什么是弧闪:原因、风险和预防

弧闪是一种电气爆炸或放电,由电气系统中通过空气与地或其他电压相位的低阻抗连接引起。这种现象发生时,电弧会因故障而突然释放电能,从而引起耀眼的闪光和高热,导致火灾、爆炸,甚至造成附近人员的严重伤亡。弧闪事件中压力的突然释放会导致弧爆,突出了封闭电气环境中的物理影响和重大安全风险。

弧闪在电气安全中的重要性怎么强调都不为过。它对存在电气系统的环境中的工人和设备构成严重威胁。弧闪可产生高达 35,000°F (约 19,427°C )的温度,是太阳表面温度的数倍。弧闪释放的能量可导致严重烧伤、爆炸伤害和其他危及生命的情况。

弧闪的原因

弧闪事故的常见原因包括多种因素。故障电弧是导体间不适当放电造成的,是导致电弧闪光的重要原因。故障电弧会导致危险情况的发生,因此了解故障电弧对于提高安全性和预防电气事故至关重要。

以下是其他一些最常见的原因:

  • 设备故障
  • 人为错误
  • 环境因素

值得注意的是,虽然这些都是常见的原因,但弧闪事故是复杂的,可能涉及这些因素的组合。在企业中预防弧闪需要采取综合措施,包括定期设备维护、适当培训、使用适当工具以及遵守安全标准和程序。

设备故障

设备故障是导致弧闪事故的主要原因之一。它可以通过以下方式导致这些危险事件的发生:

  • 随着时间的推移而恶化
  • 安装或维护故障
  • 组件故障
  • 评级不足
  • 污染

通过定期检查、正确安装和维护来防止设备故障,以及使用符合必要规格的组件(如限流器),是降低弧闪事故风险的关键步骤。

例如,常见故障并导致弧闪事故的设备有

  • 断路器
  • 变形金刚
  • 开关设备
  • 面板和配电板
  • 电机控制中心 (MCC)
  • 断电开关
  • 电缆和布线
  • 继电器

如果存在这些设备,则应将其纳入组织的预防性维护计划,以防止设备故障和弧闪事件。

人为错误

人为错误是导致弧闪事故的一个重要因素,通常是由于缺乏知识、预防弧闪的培训不足或自满情绪造成的。以下是人为失误导致此类危险事件的几种方式:

  • 培训不足
  • 无视安全协议
  • 判断失误
  • 意外接触
  • 工具和设备使用不当
  • 未给设备断电
  • 自满情绪

确保贵组织已制定计划,以降低因人为失误而发生弧闪事件的风险。确保个人防护设备、绝缘工具、培训等成为缓解策略的一部分。

环境因素

灰尘、腐蚀和冷凝等环境因素会大大增加电弧闪烁的风险。以下是每个因素的作用:

  1. 灰尘:电气设备上积聚的灰尘会形成导电路径,导致短路和电弧闪光。灰尘还能隔绝热量,导致设备过热和故障。
  2. 腐蚀:腐蚀会降低电气元件的完整性,损害绝缘性能,增加发生电气故障的可能性。这可能导致弧闪,尤其是在高湿度或接触腐蚀性物质的环境中。
  3. 冷凝:冷凝产生的湿气会弥合导体之间的缝隙,形成意外的电气通路。这可能导致短路和电弧闪烁,尤其是在通风不良或温度多变的环境中。

定期维护和检查对于防止弧闪至关重要。例行检查有助于发现和解决潜在的问题,如灰尘堆积、腐蚀和潮湿,以免导致危险情况的发生。确保所有电气设备处于良好的工作状态,可降低故障风险并提高整体安全性。花些时间思考一下环境因素可能会如何导致贵单位发生弧闪事件,以及有哪些计划来降低这种风险。

与弧闪危险有关的风险

弧闪事故具有重大风险,并可能造成严重后果。以下是有关弧闪事故的一些要点:

弧闪事故的风险:

  • 严重烧伤:弧闪产生的高热可导致严重烧伤,即使从远处看也是如此。温度可高达 35,000°F (19,427°C),比太阳表面还要热。
  • 爆炸压力:弧闪的爆炸力会产生压力波,导致骨折、听力损失和内脏损伤等身体伤害。
  • 飞行碎片:爆炸会将熔融金属和其他碎片高速抛出,造成撕裂伤、眼睛受伤和其他外伤的风险。
  • 有毒烟雾:弧闪会使金属和绝缘材料气化,释放出有毒烟雾,吸入会对人体有害。
  • 电击:直接接触电源会导致严重电击,可能导致心脏骤停或其他危及生命的情况。

弧闪事件的潜在后果

通过定期维护、检查和遵守安全规程来预防弧闪事故至关重要。确保所有电气系统得到妥善维护,并对员工进行安全规程培训,可以大大降低发生弧闪的风险和由此造成的后果。

人身伤害

弧闪可造成一系列严重伤害。以下是一些最常见的类型

  • 伯恩斯
    • 热烧伤:弧闪产生的高热可导致严重的热烧伤。这些烧伤会影响皮肤和下层组织,可能导致三度烧伤。
    • 辐射烧伤:弧闪时发出的紫外线和红外线辐射可造成类似严重晒伤的灼伤,损害皮肤和眼睛。
  • 听力损伤:
    • 声学创伤:弧闪的爆炸声可超过 140 分贝,比喷气发动机的声音还大。这可能导致直接和永久性听力损失或耳鸣(耳鸣)。
  • 爆炸伤害
    • 压力波伤害:弧闪产生的压力波可造成钝力创伤,导致骨折、脑震荡和内伤等伤害。
    • 飞行碎片:爆炸可将熔融金属和其他碎片高速抛出,造成撕裂伤、刺伤和眼部伤害。
  • 吸入性伤害:
    • 有毒烟雾:电弧闪光会使金属和绝缘材料气化,释放出有毒烟雾,可被吸入人体。这会导致呼吸道问题、呼吸道化学烧伤和长期肺部损伤。
  • 电击:
    • 心脏骤停:直接接触电源会造成严重电击,可能导致心脏骤停或其他危及生命的情况。

采取适当的个人防护设备 (PPE)、定期维护和全面培训等安全措施有助于降低这些风险。确保所有人员都了解危险,并知道在发生弧闪时如何应对,对于预防伤害至关重要。

设备损坏

弧闪可对电气设备造成严重损坏,并对企业造成重大财务影响。下面将详细介绍这两方面的情况:

损坏电气设备:

  • 热损伤:弧闪产生的高热可熔化和蒸发金属部件,对断路器、开关设备、变压器和其他电气设备造成严重损坏。
  • 压力波:弧闪的爆炸力会产生压力波,对设备造成物理损坏,导致结构故障,需要进行大量维修。
  • 电气绝缘破损:高温和能量释放会降低或破坏绝缘材料,导致短路和更多设备故障。
  • 烟尘污染:弧闪时产生的烟尘会污染敏感的电子元件,导致故障并缩短设备的使用寿命。

对企业的财务影响:

  • 维修和更换费用:损坏的设备往往需要维修或更换,这可能是一笔不小的开支。新设备的费用和安装所需的人工费很快就会增加。
  • 停机时间:弧闪事故会导致设备在维修或更换过程中严重停机。停机时间会打乱生产计划,导致收入损失,并可能延误客户订单的履行。
  • 保险费增加:由于风险增加,发生弧闪事故的企业可能会面临更高的保险费。保险公司在续保前还可能要求提供改进安全措施的证明。
  • 监管罚款和法律费用:不遵守安全法规可能会被监管机构处以高额罚款。此外,企业还可能面临因受伤员工或其家属提起诉讼而产生的法律费用。
  • 声誉受损:事故会损害公司声誉,使其更难吸引新业务和留住现有客户。在公司努力重建信任的过程中,这可能会产生长期的财务影响。

投资于定期维护、安全培训和适当的防护设备有助于预防弧闪事故。通过积极应对潜在危险,企业可以保护其员工、设备和财务健康。

停机和运行影响

弧闪事故会造成严重的运营中断,导致停机时间延长,给企业带来各种挑战。下面将详细介绍这些中断及其影响的一些实例:

运行中断

  • 立即停机:弧闪事故通常要求立即关闭受影响的设备,以防止进一步损坏并确保安全。这可能会导致生产线和其他关键操作停止。
  • 维修和更换:损坏的设备可能需要大修或全部更换。这一过程可能需要几天甚至几周的时间,具体取决于零部件的供应情况和维修的复杂程度。
  • 安全检查和调查:发生弧闪事故后,需要进行彻底的安全检查和调查,以确定事故原因并防止今后再次发生。这可能会延误正常运营的恢复。
  • 员工停工:在设备维修或更换期间,工人可能无法履行职责。这可能会导致生产率下降和潜在的经济损失。
  • 供应链中断:停机会影响整个供应链,造成向客户交付产品的延误,并可能导致合同处罚或业务损失。

业务影响实例:

  • 制造工厂:一家制造工厂发生弧闪事故,损坏了关键设备。工厂在维修期间停产两周,导致生产和收入遭受重大损失。该公司还面临成本增加的问题,原因是需要加快运送替换零件,以及支付工人加班费以赶上延迟的订单。
  • 数据中心:某数据中心发生弧闪事故,损坏了配电装置。在维修期间,该中心不得不改用备用发电机,导致运营成本增加,并引发了对客户服务可靠性的担忧。这次事故还引发了对安全协议的全面审查,进一步延长了停机时间。
  • 石油和天然气设施:一家炼油厂因电弧闪光引发火灾,导致部分设施停工。事故造成了数百万美元的损失和生产损失。炼油厂不得不进行大量的安全检查和升级,延长了停工时间,影响了公司履行供应承诺的能力。

缓解策略– 为最大限度地降低弧闪事故的风险和影响,企业应在以下方面进行投资:

  • 定期维护:确保定期检查和维护所有电气设备,防止出现故障。
  • 安全培训:为员工提供有关弧闪危害和安全程序的全面培训。
  • 防护设备:使用适当的个人防护设备 (PPE),保护工人的安全。
  • 风险评估:定期进行风险评估,以确定和减轻潜在危害。

通过积极主动地解决这些问题,企业可以防止发生弧闪事故的可能性,并将其对运营的影响降至最低。G&W Electric 的限流器可满足各种过流断路和限流要求。您也可以联系我们,与您所在地区的代表进行沟通。

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