Quanto è importante la manutenzione delle apparecchiature elettriche?

31 Marzo 2017
-
Electrical Tester

Dennis Neitzel - Direttore Emeritus - AVO thraining Institute Inc.

 

Introduzione

In questo articolo vengono illustrati i requisiti di manutenzione per i dispositivi di protezione da sovracorrente e il potenziale impatto sull'energia incidente da archi elettrici quando la manutenzione non viene eseguita correttamente. La manutenzione preventiva e i test elettrici sono tra le funzioni più importanti che devono essere eseguiti per mantenere l'affidabilità e l'integrità dei sistemi di distribuzione elettrica e per proteggere l'apparecchiatura e il personale. Tuttavia, la manutenzione preventiva, in particolare relativa ai dispositivi di protezione da sovracorrente, viene spesso trascurata, eseguita raramente o in modo inadeguato.

Questa negligenza può avere gravi conseguenze. Un ritardo involontario nel funzionamento di un interruttore automatico a causa di un meccanismo di azionamento difettoso, ad esempio, può causare un aumento, talvolta drastico dell'energia incidente di un arco elettrico.

Il National Electrical Code (NEC) stabilisce che la protezione da sovracorrente per i conduttori e le apparecchiature debba interrompere il circuito nel caso in cui la corrente raggiunga un valore che causerà una temperatura eccessiva o pericolosa nei conduttori o nell'isolamento del conduttore. Per quanto riguarda gli interruttori automatici, l'unico modo per farlo è attraverso la corretta manutenzione e il collaudo di questi dispositivi, in conformità alle istruzioni del produttore.

 

Considerazioni sulla manutenzione e sui test 

Questo articolo non tratta procedure specifiche di manutenzione e test. Tuttavia, è necessario prendere in considerazione tre importanti passaggi quando si devono soddisfare i requisiti di manutenzione e test per i dispositivi di protezione da sovracorrente.

1. Il primo passo per una corretta manutenzione delle apparecchiature elettriche e dei dispositivi di protezione da sovracorrente è comprendere i requisiti e le raccomandazioni per la manutenzione delle apparecchiature elettriche da varie fonti. Esempi di fonti includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, le istruzioni del produttore, ANSI/NETA MTS Standard for Maintenance Testing Specifications for Electrical Power Equipment and Systems, NFPA 70B Recommended Practice for Electrical Equipment Maintenance, IEEE Std. 3007.2 Recommended Practice for the Maintenance of Industrial and Commercial Power Systems, NEMA AB-4 Guidelines for Inspection and Preventive Maintenance of Molded Case Circuit Breakers Used in Commercial and Industrial Applications [5] e NFPA 70E Standard for Electrical Safety in the Workplace.

2. Il secondo passo consiste nel fornire un'adeguata formazione e qualifica per i dipendenti. NFPA 70E, Sezione 205.1 afferma che: I dipendenti che eseguono interventi di manutenzione su impianti e apparecchiature elettriche devono essere persone qualificate e devono essere addestrati alle procedure e ai test di manutenzione specifici richiesti. [6]  

La Occupational Safety and Health Administration (OSHA) definisce una persona qualificata come "una persona che ha ricevuto formazione e ha dimostrato competenze e conoscenze nella costruzione e nel funzionamento delle apparecchiature e degli impianti elettrici e dei pericoli coinvolti". È importante che i dipendenti siano adeguatamente formati e qualificati per la manutenzione delle apparecchiature elettriche al fine di aumentare l'affidabilità dell'apparecchiatura e del sistema, nonché per migliorare la sicurezza dei dipendenti di tutti coloro che lavorano su, in prossimità o interagiscono con l'apparecchiatura. [7]

Relativamente alla manutenzione delle apparecchiature elettriche, NFPA 70E afferma:

  • Nella Sezione 90.2(A), che questo standard riguarda le pratiche di lavoro relative alla sicurezza elettrica, i requisiti di manutenzione relativi alla sicurezza e altri controlli amministrativi per i dipendenti … In una nota informativa al paragrafo 110.1(A) viene spiegato che i "controlli amministrativi" includono la verifica della manutenzione e dell'installazione corrette, le tecniche di segnalazione, i requisiti di controllo e i requisiti di formazione indicati nello standard.
  • Nella sezione 110.1(B), Manutenzione, è stata aggiunta all'edizione 2015 di NFPA 70E per richiedere le condizioni di manutenzione come parte del programma di sicurezza elettrica generale.
  • La Sezione 130.5 Valutazione del rischio di archi elettrici indica di prendere in considerazione la progettazione del dispositivo di protezione da sovracorrente e il suo tempo di apertura, incluse le condizioni di manutenzione.
  • Nella Sezione 205.3 si riporta che la manutenzione delle apparecchiature elettriche deve essere effettuata in conformità con le istruzioni del produttore o gli standard di consenso del settore per ridurre il rischio di guasti e la conseguente esposizione dei dipendenti ai pericoli elettrici.
  • Nella Sezione 205.4, i dispositivi di protezione da sovracorrente devono essere sottoposti a manutenzione conformemente alle istruzioni del produttore o agli standard di consenso del settore. La manutenzione, i test e le ispezioni devono essere documentati.
  • Sezione 225.3, gli interruttori automatici che interrompono i guasti in prossimità dei valori nominali devono essere ispezionati e testati in conformità con le istruzioni del produttore.

3. Il terzo passo consiste nell'avere un programma scritto ed efficace di manutenzione preventiva elettrica (EPM). NFPA 70B fornisce diverse dichiarazioni molto chiare su un programma EPM efficace come segue [3]:

  • Il deterioramento delle apparecchiature elettriche è normale, ma il guasto non è inevitabile. Non appena viene installata una nuova apparecchiatura, inizia un normale deterioramento. Se non monitorata, il processo di deterioramento può causare malfunzionamenti o guasti elettrici. Un programma EPM efficace identifica e riconosce questi fattori e fornisce misure per affrontarli.
  • Oltre al normale deterioramento, esistono altre cause potenziali di guasto dell'apparecchiatura che possono essere rilevate e corrette tramite EPM. Tra queste vi sono variazioni o aggiunte di carico, alterazioni di circuito, dispositivi di protezione impostati o selezionati in modo errato e condizioni di tensione variabili.
  • Un programma EPM ben gestito consente di ridurre gli incidenti, salvare vite umane e ridurre al minimo costosi guasti e arresti non pianificati delle apparecchiature di produzione.
  •  Nel Capitolo 2 dell'NFPA 70E sui requisiti di manutenzione relativi alla sicurezza si afferma che questi requisiti identificano solo la manutenzione direttamente associata alla sicurezza dei dipendenti, non vengono prescritti metodi di manutenzione o procedure di test specifici. Il datore di lavoro può scegliere tra i vari metodi di manutenzione disponibili per soddisfare i requisiti.

Come indicato nel Capitolo 2 dell'NFPA 70E, i requisiti di manutenzione sono necessari per la sicurezza dei dipendenti, ma in questo capitolo non vengono specificati problemi di affidabilità, sebbene una corretta manutenzione dell'apparecchiatura influisca sull'affidabilità delle apparecchiature e degli impianti elettrici. 

Lo standard IEEE 3007.2 afferma: Nella pianificazione di un programma di manutenzione preventiva elettrica (EPM), è necessario tenere conto dei costi di sicurezza, dei costi associati alle perdite dirette dovute a danni alle apparecchiature e dei costi indiretti associati ai tempi di inattività o alla perdita o all'inefficienza della produzione. 

Tutti gli interventi di manutenzione e test dei dispositivi di protezione elettrica devono essere eseguiti in conformità con le istruzioni del produttore. In assenza delle istruzioni del produttore, l'ultima edizione dello standard ANSI/NETA MTS è un'eccellente fonte di informazioni per l'esecuzione della manutenzione e dei test richiesti di questi dispositivi. Tuttavia, le curve tempo-corrente del produttore sono informazioni preziose per testare correttamente ciascun dispositivo di protezione da sovracorrente.

 

Considerazioni sul rischio di archi elettrici 

La manutenzione e i test sono essenziali per garantire una protezione adeguata dell'apparecchiatura e la sicurezza del personale. Per quanto riguarda la protezione del personale, NFPA 70E richiede l'esecuzione di una valutazione del rischio di archi elettrici prima che chiunque si avvicini a conduttori elettrici sotto tensione esposti o a parti del circuito che non siano state collocate in condizioni di lavoro elettricamente sicure. NFPA 70E, Sezione 130.5, afferma che la valutazione del rischio di archi elettrici deve prendere in considerazione la progettazione del dispositivo di protezione da sovracorrente e il suo tempo di apertura, incluse le condizioni di manutenzione. 

Tutti i calcoli per determinare l'energia incidente di un arco elettrico richiedono il tempo di eliminazione dell'arco elettrico del dispositivo di protezione da sovracorrente. Questo tempo di eliminazione deriva dalle impostazioni sul dispositivo, insieme alle curve tempo-corrente. Queste informazioni possono essere ottenute anche da uno studio corrente sul coordinamento tecnico dei dispositivi di protezione, che si basa su ciò che dovrebbero fare i dispositivi di protezione. Se, ad esempio, un interruttore automatico a bassa tensione non viene azionato o sottoposto a manutenzione per diversi anni e il lubrificante si è indurito o è diventato appiccicoso, l'interruttore automatico potrebbe richiedere diversi cicli aggiuntivi, secondi, minuti o più per eliminare una condizione di guasto.

Questo ritardo involontario potrebbe avere conseguenze catastrofiche, a causa dell'aumento dell'energia incidente, in caso di arco elettrico.
Se un lavoratore è protetto sulla base di ciò che dovrebbe fare l'interruttore automatico e si verifica un ritardo involontario, potrebbe ferirsi gravemente o mortalmente perché non protetto adeguatamente. La manutenzione è estremamente importante per un programma di sicurezza elettrica. La manutenzione deve essere eseguita in base alle istruzioni del produttore, o allo standard di consenso del settore, per ridurre al minimo il rischio di ritardo involontario nel funzionamento dei dispositivi di protezione del circuito.
 

 

Conclusione

Per proteggere le apparecchiature elettriche e il personale, è necessario eseguire una manutenzione preventiva adeguata delle apparecchiature elettriche. Le istruzioni del produttore o gli standard di consenso del settore sono stati utilizzati per assistere gli utenti nella manutenzione e nei test delle apparecchiature elettriche. Quando i dispositivi di protezione da sovracorrente vengono sottoposti a manutenzione e testati correttamente per la regolazione e il funzionamento adeguati, i danni alle apparecchiature e i rischi di archi elettrici saranno limitati come previsto.

Purtroppo, molti del settore ritengono che proprio perché le luci sono accese o le macchine sono in funzione, tutto va bene e non è necessaria la manutenzione perché l'interruttore automatico funziona correttamente. No, l'interruttore automatico non funziona, è chiuso! Funziona quando si verifica un sovraccarico, un guasto di messa a terra o un cortocircuito e l'interruttore automatico si apre automaticamente nel tempo specificato o quando viene aperto o chiuso manualmente. La manutenzione dei dispositivi di protezione da sovracorrente è fondamentale per l'affidabilità delle apparecchiature elettriche e dei sistemi, nonché per la sicurezza del personale.

Ta