什么是弧闪：定义、原因和预防措施
什么是弧闪：定义、原因和预防措施
弧闪是一种危险的电气现象，每年都会导致大量人员伤亡。本文将为您详细解析弧闪的定义、类型、成因及其危害，并介绍有效的预防措施，帮助您在工作中远离这一潜在威胁。
根据劳工统计局的估计，美国每隔一天就会发生五到十起电弧爆炸事件。电弧闪光以极高的速度向站在事故现场附近的人喷射熔融金属液滴。这些水滴的强度足以刺穿身体。同样，压力会将工人推到几英尺外的房间。
低能量电弧闪光可能是三度烧伤或工人受伤死亡的原因。此外，它可能导致永久性失明、听力丧失、心脏问题和神经损伤。此外，如果您站在距离电力系统 10 英尺的地方，可能会发生严重烧伤。那么什么是拱形闪光？为什么会造成这样的危险？又该如何相应地安排防护用品呢？
什么是弧闪？
根据美国国家消防协会 (NFPA) 的定义，弧闪是在空气中传播的带电粒子波。解释一下，两个带电金属导体之间的绝缘可能会变得不充分，它不能进一步支持输入电压相位。由于这种现象，空气开始电离并获得能量。因此，电气设备开始产生电弧。
即使闪光只在空中停留几秒钟，但它产生的伤害却是巨大的。每年，成千上万的人来到烧伤中心治疗自己的致命烧伤。请注意，在这些事件中，人们不会触电，而是烧伤。因此，您可以看到，接触错误的表面并不重要。相反，您只需要在事件发生地周围的特定边界内。
NFPA70E定义一个区域周围的假想球体或边界。在这些边界内，如果存在任何弧闪危险，您可能会受到 2 度烧伤。值得注意的是，电弧会产生一些极端温度压力波。
这些波的温度可能在 19426°C 左右，是太阳表面温度（4982°C）的四倍。该标准还规定，入射能级也将增加。研究还表明，在电弧闪光事件中被烧伤的人暴露在大约 225°C 或更高的温度下。
弧闪的类型
在大多数计算中，电工可能只考虑两种类型的弧闪。但实际上有四种，
- 露天弧线– 电弧测试期间电气考虑的常见电弧之一
- 盒中弧– 在欧洲常用于电弧测试
- 弹出的弧– 当熔融金属或等离子体导致工人死亡时
- 跟踪弧– 通过皮肤形成导电路径的电弧等离子体。它通常在较高电压下形成。
在实验室计算电弧闪光强度时，您可以控制露天电弧的运动。但是，如果暴露在480V以上，就会变成跟踪电弧或喷射电弧。
电弧闪光的原因
许多事情都可能导致发生电弧闪光爆炸。它包括
- 不小心处理工具
- 灰尘颗粒
- 不小心接触到表面
- 冷凝空气
- 生锈和腐蚀
- 不良安装导致的故障电流
- 劣质材料
因此，由于上述因素可能会影响闪光边界距离，因此会发生潜在的电弧闪光危险。此外，如果您忘记正确切断电气系统的电源，可能会导致电弧闪光的风险。由于这些因素，强烈的光和热能会导致空气膨胀并导致爆炸。这种电弧爆炸的气压可能非常高。
电弧闪光的影响
根据职业安全与健康标准，这里有一些电弧闪光的典型风险
- 皮肤或衣服烫伤皮肤
- 火势迅速蔓延到建筑物。
- 飞行物体，通常是熔化的等离子球
- 爆破压力，超过 2000 磅。每平方英尺
- 140dB以上噪音的声能爆炸
- 辐射热能，超过 19426 °C
避免弧闪的预防措施
幸运的是，在适当的安全措施和防护设备的帮助下，您可以将弧闪的危害降到最低。以下是您也可以为工人安全采取的几个著名步骤。
给电气设备断电
为防止电路中出现的故障电流造成最大损坏，请小心断开系统电源。事实上，如果支持带电粒子的策略中的能量为零，它就无法支持电弧闪光的激增。
如果您需要为系统重新通电或操作断路器，您应该远程操作。因此，当出现问题时，您将超出风险边界并保持足够的距离以免受爆炸伤害。
“高温”工作时确保安全
在许多情况下，使电气系统断电不是一个合适的行为。然后，作为雇主，您必须制定与安全相关的做法并在您的公司中执行。请记住，您必须在危害级别评估之后制定措施，以使它们有效。此外，这些与安全相关的工作实践应具有一致性。
电气安全标准可包括
- 工具的绝缘
- 编写安全措施
- 向即将到来的员工介绍工作
- 个性化防护装备
- 使用带电设备的工作许可
选择闪光保护设备
随着人们对弧闪危险的认识不断提高，各公司现在正在提出关于个人防护设备 (PPE) 的新想法。它包括用优质绝缘材料制成的电工工作服、头盔、靴子、手套和工作服。
为了衡量材料的有效性，制造商使用电弧等级。arc 评级是材料在电弧突破之前表现出的最大能量阻力值。这些等级的单位是卡路里/cm2。
您可以通过两种方式选择合适的 PPE。
- 查阅危险类别表 -NFPA 70E。表 130.7(C)(15)(a)-描述了每项任务的危险级别以及您应该选择的 PPE 类型。
- 计算特定情况下的危险事件能量，并选择能够承受该能量的 PPE。
尽管 PPE 可以提供最大程度的保护，但通过完整的风险评估来降低事件的严重性始终是最好的办法。
进行弧闪分析
要分析弧闪的危害，您可以聘请专业工程师进行弧闪风险评估。对于这个过程，专家确定电厂周围每个点的热入射能量。然后他们将提供分析并推荐在特定距离内穿什么类型的 PPE。
作为风险分析的一部分，专家还应建议减少弧闪危险类别的步骤。请记住，您为测试选择的专业工程师应该对短路、电能质量、NFPA 70E 和 IEEE 1584 有深入的了解。
在NFPA 70E中，危害风险类别描述如下。
危害风险类别 服装 入射能量-卡路里/cm2
0 织物重量至少为 4.5 盎司/码2的不熔化、不易燃材料（例如羊毛、未经处理的棉、人造丝或这些材料的混纺） 不适用
1 带有防火连体衣的防火衬衫和裤子 4
2 棉制内衣、传统短袖和三角裤，搭配防火衬衫和裤子 8
3 棉质内衣配防火衬衫和裤子配防火工作服，或棉质内衣配两件防火工作服 25
4 棉制内衣搭配防火衬衫和裤子，以及多层闪光套装 40
极度危险 没有可用的个人防护装备 >40
让自己保持更安全的距离
NFPA 已将危险区域分布到弧闪边界，以保护带电系统附近的员工。界限是：
- 闪电保护边界 - 距离能源最远的边界。如果发生事故，该区域的员工可能会遭受二级烧伤，很容易治愈（1.2 卡路里/cm2）。造成灼伤的主要原因是爆炸产生的热量。
- Limited Approach – 边界，限制在一段距离内，您容易受到电击危险。
- Restricted Approach – 冲击风险增加的距离的边界限制。
- 禁止接近 - 距离带电源较近的距离，其危险与接触表面相同。
您必须在每个通电源周围创建精确的距离边界。但是，随着设备的变化，每个边界之间的距离可能不一样。因此，您必须单独测试每个类别，然后得出闪光边界的结果。
培训工人
事实上，每个组织都必须对其员工进行电气安全培训。因此，为此，您可以根据电气安全标准的要求设计程序。
在电弧防护培训中，学员将了解如何识别危险等级。此外，他们还将学习如何避免事故、阅读电弧闪光标签以及小心使用个人防护装备。
解释弧闪标签
美国国家电气规范 NEC 要求设备具有警告标签，以警告任何潜在危险。为此，每个面板都必须有其警告标题以了解闪光边界。同样，他们将了解如何为每个区域选择 PPE。
如上所述，每种类型的设备都必须经过评估以确定边界。完成后，您必须在设备上贴上危险警告标签。您也可以将它们交给您的员工，让他们在他们开始从事新项目时进行研究。
进行弧闪测试
您可以执行电弧闪光测试以确定保护材料对热能的响应。在某些情况下，电弧测试还评估材料如何响应特定的能量浪涌以及它是否会点燃。
对于生产 PPE 的公司，必须使用符合标准的方法计算电弧等级。 OSHA 要求所有公司都进行电弧闪光测试，以预测危险等级并做出相应的计划。此外，标准严格禁止使用可熔材料。即使公司在混合物中使用它们，也必须通过电弧闪光测试对其进行测试，以检查它们是否符合最低标准。
除上述要求外，每个可能暴露于大于 2 卡路里/cm2 入射能量的电气工人都需要进行电弧闪光测试。因此，您必须针对每种情况选择合适的、更安全的 PPE。
结论
弧闪是一种危险现象，涉及突然的热爆发、飞溅的金属液滴和冲击。此外，暴露程度取决于您与源保持的距离。为避免影响，您可以将系统断电，进行危险分析并选择合适的 PPE 穿戴。