Hvad er en lysbue?

En lysbue er en pludselig frigivelse af elektrisk energi, der opstår, når en fejl eller kortslutning forårsager en lysbue mellem to ledere eller en leder og en jordforbindelse. En lysbue kan generere intens varme, lys, lyd og tryk, som kan skade alle i nærheden.

Hvor varm kan en lysbue blive?

En lysbue kan nå temperaturer på op til 35.000 grader Fahrenheit, hvilket er varmere end solens overflade. Denne ekstreme varme kan antænde tøj, smelte metal og forårsage alvorlige forbrændinger på hud og øjne.

Varmen fra en lysbue kan udgøre en alvorlig risiko for mennesker, selv hvis de ikke er direkte udsat for lysbuen. Strålevarmen kan forårsage anden- eller tredjegradsforbrændinger på al eksponeret hud inden for flere meter af lysbuen. Varmen kan også antænde brændbare materialer som tøj, hår eller papir og forårsage mere alvorlige skader. Desuden kan den intense varme beskadige åndedrætssystemet og forårsage indåndingsskader, især hvis der er røg eller giftige gasser til stede. Derfor er det vigtigt at bære passende personligt beskyttelsesudstyr (PPE) og undgå at arbejde i nærheden af strømførende elektrisk udstyr, når det er muligt.

Hvad er eksplosionskraften i en lysbue?

En lysbue kan også skabe en kraftig trykbølge, der kan slå arbejdere omkuld, slynge genstande gennem rummet og beskadige udstyr og strukturer. Eksplosionskraften kan variere fra et par pund pr. kvadrattomme (psi) til flere tusinde psi, afhængigt af spændingen, strømmen og afstanden fra lysbuen.

Hvad er risikoen for et menneske ved en lysbue?

En lysbue kan forårsage alvorlige skader og dødsfald for arbejdere, der udsættes for den. Nogle af de almindelige virkninger af en lysbue er:

• Termiske forbrændinger: Den intense varme fra en lysbue kan forårsage dybe og smertefulde forbrændinger, der kan skade hud, muskler, nerver og organer. Forbrændinger kan også føre til infektioner, ardannelse og vansiring.
• Øjenskader: Det skarpe lys fra en lysbue kan forårsage midlertidig eller permanent blindhed samt skader på nethinden, hornhinden og linsen. Øjenskader kan også forringe synet, forårsage lysfølsomhed og øge risikoen for grå og grøn stær.
• Tab af hørelse: Den høje støj fra en lysbue kan sprænge trommehinderne, beskadige det indre øre og forårsage midlertidigt eller permanent høretab. Høretab kan også påvirke balancen, kommunikationen og livskvaliteten.
• Åndedrætsbesvær: Røgen og gasserne fra en lysbue kan irritere lunger, hals og næse og forårsage hoste, hvæsende vejrtrækning, åndenød og astma. Nogle af gasserne, f.eks. kulilte, kan også være giftige og forårsage forgiftning, hjerneskade og død.
• Hjertestop: Det elektriske stød fra en lysbue kan stoppe hjertet, forårsage uregelmæssig hjerterytme og beskadige hjertemusklen. Hjertestop kan også resultere i hjerneskade, koma og død.
• Psykologisk traume: Oplevelsen af en lysbue kan forårsage posttraumatisk stresslidelse (PTSD), angst, depression og flashbacks. Psykologiske traumer kan også påvirke hukommelse, koncentration, søvn og relationer.
• Lungekollaps: Eksplosionskraften fra en lysbue kan skabe en chokbølge, der bevæger sig hurtigere end lydens hastighed. Denne chokbølge kan komprimere luften i lungerne og få dem til at briste eller kollapse. Denne tilstand er kendt som pneumothorax. Lungekollaps kan forårsage alvorlige vejrtrækningsbesvær, brystsmerter, lavt blodtryk og cyanose (blålig hud). Lungekollaps kan også være livstruende og kræve akut behandling med et thoraxdræn eller operation.

Hvad er kaloriegrænser, og hvorfor er de vigtige?

En kaloriegrænse er et mål for den mængde varmeenergi, der kan forårsage en andengradsforbrænding på menneskehud. Den udtrykkes i kalorier pr. kvadratcentimeter (cal/cm²). En andengradsforbrænding er en forbrænding, der beskadiger de ydre og indre lag af huden og forårsager blærer, smerte og hævelse.

Kaloriegrænser er vigtige, fordi de er med til at bestemme det beskyttelsesniveau, som arbejdere skal bære, når de arbejder i nærheden af elektrisk udstyr, der kan forårsage en lysbue. Beskyttelsesniveauet er også kendt som arc flash protection boundary (AFPB) eller arc flash hazard boundary (AFHB).

AFPB eller AFHB er den afstand fra lysbuekilden, hvor den indfaldende energi er lig med eller mindre end en bestemt kaloriegrænse. Jo lavere kaloriegrænsen er, jo tættere er grænsen, og jo højere beskyttelsesniveau kræves der. Jo højere kaloriegrænse, jo længere væk er grænsen, og jo lavere beskyttelsesniveau kræves der.

En af de mest udbredte kaloriegrænser er 1,2 cal/cm^2, som er baseret på National Fire Protection Association (NFPA) 70E-standarden for elektrisk sikkerhed på arbejdspladsen. NFPA 70E siger, at arbejdere skal bære lysbueklassificeret tøj og personlige værnemidler (PPE), der kan modstå mindst 1,2 cal/cm^2 af hændelsesenergi, når de arbejder inden for AFPB eller AFHB.

Hvordan mærker man elektrisk udstyr for lysbuefarer?

En af de bedste måder at forebygge lysbueskader og dødsfald på er at mærke elektrisk udstyr med oplysninger om lysbuefarer og det påkrævede beskyttelsesniveau. Mærkning af elektrisk udstyr kan hjælpe medarbejderne med at identificere de potentielle risici, følge de sikre arbejdsmetoder og bære det rette personlige beskyttelsesudstyr.

I henhold til NFPA 70E skal lysbuemærkater indeholde følgende oplysninger:

• Nominel systemspænding
• Grænse for lysbue
• Mindst et af følgende:
• Tilgængelig indfaldende energi og den tilsvarende arbejdsafstand
• Minimum lysbueværdi for beklædning
• Nødvendigt niveau af personlige værnemidler
• Højeste fare/risikokategori (HRC) for udstyret

Lysbueetiketter kan oprettes ved hjælp af software, regnemaskiner eller tabeller, der estimerer lysbueparametrene baseret på det elektriske systems egenskaber, såsom spænding, strøm, fejlretningstid og udstyrskonfiguration. Lysbueetiketter kan også tilpasses med yderligere oplysninger, såsom dato, placering og advarselsskilte.

Lysbuemærkater skal anbringes på alt elektrisk udstyr, der sandsynligvis skal undersøges, justeres, serviceres eller vedligeholdes, mens det er strømførende, f.eks. tavler, kontrolpaneler, målerudtag og motorstyringscentraler. Lysbueetiketter skal være klart synlige, holdbare og opdateres efter behov.

Hvordan beregner man lysbuefarer?

For at udføre en teknisk beregning ved hjælp af ETAP eller SKM, skal følgende oplysninger indsamles i marken:

- Det elektriske udstyrs og afbrydernes type, model og mærkeværdi.

- Ledernes længde, størrelse og materiale

- Transformatorernes type og placering og deres impedansværdier

- Kildespændingen og fejlstrømmen ved serviceindgangen

- De tilsluttede enheders belastningskarakteristika og effektfaktor

Ved hjælp af disse oplysninger kan softwaren simulere det elektriske system og beregne den indfaldende energi, lysbuegrænsen og arbejdsafstanden for hvert udstyr. Softwaren kan også generere lysbuemærkater baseret på de beregnede værdier.

Kravet om korrekt koordinering af maksimalafbryderne er at sikre, at beskyttelsesanordningerne fungerer selektivt og kun isolerer den defekte del af systemet, mens kontinuiteten i forsyningen til resten af systemet opretholdes. Koordinering af afbryderne kan opnås ved at justere deres udløsningsindstillinger, såsom langtid, korttid, øjeblikkelig og jordfejl, i henhold til deres tids-strømkurver.

Målet med at reducere lysbuetiderne ved at fange lysbuefejlen i den nærmeste afbryders øjeblikkelige udløsningsområde er at minimere eksponeringen af arbejderne og udstyret for de farlige virkninger af lysbuen, såsom høj temperatur, tryk, lyd og lys. At fange lysbuefejlen i det øjeblikkelige udløsningsområde betyder, at strømafbryderen vil udløse fejlen så hurtigt som muligt uden nogen forsætlig forsinkelse og dermed reducere lysbuens varighed og omfang. Dette kan gøres ved at indstille maksimalafbryderens øjeblikkelige udløsningsværdi til under udstyrets forventede lysbuestrøm.

En anden metode til at estimere lysbuefaren er at bruge tabellerne i NFPA 70E-standarden, som angiver lysbuegrænsen og kravene til personlige værnemidler (PPE) for forskellige typer elektrisk udstyr baseret på deres nominelle spænding, fejlstrøm og slukningstid. Tabellerne er beregnet til at forenkle lysbueanalysen og give et konservativt skøn over fareniveauet.

- Udstyret skal være korrekt installeret og vedligeholdt i henhold til producentens specifikationer og branchestandarder.

- Udstyret skal have en boltet fejlstrøm inden for det område, der er angivet i tabellen.

- Afbryderen skal have en samlet udkoblingstid på 2 cyklusser eller mindre for spændinger under 1 kV, eller 6 cyklusser eller mindre for spændinger mellem 1 kV og 15 kV.

- Afbryderen skal have en øjeblikkelig udløsningsfunktion eller en energireducerende vedligeholdelseskoblingsanordning.

- Udstyret må ikke have nogen historik med lysbuefejl eller hændelser.

Hvis nogen af disse betingelser ikke er opfyldt, bør tabellerne ikke bruges, og der bør foretages en detaljeret beregning ved hjælp af de metoder, der er beskrevet i IEEE 1584-standard. IEEE 1584-standarden indeholder ligninger og modeller til beregning af den indfaldende energi og lysbuegrænsen for forskellige typer udstyr under hensyntagen til forskellige faktorer som afstanden mellem lederne, kabinettets størrelse, arbejdsafstanden og elektrodekonfigurationen.

Beregningsmetoderne i IEEE 1584 er mere præcise og fleksible end tabellerne i NFPA 70E, men de kræver også flere data og mere ekspertise at udføre. Derfor anbefales det at bruge en kvalificeret professionel elektroingeniør til at udføre lysbueanalysen og til at verificere resultaterne ved hjælp af passende softwareværktøjer.

Det er også vigtigt at bemærke, at både tabellerne og beregningerne er baseret på antagelser og tilnærmelser, som måske ikke afspejler de faktiske forhold i det elektriske system på tidspunktet for en lysbuehændelse. Derfor bør vurderingen af lysbuefare opdateres med jævne mellemrum (senest hvert 5. år), især når der sker ændringer i systemets konfiguration, belastning eller beskyttelsesindstillinger. Den seneste udgave af IEEE 1584-standarden, der blev udgivet i 2018, indeholder ny forskning og data om lysbuefænomener og reviderede ligninger og modeller, der forbedrer nøjagtigheden og gyldigheden af lysbueberegningerne. Det er tilrådeligt at bruge de mest aktuelle metoder og standarder for at sikre medarbejdernes og udstyrets sikkerhed mod lysbuefarer.

Hvad hvis der allerede er sket en lysbueskade?

Selvom man tager alle de nødvendige forholdsregler og følger standarderne, er der stadig mulighed for, at der opstår en lysbuehændelse på grund af uforudsete eller uundgåelige omstændigheder. I sådanne tilfælde er det vigtigt at handle hurtigt og effektivt for at minimere skaderne og personskaderne forårsaget af lysbuen. Følgende trin bør tages, hvis der allerede er sket en lysbueskade:

- Underret de relevante myndigheder og det relevante personale om hændelsen, og samarbejd med efterforsknings- og rapporteringsprocessen. Følg de etablerede procedurer og protokoller for rapportering og dokumentation af lysbuehændelser på din arbejdsplads.

- Kontakt dreiym engineering så hurtigt som muligt for at få en ekspert i elektroteknik til at evaluere årsagen til og konsekvenserne af lysbuehændelsen og komme med anbefalinger og løsninger til at forhindre lignende hændelser i at ske igen. Dreiym Engineering er mere end blot en leverandør af lysbueanalyser og konsulenttjenester. De er din betroede partner, når det gælder om at sikre sikkerheden og pålideligheden af dit elektriske system. Med deres team af kvalificerede og erfarne ingeniører kan de hjælpe dig med at identificere og eliminere de potentielle farer og risici i dit elektriske system og give dig de bedste fremgangsmåder og løsninger til at overholde standarder og regler. Uanset om du har brug for en omfattende lysbueundersøgelse, en detaljeret energianalyse af hændelser eller et skræddersyet træningsprogram, en retsmedicinsk analyse af en lysbuehændelseeller et pålideligt system til afhjælpning af lysbuer, kan Dreiym Engineering levere de resultater, du har brug for.