)

2° Esempio: supponiamo ora di avere operatore che operi su un quadro elettrico in tensione a 400 V di dimensione 800 x 600 x 600 mm, con corrente di corto circuito presunta pari a 11 kA e tempo di apertura della protezione magnetica dell’interruttore generale t = 0,2 s.

Dai calcoli risulta che Ec = 15,95 cal/cm² e la Distanza di Confine = 1089,3 mm. Dalla tabella precedentemente illustrata risulta che la categoria di rischio è pari a 3 e i DPI devono essere di classe 3.

In questo caso il vestiario di Classe 2 conforme alla CEI EN 61482 non va bene! L’addetto ai lavori elettrici rischierebbe di subire ustioni di 2° e 3° grado.

CONCLUSIONI

Appare chiaro come risulti necessario, nell’ambito di valutazione del rischio elettrico, effettuare un approfondimento del rischio derivante dall’arco elettrico in occasione delle attività che si svolgono sugli impianti elettrici, in particolare se sono svolte sotto tensione.

Il calcolo dell’energia l’Energia Radiante Incidente Ec e della Distanza di Confine Dc risultano necessari, quindi, per valutare l’adeguatezza dei DPI forniti agli addetti ai lavori elettrici (PES PAV PEI), eventualmente impedendo talune attività sotto tensione su parti di impianto elettrico che possono generare, in caso di arco elettrico, valori di Ec superiori a10,1 cal/cm².