Guida CEI 31-108 Impianti elettrici ATEX | P.1 e P.2

La Guida tecnica 31-108 è stata pubblicata dal CEI a supporto della norma EN 60079-14 (CEI 31-33):2015-04 Atmosfere esplosive - Parte 14: Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici. 

La guida è stata rielaborata nei documemti allegati P1. (Parte 1) e P.2 (Parte 2), con inserite parti di particolare interesse.

Guida CEI 31-108 Impianti elettrici ATEX - P.1

Il presente documento (Parte 1 di 2), è estratto dalla Guida tecnica CEI 31-108:2016-11, e tiene conto dei punti 1, 3, 5 della stessa. La Guida tecnica è stata pubblicata dal CEI a supporto della norma EN 60079-14 (CEI 31-33):2015-04 Atmosfere esplosive - Parte 14: Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici.

In calce al Documento il “Titolo XI PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE” e Allegato L del D.Lgs. 81/2008.

Ed. CEI 31-108:2016-11 - Attenzione Estratto, Controllare su Guida.

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Parte 1/2

Premessa

La Guida CEI ha lo scopo di approfondire il tema della progettazione, compresa la scelta delle apparecchiature, dell’installazione (montaggio) e della verifica iniziale o di conformità degli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di atmosfere esplosive originate da gas e vapori infiammabili o da polveri combustibili, al fine di ridurre la probabilità che essi siano causa di accensione di atmosfere esplosive in funzionamento normale o in occasione di specifici guasti (ragionevolmente prevedibili), considerando il tipo di zona pericolosa (Zona 0, 1, 2 oppure Zona 20, 21, 22), oggetto della Norma CEI EN 60079-14 (CEI 31-33).

Questa prima edizione tratta solo alcuni importanti argomenti oggetto della Norma. Per gli argomenti non trattati si rimanda al corrispondente articolo della Norma stessa.

Per quanto riguarda la relazione tra i tipi di zone pericolose e iL livello di protezione delle apparecchiature (EPL secondo la Norma CEI EN 60079-0, nonché Gruppo e Categoria secondo la Direttiva 2014/34/UE), la Norma è impostata partendo dal presupposto che non esista questa relazione come indicata nella Tabella 5.4-1, per cui, anziché indicare il tipo di zona dove utilizzare un’apparecchiatura con un determinato livello di protezione indica “luoghi che richiedono un EPL ...., es. luoghi che richiedono un EPL “Gb” o “Db”.

Che non esista una relazione univoca tra il livello di protezione di un’apparecchiatura e il tipo di zona è confermato anche dal D.Lgs. 81/2008 dove, nell’Allegato L è detto:

“B. CRITERI PER LA SCELTA DEGLI APPARECCHI E DEI SISTEMI DI PROTEZIONE”

Qualora il documento sulla protezione contro le esplosioni basato sulla valutazione del rischio, non preveda altrimenti, in tutte le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive sono impiegati apparecchi e sistemi di protezione conformi alle categorie di cui al decreto del Presidente della Repubblica 23 marzo 1998, n. 126.

In particolare, in tali aree sono impiegate le seguenti categorie di apparecchi, purchè adatti, a seconda dei casi, a gas, vapori o nebbie e/o polveri:

- nella zona 0 o nella zona 20: apparecchi di categoria 1 (leggere anche EPL Ga o Da);

- nella zona 1 o nella zona 21: apparecchi di categoria 1 o di categoria 2 (leggere anche EPL Gb o Db);

- nella zona 2 o nella zona 22: apparecchi di categoria 1, 2 o 3 (leggere anche EPL Ga, Gb, Gc o Da, Db, Dc).

Tuttavia, l’uso di livelli di protezione delle apparecchiature (EPL, nonché Gruppi e Categorie) diversi da quelli delle Tabelle 5.3-1 e 5.4-1 della presente Guida, basato sulla valutazione dell’entità dei probabili effetti dell’esplosione (danni), deve essere considerato molto attentamente ed applicato solo nei casi particolari in cui il documento sulla protezione contro le esplosioni basato sulla valutazione del rischio lo preveda in tal senso.

Per le verifiche ai fini del mantenimento (manutenzione) si rimanda alla Norma CEI EN 60079-17 (CEI 31-34) e alla relativa Guida in preparazione.

Rispetto all’edizione precedente della Norma, sono stati fatti notevoli cambiamenti e integrazioni, per i quali si rimanda alla Prefazione della Norma stessa.

Per quanto riguarda la presente Guida si segnalano in particolare i seguenti argomenti:

- documentazione di progetto (vedere 4.2.2)
- documentazione dell’installatore (impresa installatrice), (vedere 4.2.3);
- verifica iniziale (verifica di conformità), (vedere 4.3);
- qualificazione del personale (vedere 4.5);
- requisiti delle apparecchiature mobili, portatili e personali (vedere 5.10);
- requisiti delle scatole morsetti contenenti uno o più circuiti a sicurezza intrinseca (vedere 16.5).

1 Scopo e campo di applicazione

La presente Guida ha lo scopo di approfondire il tema della progettazione, scelta delle apparecchiature, installazione (montaggio) e verifica iniziale degli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di atmosfere esplosive originate da gas e vapori infiammabili o da polveri combustibili, relative ad opere di nuova realizzazione e alle trasformazioni o ampliamenti di quelle esistenti, nel rispetto della Norma CEI EN 60079-14 (CEI 31-33): 2015-04, quarta edizione.

La Norma e la presente Guida sono destinate agli impianti elettrici di luoghi destinati prevalentemente ad attività lavorative.

La presente Guida, come la Norma, non si applica:

- agli impianti elettrici nelle miniere grisoutose;

NOTA La presente Guida può essere applicata agli impianti elettrici in miniere in cui possono formarsi atmosfere esplosive per la presenza di gas diversi dal grisou, nonché agli impianti elettrici di superficie attinenti alle miniere stesse.

– alle situazioni di per sé esplosive e dovute a polveri formate da sostanze esplosive o piroforiche (per esempio nel trattamento e nella fabbricazione di esplosivi);

– ai locali ad uso medico;

– agli impianti elettrici in luoghi dove il pericolo di esplosione è dovuto alla presenza di nebbie infiammabili.

La Norma CEI EN 60079-10-1 (CEI 31-87), ed. 2010-01, nell’art. 1 Scopo, riporta le seguenti note:

NOTA 1 Nebbie infiammabili possono formarsi o essere presenti contemporaneamente ai vapori infiammabili. I liquidi non considerati pericolosi nell’ambito della presente Norma (a causa della temperatura d’infiammabilità), quando emessi perché soggetti a pressione, possono anche generare nebbie infiammabili. In detti casi, la rigorosa applicazione della classificazione dei luoghi per gas e vapori può non essere appropriata quale base per la scelta delle apparecchiature. Informazioni sulle nebbie infiammabili sono riportate nell’Allegato D, dove tra l’altro è indicato che non tutte le nebbie sono ugualmente infiammabili.

NOTA 2 L’uso della IEC 60079-14 (Norma CEI EN 60079-14) per la scelta delle apparecchiature e la realizzazione degli impianti non è richiesta per i pericoli dovuti alle nebbie.

Come conseguenza, la Norma CEI EN 60079-14 (CEI 31-33) esclude dal suo campo di applicazione gli impianti elettrici nei luoghi dove il pericolo di esplosione è dovuto alla presenza di nebbie infiammabili; tuttavia, considerando che il D.Lgs. 81/08, art. 290, prescrive la necessità di eseguire la valutazione del rischio di esplosione anche per le nebbie infiammabili e, se il rischio non risultasse trascurabile, prescrive la ripartizione in zone del luogo considerato (art. 293), il tecnico incaricato della progettazione dell’impianto elettrico, in dette zone può prevedere ugualmente, a sua discrezione, l’applicazione della presente Guida.

3. Termini

EPL = Equipment Protection Level (Livello di protezione dell’apparecchiatura), riferito alle apparecchiature Ex

3.2 Luoghi pericolosi
[Per i par. da 3.2.1 a 3.2.12 vedere la Norma]

3.3 Prova di esplosione “d”

Modo di protezione di un’apparecchiatura elettrica Ex nel quale le parti suscettibili di innescare un’atmosfera esplosiva per la presenza di gas sono racchiuse in una custodia in grado di resistere alla pressione generata dall’esplosione interna di una miscela esplosiva e di impedire la propagazione dell’esplosione stessa all’atmosfera esplosiva per la presenza di gas circostante.

Applicazioni tipiche sono:

– interruttori; unità di comando e controllo; motori; trasformatori; apparecchi d’illuminazione, pressacavi ed in genere tutte le apparecchiature che in funzionamento normale danno luogo ad archi, scintille o temperature pericolose (es. prese a spina, pulsanti, resistori, quadri).
...

3.4 Sicurezza aumentata

3.4.1 Sicurezza aumentata “e”

Modo di protezione di un’apparecchiatura elettrica Ex nel quale sono applicate misure supplementari per prevenire l’innesco dell’atmosfera esplosiva, fornendo un livello di sicurezza aumentato contro la possibilità di temperature eccessivamente elevate ed il verificarsi di archi elettrici o scintille, in servizio normale e in condizioni anomale specificate (ad esempio mediante distanze di isolamento in aria e superficiali maggiorate, isolamenti rinforzati, ecc.).

Applicazioni tipiche sono: morsettiere, vedi Fig. 3.4.1-A e 3.4.1-B; elettromagneti e bobine in genere, macchine elettriche rotanti (solo alcuni tipi, compreso il motore asincrono con rotore a gabbia), Fig. 3.4.1-C, apparecchi d'illuminazione alimentati da rete (solo per alcuni tipi di lampade, ved. sotto), apparecchi di illuminazione portatili con sorgente di alimentazione autonoma, trasformatori, strumenti (non a bobina mobile), batte rie di accumulatori, riscaldatori a resistenza elettrica ed in genere tutte le apparecchiature che non danno luogo ad archi, scintille o temperature pericolose nelle condizioni di cui sopra.

 

...

Fig. 3.4.1-B – Esempio di morsettiera in cassetta in plastica “Ex e”

Fig. 3.4.1-C –Esempio di motori asincroni “Ex e”

 

[...] segue in allegato

 

3.7 Pressurizzazione

3.7.1 Pressurizzazione “p”

Apparecchiatura elettrica Ex nella quale è applicata la tecnicapressurizzazione per prevenire l’ingresso dell’atmosfera esterna all’interno, mantenendovi un gas protettivo (es. aria) ad una pressione superiore all’atmosfera esterna.

Applicazioni tipiche sono:

- quadri elettrici, armadi elettro-strumentali, quadri e cabine analizzatori realizzate in fabbrica, grandi macchine rotanti, collettori rotanti, quadri per automazione con terminali di interfaccia uomo-macchina (HMI), vedi le Figure 3.7.1-A e 3.7.1-B.

 

Fig. 3.7.1-A – Esempio di quadro di distribuzione e.e. in un luogo con pericolo di esplosione, con sistema di raffreddamento ad aria compressa,“Ex d e ia px”

 

Fig. 3.7.1-B – Esempio di quadroanalizzatori per esterno “Ex d ia px”

NOTA Il modo di protezione “p” considerato nella presente guida si applica solo alle apparecchiature elettriche.

Lo stesso concetto si applica anche alle cabine sia costruite in fabbrica (vedere la Norma CEI EN 50381), siarealizzate in loco (vedere la Norma CEI EN 60079-13).

[...] segue in allegato

5.3 Relazione tra i livelli di protezione delle apparecchiature (EPL) e le zone pericolose

Salvo diversamente indicato nel “Documento sulla protezione contro le esplosioni”, per la scelta del livello di protezione delle apparecchiature (EPL) in base al tipo di zona presente nel luogo di installazione, sia per gas o vapori infiammabili, sia per polveri combustibili, valgono le informazioni seguenti.

Quando nei documenti di classificazione dei luoghi non è indicato l’EPL, la scelta dell’EPL deve essere effettuata secondo la Tab. 5.3-1.

Quando nei documenti di classificazione dei luoghi è indicato l’EPL, la scelta dell’EPL deve essere effettuata rispettando quanto indicato in detti documenti.

Tabella 5.3-1 – Relazione trai livelli di protezione delle apparecchiature (EPL) e le zone pericolose

In alternativa alla relazione tra EPL e zone, indicata in Tab. 5.3-1, gli EPL possono essere determinati in base al rischio, ad es. prendendo in considerazione le conseguenze di un’accensione. Questo può, in alcune circostanze, portare ad un EPL maggiore oppure consentire un EPL inferiore rispetto a quello indicato in Tab. 5.3-1. Vedere le Norme CEI EN 60079-10-1 e CEI EN 60079-10-2.

L’uso di EPL diversi da quelli della Tab. 5.3-1 basato sulla valutazione dell’entità dei probabili effetti dell’esplosione (danni), deve essere considerato molto attentamente, perché nella generalità dei casi è di difficile determinazione. Le zone peri colose originate dalle singole SE si possono sovrapporre tra loro e le apparecchiature (potenziali sorgenti d’innesco) possono essere interessate contemporaneamente da più di una zona pericolosa; alcune possono avere emissioni con volume di atmosfera esplosiva che, se esplode, crea danni lievi, altre gravi, altre gravissimi, per cui, in generale è impraticabile la definizione dell’EPL delle apparecchiature basato sull’entità dei probabili effetti dell’esplosione (danni).

NOTA Nella Guida alla Direttiva 1999/92/CE, art. 2 “ Valutazione dei rischi di esplosione” è scritto: “Nel processo di valutazione del rischio di esplosione, la considerazione dei probabili effetti è di significato secondario, poiché nel caso di un'esplosione ci si deve aspettare semp re un'elevata dimensione del danno, che può estendersi da notevoli danni alle cose fino a ferimenti e morti. Nella protezione contro le esplosioni, la prevenzione di atmosfere esplosive è prioritaria rispetto all’esame quantitativo dei rischi”

 

Si consiglia pertanto di limitare l’uso di EPLs diversi da quelli della Tab. 5.3-1 a specifici casi per i quali sia documentata la motivazione (es. una specifica apparecchiatura utilizzata in modo da assicurare che essa, nelle condizioni di utilizzazione prevista, non è una SE).

[...] segue in allegato

 

Guida CEI 31-108 Impianti elettrici ATEX - P.2

Il presente documento (Parte 2 d 2), è estratto dalla Guida tecnica CEI 31-108:2016-11, e tiene conto del punto 5 della stessa. La Guida tecnica è stata pubblicata dal CEI a supporto della norma EN 60079-14 (CEI 31-33):2015-04 Atmosfere esplosive - Parte 14: Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici.

In calce al Documento il “Titolo XI PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE” e Allegato L del D.Lgs. 81/2008.

Ed. CEI 31-108:2016-11 - Attenzione Estratto, Controllare su Guida.

 

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Parte 2/2

5.5 Scelta delle apparecchiature elettriche Ex in base al Gruppo e Sottogruppo

5.5.1 Gas o vapori infiammabili

Le sostanze infiammabili hanno comportamenti diversi nei confronti dell’esplosione per cui, ai fini della definizione dei requisiti delle apparecchiature elettriche Ex (prodotti ATEX), per i luoghi con pericolo di esplosione diversi dalle miniere con presenza di grisou esse, secondo la Norma CEI EN 60079-20 (CEI 31-90), appartengono al Gruppo II e sono suddivise nei sottogruppi IIA, IIB, IIC in base al MESG (Maximum Experimental Safe Gap), per le apparecchiature “d” o “nC” e in base alla MIE – Minimum Ignition Energy e/o alla MIC (Minimum Ignition Current), per i sistemi a sicurezza intrinseca "i”.

Tabella 5.5-1 – Scelta del Gruppo e sottogruppo delle apparecchiature elettriche Ex ammesse in funzione del gruppo e sottogruppo della sostanza infiammabile presente

Quando un’apparecchiatura elettrica è marcata con l’indicazione di una specifica sostanza infiammabile (es. NH3), non può essere utilizzata con altre sostanze senza una attenta valutazione eseguita da un organismo competente per accertare che essa sia adatta per detto uso.

5.5.2 Polveri combustibili

Le polveri combustibili appartengono al Gruppo III, inoltre, poiché hanno comportamenti diversi nei confronti dell’esplosione, ai fini della definizione dei requisiti delle apparecchiature elettriche Ex (prodotti ATEX), nella Norma CEI EN 60079-10-2 (CEI 31-88) sono suddivise in sottogruppi come segue:

- IIIA: fibre e particelle solide volanti combustibili;
- IIIB: polveri non conduttrici (resistività elettrica ≥ 103 Ωm);
- IIIC: polveri conduttrici (resistività elettrica < 103 Ωm).

[...] segue in allegato

5.7 Scelta di apparecchiature radianti

Per le apparecchiature radianti nell’intervallo dello spettro ottico che devono essere installate in luoghi pericolosi, devono essere applicate tutte le prescrizioni della presente Norma, compreso il presente paragrafo.

Per le apparecchiature installate all’esterno, ma che irradiano nel luogo pericoloso, si applicano solamente le prescrizioni del presente paragrafo.

5.7.1 Generalità

I parametri in uscita di laser e altre sorgenti a onda continua delle apparecchiature elettriche con EPL “Ga” o “Gb” non devono superare i seguenti valori:

- 5 mW/mm² o 35 mW per laser a onda continua e altre sorgenti a onda continua; e
- 0,1 mJ/mm² per laser a impulsi o sorgenti luminose a impulsi con intervalli di impulso di almeno 5 s.

I parametri in uscita di laser e altre sorgenti a onda continua delle apparecchiature elettriche con EPL “Gc” non devono superare i seguenti valori:

- 10 mW/mm² o 35 mW per laser a onda continua e altre sorgenti a onda continua; e
- 0,5 mJ/mm² per laser a impulsi o sorgenti luminose a impulsi.

NOTA 1 Le sorgenti di radiazione con intervalli di impulso inferiori a 5 s sono considerate a onda continua.

NOTA 2 Questi valori sono ricavati dalla Norma CEI EN 60079-0.

Nelle zone 22 si possono usare apparecchiature che generano radiazioni.

L’intensità di irradiamento o l’irradiazione non deve superare 10 mW/mm2 o 35 mW continui e 0,5 mJ/mm2 per gli impulsi durante il funzionamento normale.

Per le apparecchiature installate all’esterno, ma che irraggiano all’interno di luoghi pericolosi, si applicano le prescrizioni del presente paragrafo.

NOTA 3 Per le apparecchiature installate all’esterno di luoghi pericolosi, o certificate con riferimento ad una edizione della Norma CEI EN 60079-0 o della Norma CEI EN 60079-28 dove questa prescrizione non è specificata, questi valori possono essere confermati dal fabbricante dell’apparecchiatura.

5.7.2 Processo di accensione

La radiazione nell’intervallo dello spettro ottico, specialmente nel caso di concentrazioni, può diventare una sorgente di accensione.

Ad esempio, la luce solare può essere la causa di una accensione se gli oggetti concentrano la radiazione (per es. uno specchio concavo, delle lenti, ecc.).

La radiazione da sorgenti luminose ad alta intensità, ad es. le lampade flash per le foto, sono, in alcune circostanze, così altamente assorbite dalle particelle di polvere che tali particelle diventano una sorgente di accensione.

NOTA Un apparecchio d’illuminazione con sorgenti di luce continua divergenti non è generalmente considerato pericoloso.

In caso di radiazioni laser (per es. segnalazioni, telemetrie, sondaggi, misurazioni di distanze) l’energia o la densità di potenza anche del fascio non concentrato a lunghe distanze può essere così grande che l’accensione è possibile.

Inoltre, qui il riscaldamento è causato principalmente dall’effetto del fascio laser sugli strati di polvere o dall’assorbimento delle particelle di polvere nell’atmosfera. Una concentrazione particolarmente intensa può causare temperature molto superiori a 1 000 °C nel punto focale.

Si deve tenere in considerazione la possibilità che l’apparecchiatura stessa produca una radiazione (ad es., lampade, archi elettrici, laser, ecc.) che può essere una sorgente di accensione.

5.8 Scelta di apparecchiature ad ultrasuoni

NOTA Per questo tipo di apparecchiature non è prevista una norma di prodotto specifica.

Il pericolo derivante dalle apparecchiature ad ultrasuoni è trattato nella Norma UNI EN 1127-1: 2011, 6.4.12.

[...] segue in allegato

CEI EN 60079-14 (CEI 31-33)
Atmosfere esplosive - Parte 14: Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici. 
La presente Norma si applica alla progettazione ed esecuzione degli impianti elettrici nuovi nei luoghi con pericolo di esplosione e trasformazioni radicali degli impianti elettrici esistenti.

Fonte: CEI

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