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什么是弧闪:定义、原因和预防措施

  • 发表时间:2021-10-09 08:28:59
  • 来源:本站
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据美国劳工局统计,美国每隔一天就会发生五到十起电弧爆炸事故。电弧闪光以非常高的速度向站在事故现场附近的人们喷射熔融金属液滴。这些水滴的强度足以穿透身体。同样,压力可能会将工人扔到房间对面几英尺远的地方。

低能量电弧闪光可能是三度烧伤或工人因受伤而死亡的原因。此外,它还可能导致永久性失明、听力丧失、心脏问题和神经损伤。此外,如果您站在离电源系统 10 英尺远的地方,可能会发生严重烧伤。那么什么是拱形闪光呢?为什么会造成这样的危险?以及如何相应地安排防护装备?

什么是弧闪?

根据美国国家消防协会 (NFPA) 的定义,电弧闪光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不足,无法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闪光。

弧闪

即使闪光只在空中停留了几秒钟,但它所造成的伤害却是巨大的。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,人们不是触电,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点周围的特定范围内。

所述NFPA70E限定围绕的区域假想球体或边界。在这些边界内,如果存在任何电弧闪光危险,您可能会受到 2 度灼伤。值得注意的是,电弧会产生一些极端温度压力波。

这些波可能在 19426°C 左右,是太阳表面温度 (4982°C) 的四倍。该标准还指出,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电弧闪光。但实际上有四种,

  • 露天电弧——电气在电弧测试期间考虑的常见电弧之一

  • Arc-in-a-box – 常用于欧洲的电弧测试

  • 喷射电弧- 当熔融金属或等离子体导致工人死亡时

  • 跟踪电弧——形成穿过皮肤的导电路径的电弧等离子体。它通常在更高的电压下形成。

实验室计算电弧闪光强度时,您可以控制露天电弧的移动。但是,如果它暴露在超过 480V 的电压下,它会变成跟踪或弹出电弧。

弧闪

电弧闪光的原因

许多事情都会导致电弧闪光爆炸的发生。这包括

  • 不小心处理工具

  • 灰尘颗粒

  • 不小心接触到表面

  • 冷凝空气

  • 锈蚀和腐蚀

  • 来自不良安装的故障电流

  • 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,如果您忘记正确断电电气系统,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。这种电弧爆炸可以具有非常高的空气压力。

电弧闪光的影响

根据职业安全及健康小号标准协商,这里有电弧闪光的一些典型的风险

  • 皮肤或衣服烧到皮肤上

  • 火势迅速蔓延整个建筑物。

  • 飞行物体,通常是熔融等离子球

  • 爆炸压力,超过2000磅。每平方英尺

  • 声能爆破噪音超过140dB

  • 辐射热能,大于19426°C

避免电弧闪光的预防措施

幸运的是,借助适当的安全措施和保护设备,您可以最大限度地减少电弧闪光的危害。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,请小心地将系统断电。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浪涌。
如果您需要为系统重新通电或操作断路器,则应远程操作。因此,如果出现问题,您将脱离风险边界并保持足够的距离以免受爆炸伤害。

在“热”工作时确保安全

在许多情况下,对电气系统断电不是合适的行为。那么作为雇主,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后制定措施,以便它们有效。此外,这些与安全相关的工作实践应具有本质的一致性。
电气安全标准可以包括

  • 工具绝缘

  • 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

  • 使用带电设备工作的工作许可证

选择闪光保护设备

随着人们对电弧闪光危险意识的提高,公司现在提出了个人防护装备 (PPE) 的新想法它包括由优质绝缘材料制成的适合电工的套装、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。一个RC评级是最大能量的电阻值的弧前的材料显示突破它。这些评级的单位是卡路里/平方厘米。

您可以通过两种方式选择合适的 PPE。

  • 请参阅危险类别表 -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。

虽然 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主意。

选择闪光保护设备

进行弧闪分析

分析闪弧的危害,可以聘请专业的工程师进行闪弧风险评估。对于这个过程,专家确定发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佩戴哪种类型的 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、电源质量、NFPA 70E 和IEEE 1584具有扎实的知识

在 NFPA 70E 中,危害风险类别描述如下。

危害风险类别衣服入射能量 -calories/cm 2
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合物)不适用
1带耐火工作服的耐火衬衫和裤子4
2棉质内衣、常规短袖和三角裤,配耐火衬衫和裤子8
3棉质内衣搭配防火衬衫和裤子搭配防火工作服,或棉质内衣搭配两件防火工作服25
4棉质内衣加防火衬衫和裤子,加上多层闪光套装40
极度危险没有可用的个人防护装备>40

保持自己的安全距离

NFPA 已将危险区域的分布发展为弧闪边界,以保护通电系统附近的员工。边界是:

  • Flash Protection Boundary – 离能源最远的边界。如果发生事故,该区域的员工可能会受到二度烧伤,很容易治愈(1.2 卡路里/平方厘米)。在这里,烧伤的主要原因是仅由爆炸产生的热量。

  • Limited Approach – 限制在一定距离内的边界,在那里您容易受到电击危险。

  • 限制进近——在增加冲击风险的距离处的边界限制。

  • 禁止接近 - 离带电源更近的距离,其危害与接触表面相同。

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会有所不同。因此,您必须单独测试每个类别,然后得出闪光边界的结果。

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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。
在电弧保护培训中,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谨慎使用 PPE。

解释弧闪标签

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,您必须将危险警告标签贴在设备上。您还可以将它们交给您的员工,以便他们在开始从事新项目时进行调查。

解释弧闪标签

进行弧闪测试

您可以执行电弧闪光测试来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点燃。

对于生产PPE的公司来说,用符合标准的方法计算电弧等级是必不可少的。OSHA 要求所有公司都进行电弧闪光测试,以预测危险程度并相应地制定计划。此外,该标准严格禁止使用可熔化材料。即使公司在混合物中使用它们,他们也必须通过电弧闪光测试来测试它们,以检查它们是否符合最低标准。

除了上述要求之外,对于每个可能暴露于大于 2 卡路里/cm2 的入射能量的电气工人来说,电弧闪光测试也是必要的。因此,您必须为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,暴露水平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 进行穿戴。

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