Что такое вспышка дуги?

Вспышка дуги - это внезапный выброс электрической энергии, который происходит, когда из-за неисправности или короткого замыкания возникает дуга между двумя проводниками или проводником и землей. Вспышка дуги может вызвать интенсивное тепло, свет, звук и давление, которые могут причинить вред всем, кто находится рядом.

Насколько горячей может быть вспышка дуги?

Вспышка дуги может достигать температуры до 35 000 градусов по Фаренгейту, что жарче, чем на поверхности солнца. Такой сильный нагрев может воспламенить одежду, расплавить металл и вызвать сильные ожоги кожи и глаз.

Тепло от вспышки дуги может представлять серьезную опасность для человека, даже если он не находится под прямым воздействием дуги. Лучистое тепло может вызвать ожоги второй или третьей степени на любой открытой коже в радиусе нескольких футов от дуги. Тепло может также воспламенить легковоспламеняющиеся материалы, такие как одежда, волосы или бумага, и вызвать более серьезные травмы. Кроме того, сильное тепло может повредить дыхательную систему и вызвать ингаляционные травмы, особенно если в воздухе присутствует дым или токсичные газы. Поэтому очень важно носить соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ) и по возможности избегать работы вблизи электрического оборудования, находящегося под напряжением.

Какова сила взрыва при вспышке дуги?

Вспышка дуги также может создать мощную взрывную волну, которая может сбить работников с ног, разбросать предметы по комнате, повредить оборудование и конструкции. Сила взрыва может составлять от нескольких фунтов на квадратный дюйм (psi) до нескольких тысяч psi, в зависимости от напряжения, силы тока и расстояния до дуги.

Чем опасна вспышка дуги для человека?

Вспышка дуги может привести к серьезным травмам и смертельному исходу для работников, подвергшихся ее воздействию. Некоторые из распространенных последствий вспышки дуги таковы:

• Термические ожоги: Интенсивное тепло от вспышки дуги может вызвать глубокие и болезненные ожоги, которые могут повредить кожу, мышцы, нервы и органы. Ожоги также могут привести к инфекциям, образованию рубцов и обезображиванию.
• Травмы глаз: Яркий свет от вспышки дуги может вызвать временную или постоянную слепоту, а также повреждение сетчатки, роговицы и хрусталика. Травмы глаз также могут ухудшить зрение, вызвать чувствительность к свету, увеличить риск развития катаракты и глаукомы.
• Потеря слуха: Громкий шум от вспышки дуги может разорвать барабанные перепонки, повредить внутреннее ухо и вызвать временную или постоянную потерю слуха. Потеря слуха также может повлиять на равновесие, общение и качество жизни.
• Проблемы с дыханием: Дым и газы, образующиеся при вспышке дуги, могут раздражать легкие, горло и нос, вызывая кашель, хрипы, одышку и астму. Некоторые газы, например, угарный газ, также могут быть токсичными и вызывать отравление, повреждение мозга и смерть.
• Остановка сердца: Удар током от вспышки дуги может остановить сердце, вызвать нерегулярное сердцебиение и повредить сердечную мышцу. Остановка сердца также может привести к повреждению мозга, коме и смерти.
• Психологическая травма: Вспышка дуги может вызвать посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), тревогу, депрессию и воспоминания. Психологическая травма также может повлиять на память, концентрацию, сон и отношения.
• Коллапс легких: Взрывная сила от вспышки дуги может создать ударную волну, которая движется быстрее скорости звука. Эта ударная волна может сжать воздух в легких и привести к их разрыву или коллапсу. Это состояние известно как пневмоторакс. Коллапс легкого может вызвать сильное затруднение дыхания, боль в груди, снижение артериального давления и цианоз (посинение кожи). Коллапс легкого также может быть опасен для жизни и потребовать экстренного лечения с помощью грудной трубки или хирургического вмешательства.

Что такое ограничения по калориям и почему они важны?

Предельное количество калорий - это мера количества тепловой энергии, которая может вызвать ожог второй степени на коже человека. Она выражается в калориях на квадратный сантиметр (кал/см²). Ожог второй степени - это ожог, при котором повреждаются внешние и внутренние слои кожи, что вызывает волдыри, боль и отек.

Ограничения по калориям важны, поскольку они помогают определить уровень защиты, который необходимо надевать работникам при работе вблизи электрооборудования, способного вызвать вспышку дуги. Уровень защиты также известен как граница защиты от вспышки дуги (AFPB) или граница опасности вспышки дуги (AFHB).

AFPB или AFHB - это расстояние от источника дуги, на котором падающая энергия равна или меньше определенного предела калорийности. Чем ниже предел калорийности, тем ближе граница и тем выше требуемый уровень защиты. Чем выше предел калорийности, тем дальше граница и тем ниже требуемый уровень защиты.

Одним из наиболее широко используемых пределов калорийности является 1,2 кал/см^2, который основан на стандарте Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) 70E по электробезопасности на рабочем месте. Стандарт NFPA 70E гласит, что при работе в АФПБ или АФГБ работники должны носить одежду и средства индивидуальной защиты (СИЗ) с дуговым разрядом, способные выдержать как минимум 1,2 кал/см^2 падающей энергии.

Как маркировать электрооборудование на предмет опасности вспышки дуги?

Один из лучших способов предотвращения травм и смертельных исходов от вспышек дуги - маркировка электрооборудования с информацией об опасностях вспышек дуги и требуемом уровне защиты. Маркировка электрооборудования может помочь работникам определить потенциальные риски, следовать безопасным методам работы и надевать соответствующие СИЗ.

Согласно стандарту NFPA 70E, наклейки от вспышки дуги должны содержать следующую информацию:

• Номинальное напряжение системы
• Граница вспышки дуги
• По крайней мере, одно из следующих:
• Доступная энергия падающего излучения и соответствующее рабочее расстояние
• Минимальная дугостойкость одежды
• Необходимый уровень СИЗ
• Наивысшая категория опасности/риска (HRC) для оборудования

Наклейки с дуговой вспышкой могут быть созданы с помощью программного обеспечения, калькуляторов или таблиц, которые оценивают параметры дуговой вспышки на основе характеристик электрической системы, таких как напряжение, ток, время устранения неисправности и конфигурация оборудования. Наклейки, посвященные вспышкам дуги, можно также снабдить дополнительной информацией, например, датой, местом и предупреждающими знаками.

Наклейки с информацией о дуговой вспышке должны быть наклеены на все электрооборудование, которое может потребовать осмотра, настройки, обслуживания или ремонта под напряжением, например, на распределительные щиты, щиты управления, панели управления, розетки для счетчиков и центры управления двигателями. Этикетки с надписью Arc flash должны быть хорошо видны, долговечны и обновляться по мере необходимости.

Как рассчитать опасность вспышки дуги?

Чтобы выполнить инженерные расчеты Используя ETAP или SKM, необходимо собрать следующую информацию в полевых условиях:

- Тип, модель и номинал электрооборудования и автоматических выключателей

- Длина, размер и материал проводников

- Тип и расположение трансформаторов, а также значения их импеданса

- Напряжение источника и ток повреждения на служебном входе

- Характеристики нагрузки и коэффициент мощности подключенных устройств

Используя эту информацию, программное обеспечение может смоделировать электрическую систему и рассчитать падающую энергию, границу вспышки дуги и рабочее расстояние для каждого оборудования. Программное обеспечение также может генерировать этикетки вспышки дуги на основе рассчитанных значений.

Правильная координация автоматических выключателей необходима для того, чтобы защитные устройства срабатывали селективно и изолировали только неисправную часть системы, сохраняя при этом непрерывность обслуживания остальной части системы. Координация автоматических выключателей может быть достигнута путем настройки параметров их срабатывания, таких как длительное, кратковременное, мгновенное и замыкание на землю, в соответствии с их кривыми время-ток.

Цель сокращения времени вспышки дуги путем фиксации дугового замыкания в области мгновенного отключения ближайшего автоматического выключателя - минимизировать воздействие на работников и оборудование таких опасных факторов, как высокая температура, давление, звук и свет. Захват дугового замыкания в области мгновенного отключения означает, что автоматический выключатель устранит замыкание как можно быстрее, без преднамеренной задержки, тем самым сокращая продолжительность и величину дуговой вспышки. Этого можно добиться, установив значение мгновенного отключения автоматического выключателя ниже ожидаемого тока дуги оборудования.

Другой метод оценки опасности вспышки дуги - использование таблиц, приведенных в стандарте NFPA 70E, в которых указаны границы вспышки дуги и требования к средствам индивидуальной защиты (СИЗ) для различных типов электрооборудования в зависимости от номинального напряжения, тока повреждения и времени отключения. Эти таблицы предназначены для упрощения анализа вспышки дуги и консервативной оценки уровня опасности.

- Оборудование должно быть правильно установлено и обслуживаться в соответствии со спецификациями производителя и отраслевыми стандартами.

- Оборудование должно иметь ток повреждения болтов в пределах диапазона, указанного в таблице.

- Выключатель должен иметь общее время отключения 2 цикла или менее для напряжения ниже 1 кВ или 6 циклов или менее для напряжения от 1 кВ до 15 кВ.

- Автоматический выключатель должен иметь функцию мгновенного отключения или переключающее устройство с пониженным энергопотреблением.

- В оборудовании не должно быть дуговых разрывов или инцидентов.

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, таблицы не следует использовать, а необходимо произвести подробный расчет, используя методы, описанные в Стандарт IEEE 1584. Стандарт IEEE 1584 содержит уравнения и модели для расчета падающей энергии и границы вспышки дуги для различных типов оборудования, принимая во внимание различные факторы, такие как зазор между проводниками, размер корпуса, рабочее расстояние и конфигурация электродов.

Методы расчета в IEEE 1584 являются более точными и гибкими, чем таблицы в NFPA 70E, но для их выполнения также требуется больше данных и опыта. Поэтому рекомендуется привлекать квалифицированного профессионального инженера-электрика для проведения анализа вспышки дуги и проверки результатов с помощью соответствующих программных средств.

Также важно отметить, что и таблицы, и расчеты основаны на предположениях и приближениях, которые могут не отражать реальных условий работы электросистемы на момент возникновения вспышки дуги. Поэтому оценку опасности вспышки дуги следует периодически обновлять (не реже, чем раз в 5 лет), особенно при изменениях в конфигурации системы, нагрузке или настройках защиты. Последнее издание стандарта IEEE 1584, опубликованное в 2018 году, включает в себя новые исследования и данные о явлениях, связанных со вспышками дуги, а также содержит пересмотренные уравнения и модели для повышения точности и обоснованности расчетов вспышек дуги. Рекомендуется использовать самые современные методы и стандарты, чтобы обеспечить безопасность работников и оборудования от опасностей, связанных со вспышками дуги.

Что делать, если травма от вспышки дуги уже произошла?

Несмотря на принятие всех необходимых мер предосторожности и следование стандартам, все же существует вероятность того, что в силу непредвиденных или неизбежных обстоятельств произойдет вспышка дуги. В таких случаях необходимо действовать быстро и эффективно, чтобы свести к минимуму ущерб и травмы, вызванные вспышкой дуги. Если травма от вспышки дуги уже произошла, необходимо предпринять следующие шаги:

- Сообщите об инциденте соответствующим органам и персоналу и сотрудничайте с ними в процессе расследования и составления отчета. Следуйте установленным процедурам и протоколам для сообщения и документирования инцидентов со вспышками дуги на Вашем рабочем месте.

- Как можно скорее обратитесь в компанию Dreiym Engineering, чтобы специалист-электрик оценил причины и последствия инцидента со вспышкой дуги, а также предоставил рекомендации и решения для предотвращения повторения подобных инцидентов. Dreiym Engineering - это больше, чем просто поставщик услуг по анализу и консультированию по вопросам вспышек дуги. Это Ваш надежный партнер в обеспечении безопасности и надежности Вашей электрической системы. Команда квалифицированных и опытных инженеров поможет Вам выявить и устранить потенциальные опасности и риски в Вашей электрической системе и предоставит Вам лучшие методы и решения для соответствия стандартам и нормам. Нужны ли Вам комплексное исследование вспышки дуги, подробный анализ энергии инцидента, индивидуальная программа обучения, судебно-медицинский анализ вспышки дугиили надежную систему защиты от вспышек дуги, компания Dreiym Engineering может обеспечить нужные Вам результаты.