电弧闪光演变

看起来很安全。工业电工在开始工作前要做一些测量。所有东西都通电了，但这应该没问题，因为电工会在安全距离之外。

他们。木制码尺的金属尖端却没有。由此产生的电弧在不到一秒钟的时间内出现并消失，停留的时间足以让衣服着火。据估计，每年有数百起电弧闪光伤害需要住院治疗，不幸的电工也加入了其中。这位站在10英尺外的同事成为了每年成千上万不需要住院的受伤者之一。

西门子能源与自动化咨询应用工程师雷•克拉克(Ray Clark)讲述了这个故事，以说明可能存在的危险。他继续说，好消息是，现在有了新的解决方案，应该有助于提高安全性。他说:“人们对电弧闪光的认识已经有好几年了，但该行业的工作仍在继续发展，正在进行更多的研究。”

这种演变最明显的标志是要求对设备进行标记。2005年《国家电气规范》大大扩大了这项任务。新的规定是，配电盘、面板、工业控制面板、仪表中心和电机控制中心在通电时可能需要某种服务，必须带有潜在电弧闪光危险的警告。

这意味着比以往更多的设备必须携带电弧闪光警告。职业安全与健康管理局(OSHA)没有直接解决电弧闪光的危害。然而，官员们表示，有关电弧闪光要求的行业共识标准应该遵循。

警告和计算
这些警告必须指出危险并传达信息。特别是，它们指定了一个闪光危险边界，在这个边界内，没有保护的人可能会被二度烧伤。他们还根据NFPA 70E标准对危险类别进行评估。标签还传达了入射能量，即通过弧线在物体表面留下的能量。这些信息决定了接近带电设备的人应该佩戴的个人防护装备(PPE)级别。

这样的要求可能导致一些复杂的弧闪计算。诸如母线间距、外壳、三相与单相以及等离子体对电弧的反应方式等因素都在确定电弧闪光边界和确定入射能量方面发挥作用。

克拉克指出，有一些资源可以降低这项任务的挑战性。他说:“有一些食谱图表让人们很容易遵守。”

Clark指出，NFPA 70E特别针对这一目的有很好的表格。然而，他补充说，一些图表和软件计算器可以给出非常保守的结果，这是假设的结果。这种保守的做法实际上可能会让事情变得更不安全，因为穿着过度防护的衣服工作，例如，可能会增加事故的可能性。

最好的解决方案是遵循标准建议，只在断电的设备上工作，从而完全避免电弧闪光。如果这是不可能的，需要计算，克拉克指出电弧闪光计算器由IEEE 1584工作组制作，他是该工作组的成员。这个计算器给出了一个中间路线的结果，因此安全不会受到电弧闪光或过度使用个人防护设备的影响。用于这些计算的商业软件包也存在。

对电弧闪光及其危险性的不断了解也要求改变电气保护。电弧闪光不是典型的短路，因此需要采取不同的措施。

螺栓连接或电弧连接
电气短路通常是螺栓或电弧故障。前者发生在电流流过用螺栓固定的母线或其他导体时。没有直接的能量释放，但是，可以想象，流动的电流可能是巨大的。

相反，当绝缘恶化或人为错误造成相间或相对地的导电通路时，就会发生电弧故障。由此产生的电流在空气中流动，产生比太阳表面还要热的温度，并蒸发所有已知的物质。除了高温，还有红外线和紫外线辐射，冲击波和压力波。

电弧闪络释放的电流可能比完全螺栓连接故障释放的电流要小很多。但是，较小的电流可能不会带来太多的安全好处。“重要的不仅仅是规模。这是弧存在的时间长度，”克拉克说。

现代限流装置可以快速清除全螺栓故障，有时只需四分之一周期。在60赫兹的系统中，转换为不到4.2毫秒。由于电流较低，电弧闪光通常没有相同的快速反应。在某些情况下，电弧电流可以流动几秒钟。因此，累积释放的能量可以达到极高的水平，所造成的损害可以是广泛的。

快就是好
理想的解决方案是实现尽可能快的跳闸保护装置。这种方法必须与协调故障保护系统的需求相平衡，故障保护系统通常需要较慢的起闸时间。克拉克指出，这不是一刀切的情况。在运行连续工业流程的工厂中，行程协调可能至关重要。对于像商业街这样的地方，情况可能就不一样了。在那里，更快的跳闸时间可能会减少系统损坏。

减少电弧闪光的其他设计考虑因素包括将负载分成较低安培容量的单元，远程监控配电盘，指定分隔和绝缘齿轮，以及修改工作方法。

新技术的使用也会有所帮助，比如在工作进行时临时缩短行程时间的设备。这种解决方案的一个例子是西门子产品中的动态电弧闪光哨兵技术。这样的切换甚至可以自动完成，用一个传感器检测工人进入电弧闪光边界。克拉克说:“当有人接近设备时，它会向行程装置发送信号，切换到低弧闪光设置。”

这些只是解决电弧闪光危害的一些方法。只要运气好，再加上一些努力，由于安全程度的提高和简化，受伤人数将会减少。

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