2电弧危害及防护08...doc

电弧危害及防护概述在过去的二十年，有关电弧事故的特性以及事故对附近工人的潜在危害的了解取得了较大进展。除了有明显的电死和休克的危险，另外一种比较敏感的威胁就是电弧事故的热效应。说它敏感是因为在这个过程中会产生大面积的辐射热，这是人眼看不到的，但是却能够对人的皮肤产生二到三度灼伤，进而产生严重甚至致命的后果。电弧，从概念上来讲，是一种意外事故，因此它是无法预期的。与人们所熟悉的电火花相比，电弧发生速度非常快，由于拥有安全设备，比如事故发生时能够自动响应的断路器，基本持续不到一秒钟。电弧事故产生的总能量是严重火灾产生的总能量的三到四倍，核心温度可达摄氏20,000摄氏度，比太阳表面温度高2倍多。并且短时间内高能量的聚集会对电弧界面附近工人产生致命伤害。另外一个重要的区别在于火灾产生的火焰具有视觉冲击：热能大约有50%的对流热（如火焰）和50%的辐射热。而在电弧事故中，可以达到90%的辐射热，意味着即使事故只产生一点火焰或者根本没有火焰也会引起严重的伤害。电弧。虽然可能只是几分之一秒的时间，但其伤害却可能持续终生。每一天，都会有成千上万的工作者暴露在电弧的危险之中，这个巨大的人群不仅包括电力工人（如：电工、电线修护检测员、电厂工人、变电所与交换台的操作员以及故障检修员等）还包括在石化、化工工业、燃气、自来水公司、炼油厂及其它一些大中型工业的雇员。绝大多数欧洲国家每年对电弧事故都有记录，包括事故的次数，事故发生时的安装类型，包括事故电压等在内的电力环境。例如，1997年的瑞典，对电弧的认知和安全条例已经相当严格，但还是有48项电弧事故报道。大约1/3的事故发生在配电网，另外1/3的事故发生在制造工业领域。几乎90%的事故发生在不超过1000V的低电压下，超过1/2的事故发生在开关组件，包括电缆终端盒。同时，最近两三年中英国发生了许多由于地下导线穿透引起的严重的烧伤事故。在1987年到1998年间，共有10起灾难、727起伤害事故和1197人次超过三天的旷工纪录汇报给英国健康与安全部（The Health and Safety Executive），绝大多数涉及到低电压电缆。同期，在挖掘工作中发现电缆被破坏的事故超过68250起。在法国，在平均每年125起电气事故中，电弧事故占70 ，造成永久伤害占20以上。对高压工人面临的危险进行了很好的评估，而且为这些工人配备了合适的个人防护装置（PPE），但是，在整个欧洲，成千上万的工业工人濒临低电压电弧事故的潜在威胁，可能引起严重甚至致命的后果，由于对此危险的疏忽而导致二度、三度烧伤事故的增加。考虑事故受害者的医疗费用，误工费、设备损坏费、诉讼费和赔偿费，不同的国家估计的一起电弧事故的损失在50万DM水平。因此，评估特定工作环境下的危险程度，为劳动者提供合适的个人防护装置（PPE）对雇主来说是有益的。这也是欧共体89/6861指示的要求。电弧的形成及危害根据国外的研究和试验结果，电弧的形成可分为以下四个阶段：第1阶段为压缩阶段，持续时间约515ms。在这一阶段温度上升，并产生动态压力波。第2阶段为膨胀阶段，持续时间约515ms。在这一阶段短暂的时间内，因燃弧区和周围空气之间存在压力差，开始产生气流。第3阶段为排放阶段，这一阶段可能持续几百毫秒。在这一阶段由于电弧能量继续输入燃弧点，产生空气流、气流和微粒流。这种强力高速气流的热量及所带的炽热微粒，内部电弧开始形成对外部的影响。第4阶段为热效应阶段，亦即为燃弧的最后阶段。在这一阶段最终包围短路电弧的空气几乎达到电弧的温度。从这一阶段开始，大部分燃弧能量作用于开关设备的固体零部件。此时开关设备有烧穿的危险。故障清除后，这一阶段随之结束。电弧产生的能量可高达8 60MW，它主要与电弧的燃烧时间以及短路电流的平方值成正比，其它因素则包括柜体几何尺寸以及所使用的材料等等。电弧燃烧持续时间超过100ms，所释放的能量开始急剧增加，大约150ms左右电缆开始燃烧，200ms左右铜排燃烧，到了250ms左右钢材开始燃烧。所以，从保护设备的角度来说，目前采用变压器后备过流保护长达1.2-2.0秒的动作时间，对于为开关柜内部弧光短路来说其保护效果是很差的，往往是开关柜烧得面目全非保护才动作，事后故障电弧起始点地没有办法确定了，而在这一期间电弧燃烧释放的巨大的能量对附近工作人员的伤害也是不可避免的了，特别是在开关柜门打开维修的情形。电弧效应对人身的伤害电弧故障是一种不可预测的偶发事故。与大多数人非常熟悉的火灾情况相比，电弧故障是一种发展非常快的事件，这是由于保护装置自动启动切除故障的原因，持续时间一般小于1秒。发生电弧故障所产生的总能量，可能大于一场严重火灾产生的能量的三、四倍，并且它是在一个非常短的时间内高度集中释放的能量，因而可能对附近工作人员造成致命的危害。电弧对人的主要伤害有以下几个方面：1.电击致死。当工作者直接触电，可能造成触电身亡或严重灼伤。事实上，即使具有防火性的防护衣也不能够使工作者免于触电身亡的危险。2.衣服燃烧造成的严重灼伤。工人未必要被电弧接触到才会受伤。电弧产生的辐射热可以在很短的时间内熔化工具、使日常衣物起火燃烧，如棉衣及聚酯衣服在没有火焰的情况下也会起火燃烧。此种衣服一旦被点燃，便会继续燃烧从而对穿着者造成致命的伤害。3.衣服爆裂造成严重灼伤。电弧所产生的爆炸或震荡力会使日常衣服绷裂开，而使工作人员的身体直接暴露于高热、火焰或熔融的金属当中（如：熔化的金属工具及设备等）。4.合成纤维内衣滴熔造成严重灼伤。即使在外衣没有燃烧的情况之下，电弧所产生的高热足以熔化由合成纤维材料制成的内衣，由于内衣紧贴皮肤，而给穿着者造成非常严重的、甚至是致命的伤害。5.续发性火焰引起严重伤害。电弧的高热足以引起续发性火灾，并引起更多的爆炸，例如，电弧可以使变压器燃烧或使附近建筑物爆炸。6. 此外，巨大而集中的辐射能量从开关设备中向外爆发，所产生的压力波可能损坏人的听力；高强度的闪光损坏人的视力；超高温的电弧火球可能严重烧伤工作人员的身体；压力波也可能使某些松脱的材料（比如损坏设备的碎片、工具和其它物件等）抛出对人造成伤害。还有电弧燃烧所产生的有毒气体（一氧化碳、铝及铜蒸汽等）对人的呼吸系统也造成伤害。在美国，许多实例显示，这些工作者在工作时若穿着日常服装，往往使他们受到更大的伤害。事实上，半数以上报告至OSHA（美国职业安全健康委员会）和电弧相关的受伤案例中，都是由工作者的衣着燃烧所引起的。因此，评估特定工作环境下的危险程度，为劳动者提供合适的电弧个人防护装备已成为欧美国家普遍的安全标准要求。但同时需要强调的是，穿戴个人防护用品永远都不能代替对安全操作规范的重视。抗衡电弧热效应的个人防护用品可以提供更多的逃离时间和降低烧伤伤害程度，从而提高事故受害者的生存率。电弧伤害的防护措施 电弧事故的危害是真实的，无论是经济上还是从生命代价上考虑，其后果都是昂贵的。无论是中压设备还是低压设备，故障电弧是偶发事件，对维护操作工作人员来说是防不胜防的，单单强调执行操作规程是不够的。为防止故障电弧可能造成的伤害，提供以下建议：1） 严格执行操作规程是必不可少的，但应该注意， 在各种环境及心情不佳的情况下，发生误操作等违反规程的事情还是可能发生的，危险还是存在的，当然最好是在不带电的情形下工作）2） 尽量避免带电工作（注意：有些时候带电工作是不可避免的，或者只是本间隔停电，而旁边间隔是带电的，因此一样地存在着危险）3） 穿戴电弧防护装备（防护手套、防护外套、防护面罩及防护眼镜等），在发达国家已应用较广泛。应注意的是，这里提到的防护准备是对某一工作环境有针对性地选用的，其防护对象的电弧的热辐射，实际应用中考虑到工作场所的电压等级、短路电流大小、工作点与可能发生电弧点的距离等等，计算出工作人员可能遭受辐射的强度，然后选择相应防护等级的装备，才能有效的达到防护作用。需要强调的是，穿戴个人防护装置（