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ARC FLASH STUDY

Q1· 

閃弧可以被量化嗎?

Q2· 

如何選擇電氣作業PPE?

面對閃弧可能帶來的風險,上述兩個疑問一直被高頻的提出。


可以肯定的是,閃弧能量是可以分析或計算出來的,通過分析或計算的結果來指導PPE的選擇。


這樣的分析或計算的過程,稱之為ARC FLASH STUDY(閃弧分析)。


 

閃弧分析法規起源

1995年版NFPA 70E首次提到閃弧危險。這是標準中第一次規定了這種額外的電氣風險。

2000年版NFPA 70E引入了閃弧危害的分級,給出了具體的分類表格,并將閃弧風險分為0-4共五個等級,基于這個等級選擇針對性的防閃弧的PPE。

閃弧的嚴重程度由入射能來定義,以“卡路里/平方厘米(cal/cm2)”來表示。Richard L. Doughty, Thomas E. Neal 和 H. Landis Floyd II在2000年初版的《預測入射能以更好地管理600V配電系統的電弧危害》一書中詳細的給出了入射能的計算方法,使之成為閃弧能量計算的基石。

2002年,IEEE-1584《閃弧危害計算指南》出版,本指南改進了先前的計算方法,并開發了估算閃弧發生時可能持續的實際電弧電流的方法。

2002年NEC(國家電氣規范)首次承認了閃弧危害,并在第110.16條中進行了規定。本條要求對某些電氣設備進行現場標記,以警告電氣作業人員潛在的閃弧危險。

2007年版的NESC(國家電氣安全規范)要求,自2009年1月1日起,符合本標準的公用電力系統必須進行閃弧評估。

2009年版NFPA 70E增加了閃弧標簽的詳細要求。規定了閃弧標簽必須標出入射能量和PPE的級別。該要求旨在使在帶電系統上或附近工作的電氣作業人員更容易選擇PPE。

之后2012版,2015版,2018版和2021版的NFPA 70E都在閃弧相關的要求或PPE的相關要求上進行了調整。

在美國,關于閃弧安全的法律定位也被寫到了聯邦法律(CFR)和職安局(OSHA)的相關文件中。

2009年中國國家標準GB/T 24612.1對在帶電體或電路部件處或附近工作提出了電弧分析的要求,同時國家能源局電力行業標準DL/T320-2019對個人防電弧用品做出了詳細的規定。上述兩個標準部分參考了NFPA 70E的2009版,因此標準中關于閃弧分析和PPE的選擇與NFPA 70E的最新版存在差異。

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哪些情況下需要閃弧分析?

≥ 50V的電氣作業環境,需要考慮閃弧風險。

通過IEEE1584的計算公式進行最佳工程推演,建議額定電流63A以上三相設備進行閃弧分析。


如何進行閃弧分析


完整的閃弧分析包含以下幾個部分

PART.1

數據采集

PART.2

系統分析

PART.3

閃弧標簽

PART.4

培訓

分析參考的標準

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設備標簽

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閃弧標簽

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^^

PPE標簽


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如何選擇PPE?

NFPA 70E對防閃弧PPE的選擇方法進行了如下的規定:

01

Incident energy analysis method

入射能分析法(計算法)

02

Arc flash PPE category method

閃弧PPE等級法(查表法)

注:

必須使用一種或另一種方法進行閃弧分析,但不能在同一電氣設備上同時使用兩種方法。

入射能分析法

分析步驟如下:

Step1--收集電力系統相關信息(圖紙等)

Step2--現場核驗信息

Step3--錄入數據

Step4--計算機建模

Step5--短路電流研究

Step6--保護裝置協調研究

Step7--閃弧分析

Step8--撰寫報告

Step9--印刷標簽

Step10--現場貼標*

Step11--培訓相關人員*

Step12--改善建議及咨詢*


*Step10~12并不是標準規定之強制內容,但閃弧分析并不是給客戶一些標簽和一本包含著枯燥公式和數據的報告就等于完成了閃弧分析之任務?;陲L險控制理念,我們建議完整的閃弧分析過程應該包含這些項目。


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計算法多通過商業軟件進行分析

常用的軟件如下:

1--ETAP

2--SKM

3--EasyPower




基于NFPA 70E和IEEE1584對電氣系統進行閃弧分析,其分析結果定義了兩個范圍的PPE.

01

入射能在1.2cal/cm2至12 cal/cm2之間,PPE如下:


T恤、全棉內衣、防閃弧長袖襯衫、防閃弧長褲或閃弧外套面罩或防閃弧頭罩、防火頭巾、E級頭盔、絕緣手套、防閃弧手套、絕緣鞋、安全眼鏡、耳塞


02

入射能>12 cal/cm2,PPE如下:


T恤、全棉內衣、防閃弧長袖襯衫、防閃弧長褲多層閃弧套裝、防閃弧頭罩、絕緣手套、防閃弧手套、絕緣鞋、安全眼鏡、耳塞


如果入射能>40cal/cm2不建議帶電作業!

閃弧PPE等級法

針對交流和直流電氣系統的相關差異,分別可以使用下列的表格來分析閃弧能量,并選擇PPE;


a)   Table 130.7(C) (15) (a)交流系統PPE等級;

b)   Table 130.7(C) (15) (b)直流系統PPE等級;


通過上述兩個表格進行的閃弧分析,可參照Table 130.7(C) (15) (b),其對應的PPE等分為1~4級,分別是:

 

Category 1,4 cal/cm2

≥4cal/cm2的防閃弧長袖襯衫·褲子或外套·額定電壓等級的皮革絕緣手套·防護面罩·≥4cal/cm2面罩的E級安全帽·絕緣安全眼鏡·皮質絕緣鞋·耳塞


 

Category 2,8 cal/cm2

≥8cal/cm2的防閃弧長袖襯衫·褲子或外套·額定電壓等級的皮革絕緣手套·防護面罩·≥8cal/cm2面罩的E級安全帽·絕緣安全眼鏡·耳塞·皮質絕緣鞋

 

Category 3,25 cal/cm2

非熔融材料(根據ASTMF1506-00)或未經處理的天然纖維材料的長袖襯衫和褲子25cal/cm2防閃弧背帶褲·夾克和帶E級安全帽的防閃弧套裝(≥25cal/cm2)·絕緣安全眼鏡·耳塞·額定電壓等級的皮質絕緣手套·皮質絕緣鞋

 

Category 4,40 cal/cm2

非熔融材料(根據ASTMF1506-00)或未經處理的天然纖維材料的長袖襯衫和褲子·40 cal/cm2防閃弧背帶褲·夾克和帶E級安全帽的防閃弧套裝(≥40 cal/cm2)·絕緣安全眼鏡·耳塞·額定電壓等級的皮質絕緣手套·皮質絕緣鞋

閃弧數據何時更新?

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NFPA 70E建議不超過五年進行數據更新

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如果增加單個或組合額定功率超過50hp(37kW),建議進行數據更新

重要提示

Important Tips

01

PPE 并不能提供絕對的防護,它只是最大限度保護人員免受Ⅱ度以下燒傷損害的屏障!

02

作業授權很有必要,任何有可能發生電氣危害的地方,都需要辦理作業許可!

03

JHA(工作危害分析)是工作授權的最重要支撐,必須被真正的執行!

04

只要總開關的進線有電,柜內的作業就是帶電作業!

05

沒有任何一項電氣作業比停電作業更安全!!!