IEEE 1584: la Guida per eseguire il Calcolo del Pericolo di Arc Flash

La IEEE 1584 è una guida che ha lo scopo di fornire modelli e processi analitici per il calcolo delle caratteristiche di un arco elettrico.

E’ essenziale conoscere queste caratteristiche poichè, in funzione di queste ultime, vengono scelti i DPI necessari e le misure da adottare per garantire la sicurezza dei manutentori elettrici durante i lavori sotto tensione.

Si sottolinea che la guida si occupa di archi elettrici in sistemi a corrente alternata, con tensione di esercizio compresa tra 208 V e 15.000 V. Archi elettrici monofase o archi elettrici in corrente continua non vengono trattati dalla guida, anche se quest’ultima fornisce comunque delle linee guida al riguardo.

L’attuale versione della guida IEEE 1584 è stata pubblicata nel 2018 e va a sostiuire la versione del 2002. In quel lasso di tempo, il modello analitico è stato perfezionato poichè, nel mentre, sono state effettuate centinaia di prove sperimentali in appositi laboratori e, infatti, le differenze con la versione precedente sono al quanto notevoli; si può dire che la guida sia stata completamente stravolta.

Il normale processo definito dalla guida per il calcolo delle caratteristiche di un arco elettrico consiste fondamentalmente nei seguenti passaggi:

1. Raccolta in campo dei dati e Considerazioni riguardo al tipo di distribuzione elettrica. Si tratta probabilmente della parte più importante del processo; questo implica ad esempio:
   • definire le caratteristiche della distribuzione elettrica. Per questo motivo è molto utile avere uno schema unifilare della distribuzione elettrica oggetto dell'analisi.
   • definire i modi operativi dell'impianto (per esempio, se ci sono utenze che ricevono più alimentazioni contemporaneamente)
   • calcolare e/o misurare direttamente in campo i valori di corrente di corto circuito
   • rilevare il modello e le caratteristiche degli interruttori 
2. Definizione dei parametri di calcolo. I parametri principali da conoscere per poter effettuare un'analisi Arc Flash sono i seguenti:
   • Corrente di corto circuito
   • Spazio fisico tra i conduttori in cui si verifica l'arco elettrico
   • Dimensioni dell'equipaggiamento
   • Configurazione degli elettrodi (per esempio, il loro orientamento)
   • Distanza tipica di lavoro, stabilita normativamente in funzione della tensione di funzionamento dell'equipaggiamento
3. Calcolo delle caratteristiche dell'Arco Elettrico. I parametri essenziali da calcolare sono:
   • La corrente d'arco, la quale dipende principalmente dalla corrente di corto circuito
   • La durata dell'arco, la quale viene influenzata dal tempo impiegato dall'interruttore di protezione ad estinguere l'arco.
   • L'energia dell'arco
   • L'Arc Flash Boundary ovvero la distanza compresa tra il punto di origine dell'Arc Flash e il punto in cui l'energia dell'arco equivale a 1,2 cal/cm².

Ad eccezione della durata dell'arco, la quale può essere ricavata consultando i datasheet degli interruttori, è possibile calcolare i parametri appena elencati utilizzando le formule e i coefficienti forniti direttamente dalla guida.

Ora che si conoscono le caratteristiche dell’Arco Elettrico, è necessario gestirne il rischio. Ciò può essere fatto:

• Riportando le caratteristiche dell’arco elettrico su ogni singolo equipaggiamento. Solitamente questo viene fatto tramite delle “Arc Flash Hazard Labels”, ovvero dei cartelli riportanti le caratteristiche dell’equipaggiamento elettrico e dell’arco.
• Indossando degli adeguati DPI (Dispositivi di Protezione Individuale)

La guida tuttavia NON fornisce delle indicazioni nè riguardo alle Arc Flash Hazard Labels, nè tantomeno riguardo ai tipo di DPI da indossare.

Questi aspetti vengono però trattati dalla norma NFPA 70E, la quale definisce le caratteristiche che deve avere un’Arc Flash Label e i DPI necessari in funzione dell’Energia d’Arco.

La norma NFPA 70E definisce dei range di Energia e per ciascuno di essi indica i DPI che è obbligatorio indossare. Per esempio, se fosse necessario effettuare lavori in tensione su un equipaggiamento con energia d’arco pari a 10 cal/cm² sarebbe obbligatorio indossare:

• Arc-rated long-sleeve shirt and pants or arc-rated coverall
• Arc-rated flash suit hood or arc-rated face shield and arc-rated balaclava
• Arc-rated jacket, parka, rainwear, or hard hat liner (AN)
• Hard hat
• Safety glasses or safety goggles (SR)
• Hearing protection (ear canal inserts)
• Heavy-duty leather gloves
• Leather footwear

In casi estremi, i DPI da indossare potrebbero essere quelli raffigurati nell’immagine qui accanto.

GT Engineering effettua l'Analisi del Rischio Arc Flash secondo la guida IEEE 1584 e fornisce anche le Arc Flash Hazard Labels con riportati i valori richiesti dalla NFPA 70E.