據(jù)美國(guó)勞工局統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每隔一天就會(huì)發(fā)生五到十起電弧爆炸事故。電弧閃光以非常高的速度向站在事故現(xiàn)場(chǎng)附近的人們噴射熔融金屬液滴。這些水滴的強(qiáng)度足以穿透身體。同樣，壓力可能會(huì)將工人扔到房間對(duì)面幾英尺遠(yuǎn)的地方。

低能量電弧閃光可能是三度燒傷或工人因受傷而死亡的原因。此外，它還可能導(dǎo)致永久性失明、聽(tīng)力喪失、心臟問(wèn)題和神經(jīng)損傷。此外，如果您站在離電源系統(tǒng) 10 英尺遠(yuǎn)的地方，可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?zé)齻?/span>那么什么是拱形閃光呢？為什么會(huì)造成這樣的危險(xiǎn)？以及如何相應(yīng)地安排防護(hù)裝備？

什么是弧閃？

根據(jù)美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì) (NFPA) 的定義，電弧閃光是在空氣中傳播的帶電粒子波。解釋一下，兩個(gè)帶電金屬導(dǎo)體之間的絕緣可能不足，無(wú)法進(jìn)一步支持輸入電壓相位。由于這種現(xiàn)象，空氣開(kāi)始電離并獲得能量。因此，電氣設(shè)備開(kāi)始產(chǎn)生電弧閃光。

即使閃光只在空中停留了幾秒鐘，但它所造成的傷害卻是巨大的。每年，成千上萬(wàn)的人來(lái)到燒傷中心治療自己的致命燒傷。請(qǐng)注意，在這些事件中，人們不是觸電，而是燒傷。因此，您可以看到，接觸錯(cuò)誤的表面并不重要。相反，您只需要在事件發(fā)生地點(diǎn)周圍的特定范圍內(nèi)。

所述NFPA70E限定圍繞的區(qū)域假想球體或邊界。在這些邊界內(nèi)，如果存在任何電弧閃光危險(xiǎn)，您可能會(huì)受到 2 度灼傷。值得注意的是，電弧會(huì)產(chǎn)生一些極端溫度壓力波。

這些波可能在 19426°C 左右，是太陽(yáng)表面溫度 (4982°C) 的四倍。該標(biāo)準(zhǔn)還指出，入射能級(jí)也將增加。研究還表明，在電弧閃光事件中被燒傷的人暴露在大約 225 °C 或更高的溫度下。

弧閃的類型

在大多數(shù)計(jì)算中，電工可能只考慮兩種類型的電弧閃光。但實(shí)際上有四種，

• 露天電弧——電氣在電弧測(cè)試期間考慮的常見(jiàn)電弧之一

• Arc-in-a-box – 常用于歐洲的電弧測(cè)試

• 噴射電弧- 當(dāng)熔融金屬或等離子體導(dǎo)致工人死亡時(shí)

• 跟蹤電弧——形成穿過(guò)皮膚的導(dǎo)電路徑的電弧等離子體。它通常在更高的電壓下形成。

在實(shí)驗(yàn)室計(jì)算電弧閃光強(qiáng)度時(shí)，您可以控制露天電弧的移動(dòng)。但是，如果它暴露在超過(guò) 480V 的電壓下，它會(huì)變成跟蹤或彈出電弧。

電弧閃光的原因

許多事情都會(huì)導(dǎo)致電弧閃光爆炸的發(fā)生。這包括

• 不小心處理工具

• 灰塵顆粒

• 不小心接觸到表面

• 冷凝空氣

• 銹蝕和腐蝕

• 來(lái)自不良安裝的故障電流

• 劣質(zhì)材料

因此，由于上述因素可能會(huì)影響閃光邊界距離，因此會(huì)發(fā)生潛在的電弧閃光危險(xiǎn)。此外，如果您忘記正確斷電電氣系統(tǒng)，可能會(huì)導(dǎo)致電弧閃光的風(fēng)險(xiǎn)。由于這些因素，強(qiáng)烈的光和熱能會(huì)導(dǎo)致空氣膨脹并導(dǎo)致爆炸。這種電弧爆炸可以具有非常高的空氣壓力。

電弧閃光的影響

根據(jù)職業(yè)安全及健康小號(hào)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)商，這里有電弧閃光的一些典型的風(fēng)險(xiǎn)

• 皮膚或衣服燒到皮膚上

• 火勢(shì)迅速蔓延整個(gè)建筑物。

• 飛行物體，通常是熔融等離子球

• 爆炸壓力，超過(guò)2000磅。每平方英尺

• 聲能爆破噪音超過(guò)140dB

• 輻射熱能，大于19426°C

避免電弧閃光的預(yù)防措施

幸運(yùn)的是，借助適當(dāng)?shù)陌踩胧┖捅Ｗo(hù)設(shè)備，您可以最大限度地減少電弧閃光的危害。以下是您也可以為工人安全采取的幾個(gè)著名步驟。

給電氣設(shè)備斷電

為防止電路中出現(xiàn)的故障電流造成最大損壞，請(qǐng)小心地將系統(tǒng)斷電。事實(shí)上，如果支持帶電粒子的策略中的能量為零，它就無(wú)法支持電弧閃光浪涌。
如果您需要為系統(tǒng)重新通電或操作斷路器，則應(yīng)遠(yuǎn)程操作。因此，如果出現(xiàn)問(wèn)題，您將脫離風(fēng)險(xiǎn)邊界并保持足夠的距離以免受爆炸傷害。

在“熱”工作時(shí)確保安全

在許多情況下，對(duì)電氣系統(tǒng)斷電不是合適的行為。那么作為雇主，您必須制定與安全相關(guān)的做法并在您的公司中執(zhí)行。請(qǐng)記住，您必須在危害級(jí)別評(píng)估后制定措施，以便它們有效。此外，這些與安全相關(guān)的工作實(shí)踐應(yīng)具有本質(zhì)的一致性。
電氣安全標(biāo)準(zhǔn)可以包括

• 工具絕緣

• 編寫(xiě)安全措施

• 向即將到來(lái)的員工介紹工作

• 個(gè)性化防護(hù)裝備

• 使用帶電設(shè)備工作的工作許可證

選擇閃光保護(hù)設(shè)備

隨著人們對(duì)電弧閃光危險(xiǎn)意識(shí)的提高，公司現(xiàn)在提出了個(gè)人防護(hù)裝備 (PPE) 的新想法。它包括由優(yōu)質(zhì)絕緣材料制成的適合電工的套裝、頭盔、靴子、手套和工作服。

為了衡量材料的有效性，制造商使用電弧等級(jí)。在一個(gè)RC評(píng)級(jí)是最大能量的電阻值的弧前的材料顯示突破它。這些評(píng)級(jí)的單位是卡路里/平方厘米。

您可以通過(guò)兩種方式選擇合適的 PPE。

• 請(qǐng)參閱危險(xiǎn)類別表 -NFPA 70E。表 130.7(C)(15)(a) -描述了每項(xiàng)任務(wù)的危險(xiǎn)級(jí)別以及您應(yīng)該選擇的 PPE 類型。

• 計(jì)算特定情況下的危險(xiǎn)事件能量并選擇能夠承受該能量的 PPE。

雖然 PPE 可以提供最大程度的保護(hù)，但通過(guò)完整的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)降低事件的嚴(yán)重性始終是最好的主意。

進(jìn)行弧閃分析

分析閃弧的危害，可以聘請(qǐng)專業(yè)的工程師進(jìn)行閃弧風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。對(duì)于這個(gè)過(guò)程，專家確定發(fā)電廠周圍每個(gè)點(diǎn)的熱入射能量。然后他們將提供分析并推薦在特定距離內(nèi)佩戴哪種類型的 PPE。

作為風(fēng)險(xiǎn)分析的一部分，專家還應(yīng)建議減少弧閃危險(xiǎn)類別的步驟。請(qǐng)記住，您為測(cè)試選擇的專業(yè)工程師應(yīng)該對(duì)短路、電源質(zhì)量、NFPA 70E 和IEEE 1584具有扎實(shí)的知識(shí)。

在 NFPA 70E 中，危害風(fēng)險(xiǎn)類別描述如下。

保持自己的安全距離

NFPA 已將危險(xiǎn)區(qū)域的分布發(fā)展為弧閃邊界，以保護(hù)通電系統(tǒng)附近的員工。邊界是：

• Flash Protection Boundary – 離能源最遠(yuǎn)的邊界。如果發(fā)生事故，該區(qū)域的員工可能會(huì)受到二度燒傷，很容易治愈（1.2 卡路里/平方厘米）。在這里，燒傷的主要原因是僅由爆炸產(chǎn)生的熱量。

• Limited Approach – 限制在一定距離內(nèi)的邊界，在那里您容易受到電擊危險(xiǎn)。

• 限制進(jìn)近——在增加沖擊風(fēng)險(xiǎn)的距離處的邊界限制。

• 禁止接近 - 離帶電源更近的距離，其危害與接觸表面相同。

您必須在每個(gè)通電源周圍創(chuàng)建精確的距離邊界。但是，隨著設(shè)備的變化，每個(gè)邊界之間的距離可能會(huì)有所不同。因此，您必須單獨(dú)測(cè)試每個(gè)類別，然后得出閃光邊界的結(jié)果。

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培訓(xùn)工人

事實(shí)上，每個(gè)組織都必須對(duì)其員工進(jìn)行電氣安全培訓(xùn)。因此，為此，您可以根據(jù)電氣安全標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)計(jì)程序。
在電弧保護(hù)培訓(xùn)中，學(xué)員將了解如何識(shí)別危險(xiǎn)等級(jí)。此外，他們還將學(xué)習(xí)如何避免事故、閱讀電弧閃光標(biāo)簽以及謹(jǐn)慎使用 PPE。

解釋弧閃標(biāo)簽

國(guó)家電氣規(guī)范 NEC 要求設(shè)備具有警告標(biāo)簽，以警告任何潛在危險(xiǎn)。為此，每個(gè)面板都必須有其警告標(biāo)題以了解閃光邊界。同樣，他們將了解如何為每個(gè)區(qū)域選擇 PPE。
如上所述，每種類型的設(shè)備都必須經(jīng)過(guò)評(píng)估以確定邊界。完成后，您必須將危險(xiǎn)警告標(biāo)簽貼在設(shè)備上。您還可以將它們交給您的員工，以便他們?cè)陂_(kāi)始從事新項(xiàng)目時(shí)進(jìn)行調(diào)查。

進(jìn)行弧閃測(cè)試

您可以執(zhí)行電弧閃光測(cè)試來(lái)確定保護(hù)材料對(duì)熱能的響應(yīng)。在某些情況下，電弧測(cè)試還評(píng)估材料如何響應(yīng)特定的能量浪涌以及它是否點(diǎn)燃。

對(duì)于生產(chǎn)PPE的公司來(lái)說(shuō)，用符合標(biāo)準(zhǔn)的方法計(jì)算電弧等級(jí)是必不可少的。OSHA 要求所有公司都進(jìn)行電弧閃光測(cè)試，以預(yù)測(cè)危險(xiǎn)程度并相應(yīng)地制定計(jì)劃。此外，該標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格禁止使用可熔化材料。即使公司在混合物中使用它們，他們也必須通過(guò)電弧閃光測(cè)試來(lái)測(cè)試它們，以檢查它們是否符合最低標(biāo)準(zhǔn)。

除了上述要求之外，對(duì)于每個(gè)可能暴露于大于 2 卡路里/cm2 的入射能量的電氣工人來(lái)說(shuō)，電弧閃光測(cè)試也是必要的。因此，您必須為每種情況選擇合適的更安全的 PPE。

結(jié)論

弧閃是一種危險(xiǎn)現(xiàn)象，涉及突然的熱爆發(fā)、飛濺的金屬液滴和沖擊。此外，暴露水平取決于您與源保持的距離。為避免影響，您可以將系統(tǒng)斷電，進(jìn)行危險(xiǎn)分析并選擇合適的 PPE 進(jìn)行穿戴。

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