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以 6 種方式減少弧閃事件

什么是弧閃？弧閃是由設(shè)備短路、絕緣擊穿等電弧故障產(chǎn)生的超高溫放電現(xiàn)象。

使用這些安全提示降低電弧閃光事件的頻率、嚴重性和危害性。

從分析到設(shè)備，您可以減少接觸危險事件的機會。

電弧閃光——高功率電氣設(shè)備短路可能導致的火熱爆炸——每年都會殺死工人，并造成更多人永久性傷害。

他們還可能以罰款、訴訟和昂貴設(shè)備損壞的形式造成財務損失。

鑒于它們構(gòu)成的危險，弧閃事件值得工程專業(yè)人士認真關(guān)注。以下是降低電弧閃光事件的頻率、嚴重性和危害性的六種最有效策略。

1. 進行危害分析

每個弧閃緩解計劃都應從危害分析開始，旨在計算弧閃在電力鏈上的各個點可以釋放多少能量。此類測量的準確性至關(guān)重要，因此在電弧閃光事件能量評估方面缺乏直接和豐富經(jīng)驗的工廠經(jīng)理應始終尋求合格電力系統(tǒng)工程師的幫助。

為確保員工始終了解潛在的電弧閃光危險，公司必須在任何會造成電弧閃光風險的電氣設(shè)備上貼上警告標簽。他們還必須在地板上標記弧閃危險區(qū)域，以便未穿戴適當個人防護設(shè)備 (PPE) 的工人可以清楚地看到他們必須站在離電氣設(shè)備多遠的地方，以避免嚴重傷害。

2. 減少可用故障電流。

雖然不適用于受熔斷器和限流斷路器保護的環(huán)境，但使用非限流斷路器 (NCLB) 的設(shè)施可以通過減少可用故障電流量來減少電弧閃光期間釋放的入射能量。以下三種策略可以幫助工廠顯著降低可用故障電流。

在維護期間使用開放式領(lǐng)帶進行操作。在維護雙電源時，電流值以上的限流裝置可以增加可用故障電流并減少入射能量。然而，有時，在維護過程中打開雙電源饋電之間的聯(lián)系，通過將可用故障電流減半來減少電弧閃光危險。當然，在維護期間打開關(guān)系也會暫時降低您的電源方案的冗余度，從而使設(shè)備面臨更高的故障風險。

采用高電阻接地。在接地故障期間，高電阻接地 (HRG) 系統(tǒng)通過限制電流幅度的電阻為接地電流提供路徑——顯著減少線對地故障和相關(guān)電弧閃光的大小。HRG 可用于僅服務于三相負載的系統(tǒng)。美國國家電氣規(guī)范禁止在為連接到中性線的負載提供服務的配電系統(tǒng)上使用 HRG。

使用限流電抗器。限流電抗器充當電流的瓶頸，在故障期間限制電流。例如，低壓電機控制中心可以配備三個單相電抗器來限制可用的短路電流，從而在發(fā)生故障時減少能量釋放。

3. 縮短清關(guān)時間

正如較小的弧閃釋放較少的能量一樣，較短的弧閃也會釋放能量。要通過減少故障清除時間來縮短電弧閃光事件，您應該：

利用區(qū)域選擇性聯(lián)鎖。區(qū)域選擇性聯(lián)鎖 是一種保護方案，它使用從檢測故障的下游斷路器傳輸?shù)缴嫌蔚南乱粋€斷路器的“禁止”信號。上游斷路器檢測到故障電流和禁止信號，因此延遲跳閘，允許下游斷路器清除故障。但是，如果下游和上游斷路器之間發(fā)生故障，下游饋線不會檢測到故障或向上游斷路器發(fā)送禁止信號。這會導致上游斷路器繞過任何有意的時間延遲設(shè)置，從而顯著降低電弧閃光入射能量。

實施總線差分方案。這些是電氣系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)調(diào)保護區(qū)域。當給定的保護區(qū)域內(nèi)（例如，主斷路器和饋線斷路器之間）發(fā)生故障時，保護裝置會立即跳閘，限制弧閃持續(xù)時間，同時還將弧閃損壞限制在基礎(chǔ)設(shè)施的特定部分。母線差動系統(tǒng)通常比 ZSI 更快、更靈敏，但需要額外的電流互感器和繼電設(shè)備，這使得母線比 ZSI 更難實施且更昂貴。

部署 Arcflash 減少維護系統(tǒng)。當電流超過 ARMS 預設(shè)最大值時，ARMS 通過繞過跳閘電路中的所有時間延遲來縮短故障時間。這使得故障清除速度比斷路器的“瞬時”功能更快。技術(shù)人員必須在進行維護工作之前手動啟用 ARMS 電路，然后在工作完成后使用熟悉的鎖定/掛牌程序禁用它們。

4.采用遠程操作

遠程執(zhí)行有潛在危險的程序可以幫助保護人員免受傷害。以下是限制在弧閃事件范圍內(nèi)執(zhí)行的維護操作的兩種方法：

安裝遠程監(jiān)控、控制和診斷軟件?，F(xiàn)代電源管理系統(tǒng)使管理員能夠遠程執(zhí)行許多管理任務。他們還使公司能夠在員工接觸到電氣設(shè)備之前遠程斷電。

使用遠程貨架設(shè)備。傳統(tǒng)上，技術(shù)人員在裝卸斷路器時必須靠近帶電的電氣連接設(shè)備。遠程貨架設(shè)備使操作員能夠在安全距離內(nèi)執(zhí)行這些極其危險的任務。

5. 預測和預防故障

防止電弧閃光的最有效方法之一是預測并消除導致它們的條件。以下三種解決方案有助于在潛在的電弧閃光危險有機會造成傷害之前發(fā)現(xiàn)它們，并使人員安全地遠離帶電連接。

監(jiān)控絕緣完整性。絕緣惡化是產(chǎn)生電弧的電氣故障的主要原因。在損壞的絕緣發(fā)生故障之前識別和修復它可以幫助避免電弧閃光爆炸。預測性維護系統(tǒng)提供中壓開關(guān)設(shè)備、變電站、發(fā)電機、變壓器和電動機絕緣故障的早期預警。

監(jiān)測壓力接頭。大多數(shù)電氣設(shè)備都包含壓力接頭，例如運輸開口、負載接線片和壓縮接頭。隨著時間的推移，振動和熱循環(huán)會使這些連接松動。當電流流過松動的連接時，會導致過熱并最終產(chǎn)生電弧閃光。然而，稱為高溫計的非接觸式熱傳感器可以連續(xù)監(jiān)測壓力接頭，并在它們產(chǎn)生電弧閃光爆炸之前提供連接松動的提前通知。

使用紅外 (IR) 窗口。使用非接觸式紅外熱成像技術(shù)，紅外窗口使技術(shù)人員能夠在不移除開關(guān)柜側(cè)面板的情況下執(zhí)行紅外掃描，從而減少因意外接觸帶電總線而導致電弧閃光事件的可能性。

6. 重定向爆炸能量

引導電弧閃光能量遠離人員的設(shè)備稱為“耐電弧”。例如，耐電弧開關(guān)設(shè)備利用密封接頭、頂部安裝的泄壓口和加固鉸鏈來控制電弧閃光釋放的能量和熱量，并通過管道將它們輸送到建筑物內(nèi)部或外部的空閑區(qū)域。

當所有其他方法都失敗時，抗電弧開關(guān)設(shè)備為易受傷害的員工提供了一道關(guān)鍵的最后一道防線，可以抵御電弧閃光事件的爆發(fā)力。然而，它的保護質(zhì)量只有在設(shè)備門關(guān)閉時才有效，所以公司應該培訓他們的技術(shù)人員在正常操作期間安全地緊固門。

電弧閃光事件會造成嚴重傷害，從致殘或致命傷害到巨額罰款和昂貴的訴訟。盡管沒有任何對策組合可以完全消除風險，但利用本文中討論的解決方案和策略可以幫助組織降低電弧閃光事件發(fā)生的可能性和危害。

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