Що таке дуговий спалах?

Спалах дуги - це раптовий викид електричної енергії, який виникає, коли несправність або коротке замикання викликає дугу між двома провідниками або провідником і землею. Спалах дуги може генерувати інтенсивне тепло, світло, звук і тиск, які можуть завдати шкоди будь-кому поблизу.

Наскільки гарячим може бути спалах дуги?

Спалах дуги може досягати температури до 35 000 градусів за Фаренгейтом, що гарячіше, ніж поверхня сонця. Така висока температура може запалити одяг, розплавити метал і спричинити серйозні опіки шкіри та очей.

Тепло від спалаху дуги може становити серйозну небезпеку для людини, навіть якщо вона не перебуває під прямим впливом дуги. Променисте тепло може спричинити опіки другого або третього ступеня на будь-якій відкритій шкірі в межах кількох футів від дуги. Тепло також може запалити легкозаймисті матеріали, такі як одяг, волосся або папір, і спричинити більш серйозні травми. Крім того, сильний жар може пошкодити дихальну систему і спричинити інгаляційні травми, особливо в присутності диму або токсичних газів. Тому дуже важливо носити відповідні засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) і уникати роботи поблизу електрообладнання, що перебуває під напругою, якщо це можливо.

Яка вибухова сила дугового спалаху?

Спалах дуги також може створити потужну вибухову хвилю, яка може збити працівників з ніг, розкидати предмети по кімнаті та пошкодити обладнання та конструкції. Сила вибуху може становити від декількох фунтів на квадратний дюйм (psi) до декількох тисяч фунтів на квадратний дюйм (psi), залежно від напруги, струму та відстані від дуги.

Який ризик для людини становить спалах дуги?

Спалах дуги може призвести до серйозних травм і смертельних наслідків для працівників, які зазнають її впливу. Деякі з найпоширеніших наслідків спалаху дуги такі:

• Термічні опіки: Інтенсивне тепло від спалаху дуги може спричинити глибокі та болючі опіки, які можуть пошкодити шкіру, м'язи, нерви та органи. Опіки також можуть призвести до інфекцій, шрамів та каліцтва.
• Травми очей: Яскраве світло від дугового спалаху може спричинити тимчасову або постійну сліпоту, а також пошкодження сітківки, рогівки та кришталика. Травми очей також можуть погіршити зір, викликати чутливість до світла і підвищити ризик розвитку катаракти та глаукоми.
• Втрата слуху: Гучний шум від спалаху дуги може розірвати барабанні перетинки, пошкодити внутрішнє вухо і спричинити тимчасову або постійну втрату слуху. Втрата слуху також може вплинути на рівновагу, спілкування та якість життя.
• Проблеми з диханням: Дим і гази від спалаху дуги можуть подразнювати легені, горло і ніс, викликати кашель, хрипи, задишку та астму. Деякі гази, такі як чадний газ, також можуть бути токсичними і викликати отруєння, пошкодження мозку і смерть.
• Зупинка серця: Електричний струм від спалаху дуги може зупинити серце, викликати нерегулярне серцебиття і пошкодити серцевий м'яз. Зупинка серця також може призвести до пошкодження мозку, коми та смерті.
• Психологічна травма: Переживання спалаху дуги може викликати посттравматичний стресовий розлад (ПТСР), тривогу, депресію та спогади. Психологічна травма також може вплинути на пам'ять, концентрацію, сон і стосунки.
• Колапс легенів: Вибухова сила спалаху дуги може створити ударну хвилю, яка поширюється швидше за швидкість звуку. Ця ударна хвиля може стиснути повітря в легенях і спричинити їх розрив або колапс. Цей стан відомий як пневмоторакс. Колапс легенів може спричинити сильне утруднення дихання, біль у грудях, низький кров'яний тиск і ціаноз (синюшність шкіри). Колапс легень також може бути небезпечним для життя і вимагати невідкладного лікування за допомогою плевральної трубки або хірургічного втручання.

Що таке обмеження калорій і чому вони важливі?

Межа калорійності - це міра кількості теплової енергії, яка може викликати опік другого ступеня на шкірі людини. Вона виражається в калоріях на квадратний сантиметр (кал/см).²). Опік другого ступеня - це опік, який пошкоджує зовнішній і внутрішній шари шкіри, викликаючи пухирі, біль і набряк.

Межі калорійності важливі, оскільки вони допомагають визначити рівень захисту, який необхідно носити працівникам під час роботи поблизу електрообладнання, що може спричинити спалах дуги. Рівень захисту також відомий як межа захисту від спалаху дуги (AFPB) або межа небезпеки спалаху дуги (AFHB).

AFPB або AFHB - це відстань від джерела дуги, на якій падаюча енергія дорівнює або менше певної межі калорійності. Чим нижча межа калорійності, тим ближче межа і тим вищий рівень захисту необхідний. Чим вище межа калорійності, тим далі межа і тим нижчий рівень захисту.

Однією з найпоширеніших меж калорійності є 1,2 кал/см^2, яка ґрунтується на стандарті Національної асоціації пожежної безпеки (NFPA) 70E щодо електробезпеки на робочому місці. NFPA 70E стверджує, що працівники повинні носити одяг і засоби індивідуального захисту (ЗІЗ), які витримують щонайменше 1,2 кал/см^2 енергії падаючої дуги під час роботи в межах AFPB або AFHB.

Як маркувати електрообладнання на предмет небезпеки спалаху дуги?

Одним з найкращих способів запобігти травмам і смертельним випадкам від спалаху дуги є маркування електрообладнання з інформацією про небезпеку спалаху дуги та необхідний рівень захисту. Маркування електрообладнання може допомогти працівникам визначити потенційні ризики, дотримуватися безпечних методів роботи та використовувати відповідні ЗІЗ.

Відповідно до NFPA 70E, етикетки дугового спалаху повинні містити наступну інформацію:

• Номінальна напруга системи
• Межа спалаху дуги
• Принаймні одна з наступних:
• Доступна падаюча енергія та відповідна робоча відстань
• Мінімальний номінал дуги одягу
• Необхідний рівень ЗІЗ
• Найвища категорія небезпеки/ризику (HRC) для обладнання

Етикетки спалахів дуги можна створювати за допомогою програмного забезпечення, калькуляторів або таблиць, які оцінюють параметри спалаху дуги на основі характеристик електричної системи, таких як напруга, струм, час усунення несправності та конфігурація обладнання. Етикетки дугового спалаху також можна налаштувати за допомогою додаткової інформації, наприклад, дати, місця розташування та попереджувальних знаків.

Етикетки про спалах дуги слід наносити на все електрообладнання, яке може потребувати перевірки, регулювання, обслуговування або ремонту під напругою, наприклад, на розподільні щити, щити керування, панелі керування, розетки лічильників та центри керування електродвигунами. Етикетки повинні бути добре помітними, довговічними та оновлюватися за потреби.

Як розрахувати небезпеку спалаху дуги?

Щоб виконати інженерний розрахунок Використовуючи ETAP або SKM, необхідно зібрати наступну інформацію в польових умовах:

- Тип, модель і номінальна потужність електрообладнання та автоматичних вимикачів

- Довжина, розмір і матеріал провідників

- Тип і розташування трансформаторів та значення їх імпедансу

- Напруга джерела та струм несправності на сервісному вході

- Характеристики навантаження та коефіцієнт потужності підключених пристроїв

Використовуючи цю інформацію, програма може змоделювати електричну систему і розрахувати падаючу енергію, межу спалаху дуги і робочу відстань для кожного обладнання. Програма також може генерувати мітки спалахів дуги на основі розрахованих значень.

Вимога до налаштування належної координації вимикачів полягає в тому, щоб захисні пристрої працювали вибірково та ізолювали лише несправну частину системи, зберігаючи при цьому безперервність роботи решти системи. Координація роботи вимикачів може бути досягнута шляхом налаштування їхніх параметрів відключення, таких як довготривале, короткочасне, миттєве та замикання на землю, відповідно до їхніх кривих час-струм.

Метою скорочення часу спалаху дуги шляхом фіксації дугового замикання в зоні миттєвого спрацьовування найближчого автоматичного вимикача є мінімізація впливу на працівників та обладнання небезпечних факторів спалаху дуги, таких як висока температура, тиск, звук і світло. Захоплення дугового замикання в зоні миттєвого відключення означає, що автоматичний вимикач усуне замикання якомога швидше без будь-якої навмисної затримки, таким чином зменшуючи тривалість і величину спалаху дуги. Цього можна досягти, встановивши значення миттєвого відключення вимикача нижче очікуваного струму дуги обладнання.

Іншим методом оцінки небезпеки спалаху дуги є використання таблиць, наведених у стандарті NFPA 70E, в якому вказані межі спалаху дуги та вимоги до засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) для різних типів електрообладнання залежно від номінальної напруги, струму короткого замикання та часу протікання струму. Таблиці призначені для спрощення аналізу спалаху дуги та надання консервативної оцінки рівня небезпеки.

- Обладнання повинно бути належним чином встановлене та обслуговуватися відповідно до специфікацій виробника та галузевих стандартів.

- Обладнання повинно мати струм короткого замикання в межах діапазону, зазначеного в таблиці.

- Вимикач повинен мати загальний час спрацьовування 2 цикли або менше для напруги нижче 1 кВ, або 6 циклів або менше для напруги від 1 кВ до 15 кВ.

- Автоматичний вимикач повинен мати функцію миттєвого відключення або пристрій технічного обслуговування, що знижує споживання енергії.

- Устаткування не повинно мати жодних несправностей або інцидентів, пов'язаних з електричною дугою.

Якщо будь-яка з цих умов не виконується, таблиці не слід використовувати, а слід провести детальний розрахунок, використовуючи методи, описані в Стандарт IEEE 1584. Стандарт IEEE 1584 надає рівняння і моделі для розрахунку падаючої енергії і межі спалаху дуги для різних типів обладнання, враховуючи різні фактори, такі як зазор між провідниками, розмір корпусу, робоча відстань і конфігурація електродів.

Методи розрахунку в IEEE 1584 є більш точними і гнучкими, ніж таблиці в NFPA 70E, але вони також вимагають більше даних і досвіду для виконання. Тому рекомендується залучати кваліфікованого професійного інженера-електрика для проведення аналізу дугового спалаху і перевірки результатів за допомогою відповідних програмних засобів.

Важливо також зазначити, що як таблиці, так і розрахунки ґрунтуються на припущеннях і наближеннях, які можуть не відображати реальний стан електричної системи на момент виникнення дугового спалаху. Тому оцінку небезпеки спалаху дуги слід періодично оновлювати (найпізніше кожні 5 років), особливо коли відбуваються зміни в конфігурації системи, навантаженні або налаштуваннях захисту. Остання редакція стандарту IEEE 1584, опублікована у 2018 році, включає нові дослідження та дані про явище спалаху дуги, а також містить переглянуті рівняння та моделі для підвищення точності та достовірності розрахунків спалаху дуги. Доцільно використовувати найсучасніші методи та стандарти, щоб забезпечити безпеку працівників та обладнання від небезпеки спалаху дуги.

Що робити, якщо травма від спалаху дуги вже сталася?

Незважаючи на вжиття всіх необхідних запобіжних заходів і дотримання стандартів, все ще існує ймовірність виникнення спалаху дуги через непередбачувані або невідворотні обставини. У таких випадках важливо діяти швидко та ефективно, щоб мінімізувати пошкодження та травми, спричинені спалахом дуги. Якщо травма від спалаху дуги вже сталася, слід вжити наступних заходів:

- Повідомте відповідні органи та персонал про інцидент і співпрацюйте з ними в процесі розслідування та звітування. Дотримуйтесь встановлених процедур і протоколів для звітування та документування випадків спалаху дуги на вашому робочому місці.

- Зверніться до компанії dreiym Engineering якомога швидше, щоб експерт-електрик оцінив причину та наслідки спалаху дуги, а також надав рекомендації та рішення для запобігання повторення подібних інцидентів. Dreiym Engineering - це більше, ніж просто постачальник послуг з аналізу дугових спалахів і консультування. Це ваш надійний партнер у забезпеченні безпеки та надійності вашої електричної системи. Завдяки команді кваліфікованих і досвідчених інженерів вони допоможуть вам виявити і усунути потенційні небезпеки і ризики у вашій електричній системі, а також нададуть вам найкращі практики і рішення для дотримання стандартів і правил. Незалежно від того, чи потрібне вам комплексне дослідження дугового спалаху, детальний аналіз енергії інциденту або індивідуальна програма навчання, криміналістичний аналіз події спалаху дугиабо надійну систему гасіння дугового спалаху, Dreiym Engineering може забезпечити необхідні вам результати.