Qu'est-ce qu'un éclair d'arc électrique ?

Un éclair d'arc est une libération soudaine d'énergie électrique qui se produit lorsqu'un défaut ou un court-circuit provoque un arc entre deux conducteurs ou entre un conducteur et une masse. Un éclair d'arc électrique peut générer une chaleur, une lumière, un son et une pression intenses qui peuvent blesser toute personne se trouvant à proximité.

Quelle est la température d'un éclair d'arc électrique ?

Un éclair d'arc électrique peut atteindre des températures allant jusqu'à 35 000 degrés Fahrenheit, ce qui est plus chaud que la surface du soleil. Cette chaleur extrême peut enflammer les vêtements, faire fondre le métal et provoquer de graves brûlures de la peau et des yeux.

La chaleur dégagée par un éclair d'arc électrique peut constituer un risque sérieux pour l'homme, même s'il n'est pas directement exposé à l'arc. La chaleur rayonnante peut provoquer des brûlures au deuxième ou au troisième degré sur toute peau exposée dans un rayon de plusieurs mètres autour de l'arc. La chaleur peut également enflammer des matériaux inflammables, tels que des vêtements, des cheveux ou du papier, et provoquer des blessures plus graves. En outre, la chaleur intense peut endommager le système respiratoire et provoquer des lésions par inhalation, en particulier en présence de fumée ou de gaz toxiques. Il est donc essentiel de porter un équipement de protection individuelle (EPI) approprié et d'éviter, dans la mesure du possible, de travailler à proximité d'équipements électriques sous tension.

Quelle est la force du souffle d'un éclair d'arc électrique ?

Un éclair d'arc peut également créer une puissante onde de choc qui peut faire tomber les travailleurs, projeter des objets à travers la pièce et endommager les équipements et les structures. La force du souffle peut varier de quelques livres par pouce carré (psi) à plusieurs milliers de psi, en fonction de la tension, du courant et de la distance par rapport à l'arc.

Quel est le risque d'un éclair d'arc électrique pour un être humain ?

Un éclair d'arc électrique peut provoquer des blessures graves, voire mortelles, chez les travailleurs qui y sont exposés. Voici quelques-uns des effets les plus courants d'un éclair d'arc électrique :

• Brûlures thermiques : La chaleur intense d'un arc électrique peut provoquer des brûlures profondes et douloureuses qui peuvent endommager la peau, les muscles, les nerfs et les organes. Les brûlures peuvent également entraîner des infections, des cicatrices et des défigurations.
• Lésions oculaires : La lumière vive d'un éclair d'arc électrique peut provoquer une cécité temporaire ou permanente, ainsi que des lésions de la rétine, de la cornée et du cristallin. Les lésions oculaires peuvent également altérer la vision, provoquer une sensibilité à la lumière et augmenter le risque de cataracte et de glaucome.
• Perte d'audition : Le bruit intense d'un éclair d'arc électrique peut rompre les tympans, endommager l'oreille interne et provoquer une perte d'audition temporaire ou permanente. La perte auditive peut également affecter l'équilibre, la communication et la qualité de vie.
• Problèmes respiratoires : La fumée et les gaz dégagés par un éclair d'arc électrique peuvent irriter les poumons, la gorge et le nez et provoquer une toux, une respiration sifflante, un essoufflement et de l'asthme. Certains gaz, comme le monoxyde de carbone, peuvent également être toxiques et provoquer un empoisonnement, des lésions cérébrales et la mort.
• Arrêt cardiaque : Le choc électrique provoqué par un éclair d'arc peut arrêter le cœur, provoquer des battements de cœur irréguliers et endommager le muscle cardiaque. L'arrêt cardiaque peut également entraîner des lésions cérébrales, le coma et la mort.
• Traumatisme psychologique : L'expérience d'un éclair d'arc électrique peut provoquer un syndrome de stress post-traumatique (SSPT), de l'anxiété, une dépression et des flashbacks. Le traumatisme psychologique peut également affecter la mémoire, la concentration, le sommeil et les relations.
• Affaissement des poumons : La force du souffle d'un éclair d'arc électrique peut créer une onde de choc qui se propage à une vitesse supérieure à celle du son. Cette onde de choc peut comprimer l'air dans les poumons et provoquer leur rupture ou leur affaissement. Cette situation est connue sous le nom de pneumothorax. Le collapsus pulmonaire peut entraîner de graves difficultés respiratoires, des douleurs thoraciques, une hypotension artérielle et une cyanose (peau bleutée). Le collapsus pulmonaire peut également mettre la vie en danger et nécessiter un traitement d'urgence par un drain thoracique ou une intervention chirurgicale.

Qu'est-ce qu'une limite calorique et pourquoi est-elle importante ?

La limite calorique est une mesure de la quantité d'énergie thermique qui peut provoquer une brûlure au deuxième degré sur la peau humaine. Elle est exprimée en calories par centimètre carré (cal/cm²). Une brûlure au deuxième degré est une brûlure qui endommage les couches externes et internes de la peau, provoquant des cloques, une douleur et un gonflement.

Les limites caloriques sont importantes car elles permettent de déterminer le niveau de protection que les travailleurs doivent porter lorsqu'ils travaillent à proximité d'équipements électriques susceptibles de provoquer un éclair d'arc. Le niveau de protection est également appelé limite de protection contre les éclairs d'arc (AFPB) ou limite de danger d'éclair d'arc (AFHB).

L'AFPB ou l'AFHB est la distance de la source d'arc où l'énergie incidente est égale ou inférieure à une certaine limite de calories. Plus la limite calorique est basse, plus la limite est proche et plus le niveau de protection requis est élevé. Plus la limite calorique est élevée, plus la limite est éloignée et plus le niveau de protection requis est faible.

L'une des limites caloriques les plus largement utilisées est de 1,2 cal/cm^2, basée sur la norme 70E de la National Fire Protection Association (NFPA) relative à la sécurité électrique sur le lieu de travail. La norme NFPA 70E stipule que les travailleurs doivent porter des vêtements et des équipements de protection individuelle (EPI) résistants à l'arc électrique et capables de supporter au moins 1,2 cal/cm^2 d'énergie incidente lorsqu'ils travaillent dans l'AFPB ou l'AFHB.

Comment étiqueter l'équipement électrique pour détecter les risques d'éclair d'arc électrique ?

L'un des meilleurs moyens de prévenir les blessures et les décès dus à l'éclair d'arc électrique est d'étiqueter l'équipement électrique avec des informations sur les risques d'éclair d'arc et le niveau de protection requis. L'étiquetage de l'équipement électrique peut aider les travailleurs à identifier les risques potentiels, à suivre les pratiques de travail sûres et à porter l'EPI approprié.

Selon la norme NFPA 70E, les étiquettes relatives à l'éclair d'arc électrique doivent comporter les informations suivantes :

• Tension nominale du système
• Limite de l'éclair d'arc électrique
• Au moins un des éléments suivants
• Énergie incidente disponible et distance de travail correspondante
• Tenue à l'arc minimale des vêtements
• Niveau requis d'EPI
• Catégorie de danger/risque la plus élevée (HRC) pour l'équipement

Les étiquettes d'éclair d'arc électrique peuvent être créées à l'aide de logiciels, de calculateurs ou de tableaux qui estiment les paramètres d'éclair d'arc électrique en fonction des caractéristiques du système électrique, telles que la tension, le courant, le temps d'élimination des défauts et la configuration de l'équipement. Les étiquettes d'éclair d'arc électrique peuvent également être personnalisées avec des informations supplémentaires, telles que la date, le lieu et les panneaux d'avertissement.

Les étiquettes d'éclair d'arc électrique doivent être apposées sur tous les équipements électriques susceptibles d'être examinés, réglés, entretenus ou maintenus sous tension, tels que les tableaux de distribution, les tableaux de commande, les prises de compteur et les centres de contrôle des moteurs. Les étiquettes d'éclair d'arc électrique doivent être clairement visibles, durables et mises à jour si nécessaire.

Comment calculer les risques d'éclair d'arc électrique ?

Pour effectuer une calcul d'ingénierie en utilisant ETAP ou SKM, les informations suivantes doivent être collectées sur le terrain :

- le type, le modèle et le calibre de l'équipement électrique et des disjoncteurs

- La longueur, la taille et le matériau des conducteurs

- Le type et l'emplacement des transformateurs et leurs valeurs d'impédance

- La tension de la source et le courant de défaut au niveau du branchement

- Les caractéristiques de charge et le facteur de puissance des appareils connectés

À l'aide de ces informations, le logiciel peut simuler le système électrique et calculer l'énergie incidente, la limite de l'éclair d'arc et la distance de travail pour chaque équipement. Le logiciel peut également générer des étiquettes d'éclair d'arc électrique sur la base des valeurs calculées.

L'exigence d'une bonne coordination des disjoncteurs est de s'assurer que les dispositifs de protection fonctionnent de manière sélective et n'isolent que la partie défectueuse du système tout en maintenant la continuité du service pour le reste du système. La coordination des disjoncteurs peut être réalisée en ajustant leurs paramètres de déclenchement, tels que temps long, temps court, instantané et défaut à la terre, en fonction de leurs courbes temps-courant.

L'objectif de la réduction des temps d'éclair d'arc en capturant le défaut d'arc dans la zone de déclenchement instantané du disjoncteur le plus proche est de minimiser l'exposition des travailleurs et de l'équipement aux effets dangereux de l'éclair d'arc, tels que la température élevée, la pression, le son et la lumière. Capturer le défaut d'arc dans la zone de déclenchement instantané signifie que le disjoncteur éliminera le défaut aussi vite que possible sans délai intentionnel, réduisant ainsi la durée et l'ampleur de l'éclair d'arc. Cela peut se faire en réglant la valeur de déclenchement instantané du disjoncteur à un niveau inférieur au courant d'arc attendu de l'équipement.

Une autre méthode d'estimation du risque d'éclair d'arc consiste à utiliser les tableaux fournis par la norme NFPA 70E, qui indique les limites de l'éclair d'arc et les exigences en matière d'équipement de protection individuelle (EPI) pour divers types d'équipements électriques en fonction de leur tension nominale, de leur courant de défaut et de leur temps d'élimination. Ces tableaux sont destinés à simplifier l'analyse de l'éclair d'arc et à fournir une estimation prudente du niveau de danger.

- L'équipement doit être correctement installé et entretenu conformément aux spécifications du fabricant et aux normes industrielles.

- L'équipement doit avoir un courant de défaut boulonné compris dans la plage spécifiée dans le tableau.

- Le disjoncteur doit avoir un temps d'ouverture total de 2 cycles ou moins pour les tensions inférieures à 1 kV, ou de 6 cycles ou moins pour les tensions comprises entre 1 kV et 15 kV.

- Le disjoncteur doit être doté d'une fonction de déclenchement instantané ou d'un dispositif de commutation de maintenance à réduction d'énergie.

- L'équipement ne doit pas avoir d'antécédents de défauts ou d'incidents dus à des arcs électriques.

Si l'une de ces conditions n'est pas remplie, les tableaux ne doivent pas être utilisés et un calcul détaillé doit être effectué à l'aide des méthodes décrites dans l'annexe. Norme IEEE 1584. La norme IEEE 1584 fournit des équations et des modèles pour calculer l'énergie incidente et la limite de l'éclair d'arc pour différents types d'équipement, en tenant compte de divers facteurs tels que l'espace entre les conducteurs, la taille de l'enceinte, la distance de travail et la configuration des électrodes.

Les méthodes de calcul de l'IEEE 1584 sont plus précises et plus souples que les tableaux de l'IEEE 1584. NFPA 70E, mais elles nécessitent également plus de données et d'expertise. Il est donc recommandé de faire appel à un ingénieur électricien professionnel qualifié pour effectuer l'analyse de l'éclair d'arc électrique et pour vérifier les résultats à l'aide d'outils logiciels appropriés.

Il est également important de noter que les tableaux et les calculs sont basés sur des hypothèses et des approximations qui peuvent ne pas refléter les conditions réelles du système électrique au moment d'un éclair d'arc électrique. Par conséquent, l'évaluation du risque d'éclair d'arc électrique doit être mise à jour périodiquement (tous les 5 ans au plus tard), en particulier lorsque des changements interviennent dans la configuration du système, la charge ou les paramètres de protection. La dernière édition de la norme IEEE 1584, publiée en 2018, intègre de nouvelles recherches et données sur les phénomènes d'éclair d'arc et fournit des équations et des modèles révisés pour améliorer la précision et la validité des calculs d'éclair d'arc. Il est conseillé d'utiliser les méthodes et les normes les plus récentes pour garantir la sécurité des travailleurs et de l'équipement contre les risques d'éclair d'arc.

Que faire si un éclair d'arc électrique s'est déjà produit ?

Malgré toutes les précautions nécessaires et le respect des normes, il est toujours possible qu'un éclair d'arc électrique se produise en raison de circonstances imprévues ou inévitables. Dans ce cas, il est essentiel d'agir rapidement et efficacement pour minimiser les dommages et les blessures causés par l'éclair d'arc électrique. Les mesures suivantes doivent être prises si une blessure due à un éclair d'arc s'est déjà produite :

- Notifier l'incident aux autorités et au personnel compétents et coopérer à l'enquête et au processus de signalement. Suivez les procédures et protocoles établis pour signaler et documenter les incidents liés aux éclairs d'arc électrique sur votre lieu de travail.

- Contactez dreiym engineering dès que possible pour qu'un ingénieur électricien expert évalue la cause et les conséquences de l'incident d'éclair d'arc électrique et fournisse des recommandations et des solutions pour éviter que des incidents similaires ne se reproduisent. Dreiym Engineering est plus qu'un simple fournisseur de services d'analyse et de conseil en matière d'éclairs d'arc électrique. Elle est votre partenaire de confiance pour assurer la sécurité et la fiabilité de votre système électrique. Grâce à son équipe d'ingénieurs qualifiés et expérimentés, elle peut vous aider à identifier et à éliminer les dangers et les risques potentiels de votre système électrique et vous fournir les meilleures pratiques et solutions pour vous conformer aux normes et aux réglementations. Que vous ayez besoin d'une étude complète sur l'éclair d'arc électrique, d'une analyse détaillée de l'énergie des incidents ou d'un programme de formation personnalisé, analyse médico-légale d'un éclair d'arc électriqueDreiym Engineering peut vous fournir les résultats dont vous avez besoin.