什么是弧闪？

弧闪是指故障或短路导致两个导体或导体与接地之间产生电弧时突然释放的电能。弧闪会产生强热、强光、强音和强压，对附近的人造成伤害。

弧闪的温度有多高？

弧闪的温度可高达 35,000 华氏度，比太阳表面还要热。这种极端高温可以点燃衣物、熔化金属，并导致皮肤和眼睛严重灼伤。

弧闪产生的热量会对人体造成严重危害，即使他们没有直接暴露在电弧下。辐射热可对电弧数英尺范围内任何暴露的皮肤造成二度或三度烧伤。高温还可能点燃衣服、头发或纸张等易燃物，造成更严重的伤害。此外，强热还会损害呼吸系统，造成吸入性伤害，尤其是在有烟雾或有毒气体存在的情况下。因此，必须穿戴适当的个人防护设备 (PPE)，并尽可能避免在通电电气设备附近工作。

弧闪的爆炸力是多少？

弧闪还会产生强大的冲击波，将工人击倒，将物体抛出房间，并损坏设备和结构。爆炸力从几磅每平方英寸（psi）到几千磅每平方英寸（psi）不等，具体取决于电压、电流和与电弧的距离。

弧闪对人体有什么危害？

弧闪可对暴露在弧闪中的工人造成严重伤害和死亡。弧闪的一些常见影响包括

• 热烧伤：弧闪产生的强烈热量会造成深度烧伤和疼痛，损害皮肤、肌肉、神经和器官。烧伤还可能导致感染、疤痕和毁容。
• 眼睛受伤：弧闪发出的强光可导致暂时性或永久性失明，以及视网膜、角膜和晶状体受损。眼睛受伤还会损害视力，导致对光线敏感，并增加患白内障和青光眼的风险。
• 听力损失：弧闪产生的巨大噪音会导致耳膜破裂，损伤内耳，造成暂时性或永久性听力损失。听力损失还会影响平衡、沟通和生活质量。
• 呼吸系统问题：弧闪产生的烟雾和气体会刺激肺部、喉咙和鼻子，引起咳嗽、气喘、呼吸急促和哮喘。某些气体（如一氧化碳）还可能有毒，导致中毒、脑损伤和死亡。
• 心脏骤停：弧闪产生的电击可使心脏停止跳动、导致心律不齐并损伤心肌。心脏骤停还可能导致脑损伤、昏迷和死亡。
• 心理创伤：弧闪的经历会导致创伤后应激障碍 (PTSD)、焦虑、抑郁和闪回。心理创伤还会影响记忆力、注意力、睡眠和人际关系。
• 肺部塌陷：弧闪的爆炸力会产生比音速更快的冲击波。这种冲击波会压缩肺部的空气，导致肺部破裂或塌陷。这种情况被称为气胸。肺塌陷会导致严重的呼吸困难、胸痛、低血压和紫绀（皮肤发青）。肺塌陷还可能危及生命，需要使用胸管或手术进行紧急治疗。

什么是卡路里限制，为什么它们很重要？

卡路里极限是衡量可导致人体皮肤二度烧伤的热能的量度。它以每平方厘米卡路里（cal/cm²).二度烧伤是指皮肤外层和内层受损，引起水泡、疼痛和肿胀的烧伤。

热量限值之所以重要，是因为它们有助于确定工人在可能导致弧闪的电气设备附近工作时需要穿戴的防护等级。保护级别也称为弧闪保护边界 (AFPB) 或弧闪危险边界 (AFHB)。

AFPB 或 AFHB 是入射能量等于或小于某一卡路里极限的弧源距离。卡路里极限越低，边界越近，所需的保护级别越高。卡路里极限越高，边界越远，所需的保护级别越低。

最广泛使用的热量限制之一是 1.2 cal/cm^2，它是根据美国国家防火协会 (NFPA) 70E 工作场所电气安全标准制定的。NFPA 70E 规定，工人在 AFPB 或 AFHB 内工作时，必须穿戴可承受至少 1.2 cal/cm^2 事故能量的电弧防护服和个人防护设备 (PPE)。

如何在电气设备上标注弧闪危险？

防止弧闪伤亡的最佳方法之一是在电气设备上贴标签，说明弧闪危险和所需的保护级别。给电气设备贴标签可以帮助工人识别潜在风险、遵守安全工作规范并穿戴适当的个人防护设备。

根据 NFPA 70E，弧闪标签必须包含以下信息：

• 额定系统电压
• 弧闪边界
• 以下至少一项
• 可用入射能量和相应的工作距离
• 服装的最低额定电弧值
• 所需的个人防护设备水平
• 设备的最高危害/风险类别 (HRC)

弧闪标签可使用软件、计算器或表格制作，这些软件、计算器或表格可根据电压、电流、故障清除时间和设备配置等电气系统特性估算弧闪参数。弧闪标签还可定制附加信息，如日期、地点和警告标志。

所有可能需要在通电状态下进行检查、调整、维修或维护的电气设备，如配电盘、配电板、控制面板、电表插座和电机控制中心，都应贴上弧闪标签。弧闪标签应清晰可见、经久耐用，并根据需要进行更新。

如何计算弧闪危害？

要执行 工程计算 使用 ETAP 或 SKM 时，需要在实地收集以下信息：

– The type, model, and rating of the electrical equipment and the circuit breakers

– The length, size, and material of the conductors

– The type and location of the transformers and their impedance values

– The source voltage and fault current at the service entrance

– The load characteristics and power factor of the connected devices

利用这些信息，软件可以模拟电气系统，并计算出每个设备的入射能量、弧闪边界和工作距离。软件还能根据计算值生成弧闪标签。

对断路器进行适当协调的要求是，确保保护装置有选择性地动作，只隔离系统中的故障部分，同时保持系统其他部分的服务连续性。断路器的协调可通过根据时间-电流曲线调整其跳闸设置（如长时间、短时间、瞬时和接地故障）来实现。

通过在最近的断路器瞬时跳闸区域捕捉故障电弧来缩短弧闪时间，目的是最大限度地减少工人和设备暴露于弧闪的危险影响，如高温、高压、声和光。在瞬时跳闸区域捕捉故障电弧意味着断路器将尽可能快地清除故障，而不会有意延迟，从而减少弧闪的持续时间和程度。要做到这一点，可以将断路器的瞬时跳闸值设置为低于设备的预期电弧电流。

另一种估算弧闪危害的方法是使用 NFPA 70E 标准提供的表格，该表格根据额定电压、故障电流和清除时间给出了各类电气设备的弧闪边界和个人防护设备 (PPE) 要求。这些表格旨在简化弧闪分析，并对危险程度进行保守估计。

– The equipment must be properly installed and maintained according to the manufacturer’s specifications and industry standards.

– The equipment must have a bolted fault current within the range specified in the table.

– The circuit breaker must have a total clearing time of 2 cycles or less for voltages below 1 kV, or 6 cycles or less for voltages between 1 kV and 15 kV.

– The circuit breaker must have an instantaneous trip function or an energy-reducing maintenance switching device.

– The equipment must not have any history of arcing faults or incidents.

如果不符合上述任何条件，则不应使用这些表格，而应使用《指南》中描述的方法进行详细计算。 IEEE 1584 标准.IEEE 1584 标准提供了计算不同类型设备入射能量和弧闪边界的公式和模型，并考虑了导体之间的间隙、外壳尺寸、工作距离和电极配置等各种因素。

IEEE 1584 中的计算方法比 IEEE 1584 中的表格更精确、更灵活。 NFPA 70但它们也需要更多的数据和专业知识来执行。因此，建议使用合格的专业电气工程师进行弧闪分析，并使用适当的软件工具验证结果。

还需要注意的是，表格和计算均基于假设和近似值，可能无法反映弧闪事件发生时电气系统的实际情况。因此，弧闪危害评估应定期更新（最迟每 5 年更新一次），尤其是在系统配置、负载或保护设置发生变化时。2018 年发布的最新版 IEEE 1584 标准纳入了有关弧闪现象的新研究和数据，并提供了修订后的方程和模型，以提高弧闪计算的准确性和有效性。建议使用最新的方法和标准，以确保工人和设备免受弧闪危害。

如果已经发生弧闪伤害怎么办？

尽管采取了所有必要的预防措施并遵守了相关标准，但由于不可预见或不可避免的情况，仍有可能发生弧闪事故。在这种情况下，必须迅速采取有效措施，最大限度地减少弧闪造成的损害和伤害。如果已经发生弧闪伤害，应采取以下步骤：

– Notify the appropriate authorities and personnel about the incident and cooperate with the investigation and reporting process. Follow the established procedures and protocols for reporting and documenting arc flash incidents in your workplace.

– Contact dreiym engineering as soon as possible for an expert electrical engineer to evaluate the cause and consequences of the arc flash incident, and to provide recommendations and solutions to prevent similar incidents from happening again. Dreiym Engineering is more than just a provider of arc flash analysis and consulting services. They are your trusted partner in ensuring the safety and reliability of your electrical system. With their team of qualified and experienced engineers, they can help you identify and eliminate the potential hazards and risks in your electrical system and provide you with the best practices and solutions to comply with the standards and regulations. Whether you need a comprehensive arc flash study, a detailed incident energy analysis, a customized training program, 弧闪事件的取证分析或可靠的弧闪缓解系统，德赖姆工程公司都能提供您所需要的结果。