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CEI SC 121B “Quadri protetti per Bassa Tensione”

02/12/2019
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Le interviste agli officers Costantino Passera (Presidente CEI SC 121B) e Antonio Fidigatti (Segretario CEI SC 121B)

CAMPO DI APPLICAZIONE

Preparazione di norme riguardanti i quadri a bassa tensione (non superiore a 1 kV c.a. o 1,5 kV c.c.), che sono assiemi di diverse combinazioni di apparecchi di potenza di manovra e di comando, generalmente associate ad apparecchiature di misura, di segnalazione, di protezione, di regolazione, ecc.

STRUTTURA

Il SC 121B è coordinato dal CT 121 “Apparecchiature e quadri protetti per bassa tensione”.

Completa la famiglia il SC 121A “Apparecchiature a bassa tensione”.

COMITATI INTERNAZIONALI COLLEGATI

SC 121B  Low-voltage switchgear and controlgear assemblies

Presidente: Costantino Passera (Btcino Spa)

Segretario: Antonio Fidigatti (ABB Spa)

Segretario Tecnico Referente: Salvatore Pugliese (CEI)  salvatore.pugliese@ceinorme.it

Costantino Passera

Presidente CEI SC 121B

Nato a Milano nel 1964, si è laureato in Ingegneria Aeronautica con Amalia Ercoli Finzi nel 1990 al Politecnico di Milano. La sua formazione è stata arricchita all’estero grazie al programma Erasmus (3 mesi di frequenza ai corsi di robotica presso la Loughborough University of Technology – UK) e alla partecipazione ad un corso di management presso la Thunderbird international school of management di Phoenix (USA).

Nel 1991 ha iniziato a lavorare nell’ambito della progettazione industriale di interruttori automatici e differenziali e di quadri montati e cablati per Bticino dove, nel 1996, ha assunto il ruolo di Responsabile del settore progettazione e distribuzione industriale.

Dal 1999 lo stesso incarico gli è stato esteso nel gruppo Legrand (di cui Btcino fa parte) fino a che, nel 2007, è diventato Responsabile dello sviluppo prodotto, impianti e assicurazione di qualità per i condotti sbarre. Dal 2017 è Responsabile dello sviluppo prodotti e qualità per la protezione di potenza (interruttori scatolati e aperti) del Gruppo.

In ambito normativo, fin dal 1993 ha partecipato ai lavori del SottoComitato 121B (che allora era denominato 17D) operante nell’ambito delle norme per quadri elettrici e condotti sbarre e dal 2007 è il Presidente del SottoComitato.

Come delegato italiano, ha inoltre partecipato ai lavori nello stesso settore normativo in ambito IEC e CENELEC, in particolare ha collaborato fin dai primi anni (1999) ai lavori del WG1 per la ristrutturazione completa della famiglia di norme sui quadri.

Dal 2010 al settembre 2013 è stato coordinatore del Gruppo di lavoro WG17 avente in carico le norme per i quadri installati in luoghi pubblici, inclusi i quadri contenuti nelle colonnine di ricarica dei veicoli elettrici e dal 2013 è coordinatore del gruppo di lavoro MT3 avente in carico le norme per i condotti sbarre.

Di cosa si occupa il SC 121B e quali sono le sue relazioni con gli altri Comitati nazionali e coi i mirror IEC e CENELEC?

Il SC121B si occupa di sviluppare ed aggiornare le norme per i quadri elettrici in generale, dai piccoli quadri di distribuzione fino ai più grandi e complessi Power Center. Nella famiglia dei quadri sono inclusi anche i condotti sbarre per la distribuzione di potenza, considerati in qualche modo affini ai quadri elettrici. Il SC121B intrattiene rapporti di collaborazione molto stretti soprattutto con il SC 121A (l’altro SC appartenente al TC121) visto che questo SottoComitato si occupa prevalentemente di interruttori di protezione e comando. Inoltre, abbiamo una collaborazione frequente con i Comitati 23 “Apparecchiatura a bassa tensione” e 64 “Impianti elettrici utilizzatori di bassa tensione (fino a 1000 V in c.a. e a 1500 V in c.c.)” nonché, ultimo ma non meno importante, continui scambi di contributi e proposte con il TC 44 “Equipaggiamento elettrico delle macchine industriali”, che si occupa dell’equipaggiamento elettrico delle macchine, al fine di integrare prescrizioni comuni nelle rispettive norme.

Molti membri attivi del SC 121B partecipano altrettanto attivamente ai Gruppi di lavoro internazionali appartenenti al IEC SC 121B mirror del nostro SC nazionale. In particolare, siamo molto presenti e collaboriamo in maniera proattiva all’interno del MT2 che si occupa essenzialmente della redazione delle Norme IEC 61439-1 e IEC 61439-2 rispettivamente regole generali e prescrizioni specifiche per i quadri di potenza. Aggiungo infine che un italiano (immeritatamente il sottoscritto) è Convenor del Gruppo di lavoro internazionale (sempre all’interno del SC121B IEC) MT3 con l’incarico di redigere le norme di prodotto per i condotti sbarre.

Al contrario, non esiste un SC mirror all’interno del CENELEC poiché tutti i lavori internazionali in ambito IEC sono sempre soggetti a voto parallelo IEC/CENELEC.

Può farci un breve bilancio, ad oggi, del lavoro svolto dal SottoComitato 121B? Quali attività svolte dal SC ricorda con maggiore soddisfazione?

Negli ultimi anni, per la precisione negli ultimi vent’anni visto che il primo documento che apriva i lavori è del 1999, il SC121B si è molto dedicato alla completa ristrutturazione della famiglia di norme dei quadri elettrici. Questo lavoro, certamente molto complesso vista l’importanza e la vastità dell’argomento, ha portato al superamento delle vecchie norme CEI EN 60439 e alla nascita della serie CEI EN 61439. Le principali differenze comprendono una nuova organizzazione strutturale della famiglia di norme stesse, con una Parte 1 come regole generali valide per tutte le successive parti di prodotto, e più parti seconde dedicate ai singoli prodotti quali quadri di potenza, di distribuzione, da cantiere, per luoghi pubblici, ecc. Sono state inoltre riviste le prescrizioni per le verifiche, superando l’obbligo delle sole prove con l’introduzione della possibilità di verifica tramite calcoli e confronti con altri quadri provati.

Ricordo con grande soddisfazione questo lavoro perché i partecipanti italiani sono riusciti, con mille difficoltà, a far comprendere ad altri membri di altre nazionalità l’esistenza di sistemi di quadri quali quelli commercializzati con componenti sciolti nel mercato italiano e più in generale nei mercati dei Paesi mediterranei, per i quali occorreva prevedere una serie di prescrizioni ed accorgimenti particolari che hanno poi appunto portato a differenziare soprattutto le modalità di prova.

Nel bilancio del SC 121B entrano poi altri lavori importanti, come per esempio la Norma CEI EN 61439-7 applicabile ai quadri installati in luoghi pubblici quali mercati, campeggi, porti e comprendente anche i quadri delle colonnine di ricarica delle auto elettriche, nata da una proposta iniziale tutta italiana e sviluppata da un gruppo di lavoro animato da un Convenor italiano.

Qualche anno fa è stata elaborata dal vostro SC la Guida CEI 121-5 sulla normativa applicabile ai quadri elettrici, a quali esigenze ha riposto in particolare questo documento?

La Guida CEI 121-5 è stata elaborata dal SC 121B proprio per venire incontro alle esigenze di tutti gli attori presenti sul mercato italiano relativamente ai quadri elettrici, mi riferisco a costruttori di sistemi di quadri, quadristi, installatori nonché verificatori di laboratori e di enti di certificazione. Dal momento che, come abbiamo visto, le norme erano profondamente mutate come struttura e contenuti, da più componenti tra quelle elencate sopra si è levata una richiesta di aiuto per l’interpretazione delle prescrizioni e per l’applicabilità delle stesse a casi particolari di quadri elettrici. In particolare, i punti fondamentali per cui si richiedeva un intervento chiarificatore erano la suddivisione delle responsabilità tra diverse figure professionali e la modalità di effettuazione delle verifiche di sovratemperatura. È stato dunque ritenuto fondamentale fornire un documento ulteriore che potesse completare la semplice lettura della norma con spiegazioni, chiarimenti tecnici e soprattutto esempi pratici di applicazione delle norme.

Come potrà contribuire l’attività normativa del settore all’efficienza energetica e alla sostenibilità ambientale?

Sicuramente tra le sfide più importanti ed affascinanti per l’attività normativa presente e futura ci sono i temi dell’efficienza energetica e la sostenibilità ambientale. Riguardo al primo argomento è stato creato da poco un Gruppo di lavoro (WG1) all’interno del TC 121 IEC (con esperti sia del SC 121A che del SC 121B) il cui scopo è quello di inserire prescrizioni per migliorare l’efficienza energetica dei prodotti, intesi sia come interruttori che come quadri elettrici, all’interno delle rispettive norme di prodotto. La sfida sarà quella di applicare nuove tecnologie di controllo e gestione dell’energia a prodotti che tradizionalmente sono sempre stati pensati come “energivori”, soprattutto per quel che riguarda i quadri elettrici.

Il tema dell’ambiente è poi più che mai di attualità e dovrà essere affrontato per inserire nelle norme di prodotto le regole e le buone pratiche dell’eco conscious design, che porteranno a progettare i prodotti utilizzando materiali più ecologici e facendo in modo che i prodotti stessi possano essere disassemblati a fine vita per agevolare il riciclo dei componenti. Anche per affrontare questo tema è stato costituito un Gruppo di lavoro IEC (WG2) nell’ambito del TC 121.

In che modo è coinvolto il settore dei quadri elettrici alle attività conseguenti il piano “industria 4.0”?

Il settore dei quadri elettrici è ovviamente pesantemente coinvolto nelle attività conseguenti il piano “industria 4.0”. Basti pensare in primis ai quadri a bordo macchina che beneficiano in modo automatico delle agevolazioni per gli investimenti previste per le macchine stesse. Anche i quadri di potenza e distribuzione tuttavia possono essere beneficiati da queste attività, in quanto spesso le industrie, per far evolvere i loro processi di produzione secondo le nuove filosofie di attività lean, non solo investono in macchinari ed attrezzature moderne ma ristrutturano anche i loro impianti ed ambienti per facilitare il mantenimento di flussi tesi e organizzati anche da un punto di vista logistico. A questo proposito diventano importantissime le attività normative di coordinamento con il TC 44, già citato in precedenza, e l’introduzione di prescrizioni di prestazione e sicurezza per i nuovi sistemi intelligenti di controllo e gestione delle apparecchiature interne al quadro e infine del quadro stesso. Per quest’ultimo punto è partita un’attività internazionale nel SC 121B IEC per sviluppare le prescrizioni per i quadri connessi alla rete informatica.

Antonio Fidigatti

Segretario CEI SC 121B

Nato ad Abbiategrasso (Mi) nel 1958, si è laureato in Ingegneria Elettrotecnica al Politecnico di Milano nel 1983.

Dopo un breve esperienza come insegnante di Misure elettriche ed elettrotecnica, nel 1985 ha iniziato a lavorare in ABB Sace come tecnico di laboratorio sperimentale e di ricerca, dove ha proseguito la sua carriera come Responsabile CAD e Nomalizzazione Elettrica (1990-97), per poi assumere l’incarico di Responsabile Servizi e Studi Tecnici in ABB Sace LV (1997-2002) e Responsabile Servizi e Studi Impiantistici in ABB Sace SpA.

Attualmente, nell’ambito della organizzazione del Product Management ABB dei componenti di bassa tensione, segue le problematiche legate al loro utilizzo in applicazioni elettriche speciali, non puramente civili e industriali.

È membro della Commissione Tecnica Quadri Bassa Tensione di ANIE e di altri organi tecnici normativi del settore, sia a livello CENELEC (TC 64) che IEC (TC121, TC 18, TC 64) e CEI.

Su quali principali aspetti hanno lavorato i Gruppi di Lavoro a livello internazionale e su quali norme si prevedono significativi aggiornamenti o nuove emissioni?

A livello internazionale si sta lavorando su vari fronti per tener conto dell’evoluzione tecnica dei sistemi e degli impianti.

Da un punto di vista strettamente elettrico, l’aumento delle potenze controllate, con gli associati incrementi nelle correnti, tensioni e sollecitazioni in condizioni di guasto, richiede nuovi approcci sia in termini di progettazione che di validazione delle prestazioni dei componenti.

In particolare, diventa essenziale riuscire a verificare l’affidabilità e la sicurezza dell’assieme nelle condizioni di servizio e in condizioni di guasto, senza ricorrere ad approcci troppo costosi in termini di tempo e risorse.

Su tale strada si stanno muovendo le norme di prodotto che, associando con pari dignità le tradizionali verifiche sperimentali dirette a modalità più legate a prove parziali, confronti e calcoli (ne è un classico esempio il metodo di verifica della sovratemperatura per quadri con correnti nominali superiori a 1600 A, proposto in sede internazionale dal comitato italiano e parte del nuovo progetto di norma per quadri industriali), ne estendono il campo di applicazione alle principali aree applicative, dal puro ambiente industriale (CEI EN 61439-2) ai cantieri (CEI EN 61439-4), alle stazioni di ricarica per la mobilità elettrica terrestre e navale (IEC TS 61439-7), ai locali con accesso di persone comuni (CEI EN 61439-3) agli impianti fotovoltaici (annesso dell’attuale progetto della nuova edizione 3 della CEI EN 61439-2), ecc.

La necessità di continuità di servizio con elevate potenze e di accesso alle aree dove i quadri sono installati hanno portato allo sviluppo di una serie di documenti normativi che verificano sia la corretta installazione dei dispositivi per individuare e mitigare l’arco elettrico (IEC TS 63107 con edizione 2 in fase di approvazione finale), che la capacità degli assiemi di non trasferire in modo pericoloso gli effetti di tale fenomeno in aree dove la presenza di persone è possibile (CEI IEC/TR 61641).

I quadri a prova d’arco interno, grazie all’applicazione congiunta di tali documenti, sono oggi più facilmente realizzabili e verificabili: si è passati da assiemi “corazzati” a quadri derivati da soluzioni in kit, incrementando sensibilmente il livello di sicurezza delle installazioni.

Le sempre più presenti soluzioni ‘smart’ richiedono documenti che fissino in modo univoco le modalità di interazione con il resto dell’ambiente “elettrico” e di verifica di prestazione e interfaccia.

A tale riguardo sta operando un Gruppo di lavoro a guida francese e cinese con il compito di sviluppare specifiche prestazionali e modalità di verifica per i cosiddetti “Quadri Intelligenti”, muovendosi su due piani distinti, la descrizione e la regolamentazione in ottica normativa di quanto attualmente sul mercato e la definizione di regole per lo sviluppo futuro di nuove funzionalità, in modo che queste possano facilmente essere integrate e non vadano a pregiudicare altre caratteristiche, per esempio legate alla sicurezza e all’affidabilità dell’assieme.

Il ruolo essenziale del quadro elettrico negli impianti tecnologici delle costruzioni ne richiede la completa descrizione secondo regole BIM: a tale riguardo sta lavorando un project team a guida francese che ha cominciato a definire la lista e il formato delle proprietà utili per caratterizzare il digital twin del quadro elettrico in tali contesti.

Per quanto concerne le sempre più presenti istanze sull’efficienza energetica e sull’ambiente, il lavoro normativo viene sviluppato a livello di Comitato Tecnico padre, il CT 121, essendo tali problematiche comuni anche alle apparecchiature che dovranno far parte del quadro: 2 Gruppi di lavoro, il WG1 e il WG2 stanno definendo le modifiche necessarie alla struttura delle norme di prodotto in tale ottica.

A livello CENELEC, dove non esiste un comitato mirror, a fronte delle nuove direttive legate alla sicurezza è in corso la definizione della documentazione necessaria per dimostrare che l’aderenza alla normativa di prodotto, definita nella famiglia 61439, è condizione sufficiente per garantire il livello di sicurezza richiesto da tali documenti.

Qual è stato e qual è il contributo italiano in sede internazionale dei corrispettivi Comitati mirror IEC e CENELEC?

Il SottoComitato italiano, con i suoi componenti, partecipa attivamente a tutti i Gruppi di lavoro e Team di progetto in ambito IEC, portando le istanze tipiche del mercato italiano a livello internazionale e confrontando il nostro approccio, basato su soluzioni in kit o fortemente personalizzate, con le soluzioni completamente standardizzate e rigide, tipiche del nord Europa. 

Fondamentale è stato il contributo, in particolare, nel Maintenance Team 2, dove vengono sviluppate sia le Parti 1 (regole generali) e 2 (regole relative ai quadri industriali) della CEI EN 61439, che tutti i documenti di supporto trasversali, come, per esempio, il progetto della nuova edizione del documento CEI IEC/TR 60890, relativo alle modalità di verifica con calcolo delle sovratemperature interne ai quadri, e la sopracitata Specifica Tecnica IEC TS 63107.

Membri del SottoComitato sono stati insigniti dalla IEC del prestigioso riconoscimento IEC 1906 Award, per l’eccezionale contributo allo sviluppo del lavoro normativo.

Quali sono i temi che ritiene di maggiore importanza e che dovrebbero essere sviluppati a livello normativo e quali azioni sono state fatte o possono essere fatte? 

Il principale problema di queste norme di prodotto è il fatto che molto spesso sono fruibili solo dagli addetti ai lavori, comprensibili completamente solo per chi le scrive, non da chi se ne deve servire.

Una “volgarizzazione” dei principali concetti e un modo forse più pratico ed esemplificativo per descrivere le attività di verifica è essenziale per permettere la diffusione di questi documenti normativi e la loro utilizzazione.

Il rischio associato ad una procedura complessa o descritta in modo non semplice è che questa non venga utilizzata e che, quindi, la caratteristica ad essa associata non sia verificata, con evidente riduzione del livello di sicurezza e di affidabilità dell’assieme

Quindi il facilitare l’accesso e la comprensione dei documenti costituisce un elemento essenziale per permettere il raggiungimento dello scopo che essi si pongono.

Altri argomenti, che potrebbero e dovrebbero essere sviluppati, sono legati all’integrazione delle normative IEC con altri ambiti normativi, in particolare relativi al mercato americano.

Concetti e procedure di documenti come le UL 68 (Panelboard), UL891 (Switchboards), UL 1558 (Switchgear), se integrati nel corpo IEC, potrebbero estenderne l’ambito di applicazione in aree interessanti sia dal punto di vista tecnico che economico-commerciale.

Sempre dal mercato americano, sarebbe sicuramente interessante e nell’ottica della sicurezza integrare i requisiti di protezione da arco interno con quanto previsto da documenti NFPA e ANSI relativamente alla protezione da Arc Flash del personale che si trovi ad operare su assiemi con parti in tensione.

Un discorso a parte meritano i quadri di macchina. A livello IEC era stato creato un Gruppo di lavoro ad hoc per definire un documento della famiglia CEI EN 61439 che coprisse i requisiti di tale applicazione, con Convenor italiano membro del nostro SottoComitato.

Purtroppo, il documento elaborato da tale Gruppo di lavoro non è stato approvato a livello internazionale, lasciando aperto un vuoto che può essere coperto solo grazie alla stretta collaborazione tra il SottoComitato SC 121B e il Comitato Tecnico TC44.

Lo scopo di tale collaborazione tra Comitati è di inserire all’interno del rispettivo corpus normativo regole che permettano l’utilizzo di prodotti costruiti e certificati in accordo alle CEI EN 61439 in applicazioni definite secondo il contenuto della famiglia CEI EN 60204.

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