آرک فلش یا قوس الکتریکی

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: قوس یا آرک فلش یک نوع تخلیه‌ی الکتریکی می‌باشد. این رخداد ناشی از وقوع اتصال کوتاه بین دو جسم یا الکترود با سطح پتانسیل مختلف می‌باشد. آرک فلش انرژی بسیار زیادی را در یک زمان کوتاه آزاد می‌کند و به شدت خطرناک است.

به‌عنوان‌مثال اتصال بین دو یا سه فاز و اتصال یک یا دو فاز با زمین از انواع حوادثی می‌باشند که می‌توانند آرک فلش ایجاد کنند. ایجاد آرک فلش در تجهیزات برق‌دار یک رویداد ناخواسته بوده و به‌عنوان خطا محسوب می‌شود. هنگام کار با تاسیسات الکتریکی، همواره خطر اتصال کوتاه و آرک ناشی از آن وجود دارد. در تصویر زیر تبعات ناشی از آرک فلش را مشاهده می‌کنید.

 

 آرک فلش همواره شامل حرارت شدید، شوک الکتریکی، صدای شدید، تابش اشعه‌ی فرابنفش، مادون قرمز، فشار، پرتاب اشیا و … می‌باشد. این عواقب می‌توانند برای افرادی که در معرض آن قرار می‌گیرند، آسیب‌های جبران‌ناپذیری ایجاد کند. در فاصله‌های نزدیک، حرارت ایجاد شده توسط آرک فلش به قدری زیاد است که می‌تواند به سرعت بافت پوست را تخریب کرده و یا حتی باعث مرگ شود. شدت این آسیب‌ها به مدت زمان آرک، میزان حرارت و سطح تماس با آن بستگی دارد. در بررسی حوادث و آزمایش‌ها مشخص شده که بیشترین آسیب حرارتی ناشی از آرک فلش در ناحیه‌های صورت، گردن و دست‌ها ایجاد می‌شود. برای حفاظت بخش‌های مختلف بدن، تجهیزات خاصی طراحی شده که برخی از آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

 

 

با توجه به فاصله‌ی کاربر از تاسیسات الکتریکی، نوع و مقاومت تجهیزات در برابر آرک متفاوت خواهد بود. طبق تصویر زیر فاصله‌ی فرد تا نقطه‌ی بروز اتصال کوتاه بر اساس میزان خطرات به ۴ دسته تقسیم می‌شود.

 

 

منطقه‌ی ایمن: در صورت بروز اتصال کوتاه در تجهیزات، با رعایت این فاصله شخص آسیب خاصی نمی‌بیند. عبور از این مرز نیاز به استفاده از تجهیزات حفاظت در برابر آرک دارد.
منطقه با ریسک متوسط: در صورت بروز اتصال کوتاه در تجهیزات، فرد در معرض خطر برق‌گرفتگی و آسیب توسط آرک فلش قرار می‌گیرد. افرادی که اطلاعات کافی در مورد خطرات احتمالی در این منطقه داشته باشند، می‌توانند با رعایت موارد ایمنی وارد این محدوده شوند.
منطقه با ریسک بالا: در صورت بروز اتصال کوتاه در تجهیزات، فرد در معرض خطر برق‌گرفتگی، آسیب توسط آرک فلش و پرتاب اجسام قرار می‌گیرد. فقط افرادی که دارای مجوزهای مکتوب (فرم‌های اجازه کار) و تجهیزات حفاظت فردی باشند می‌توانند وارد این محدوده شوند.
منطقه ممنوع: در این منطقه احتمال برخورد مستقیم شخص با قسمت‌های برق‌دار بسیار بالاست. فقط افرادی که آموزش‌های تخصصی در زمینه‌ی کار با تجهیزات برق‌دار را دیده باشند می‌توانند وارد این محدوده شوند. تمام ابزارهایی که در این قسمت مورد استفاده قرار می‌گیرد باید برای تماس مستقیم با تجهیزات برق‌دار ایمن شده باشند.

لباس محافظ:

برای جلوگیری از آسیب‌های ناشی از آرک فلش، باید فاصله‌ی ایمن از تجهیزات برق‌دار رعایت شود. درصورتی‌که پرسنل برای بهره‌برداری از تجهیزات قادر به رعایت فاصله‌ی ایمن نباشند، لازم است که حفاظت‌های تکمیلی توسط لباس کار و تجهیزات ایمنی شخصی (PPE: Personal Protective Equipment) صورت بگیرد. طبق تصویر زیر، تجهیزات شخصی معمولا در یک پک شامل کلاه ایمنی، نقاب محافظ صورت، کاور محافظ گردن، دستکش، کفش و … می‌باشد.

 

 

در جهت شناسایی، محاسبه و کنترل آرک فلش استانداردهایی تدوین شده است. طبق این استاندارد‌ها لباس کار باید در برابر خطرات حرارتی آرک فلش مانند شعله و پاشش مواد مذاب ایمن بوده و مانع از سوختن فرد شود. بر روی لباس‌هایی که این مشخصه را داشته باشند علامت مثلث دوتایی درج می‌شود. استاندارد IEC ۶۱۴۸۲ - ۲ برای تست لباس کار دو روش آزمون دارد که عبارت‌اند از:

تست در فضای آزاد (Open Arc مطابق با استاندارد IEC / EN ۶۱۴۸۲ - ۱ - ۱):

در این روش، یک اتصال کوتاه در محیط باز ایجاد می‌شود. با این تست مقاومت پارچه در برابر حرارت آرک تا حدی که فرد را از سوختگی درجه دوم حفاظت کند، مشخص می‌شود. ATPV مخفف عبارت Arc Thermal Protection Value بوده و به معنی آستانه‌ی مقاومت در برابر حرارت ناشی از آرک می‌باشد. این تعریف بیان‌کننده‌ی حداکثر انرژی حرارتی آزاد شده در واحد سطح است. آستانه‌ی مقاومت با یکای KJ/M۲ یا cal/cm۲ مشخص می‌شود. تست آرک در فضای آزاد به دو روش انجام می‌شود:

روش A: در این روش فقط یک سطح از پارچه مورد تست قرار می‌گیرد.
روش B: در این روش لباس تهیه شده از پارچه به‌صورت کامل تست می‌شود. این تست تمام بافت، نخ، دکمه‌ها و … که در لباس به کار رفته‌اند را درگیر می‌کند.


تست در فضای بسته یا هدایت شده (Box Test مطابق با استاندارد IEC / EN ۶۱۴۸۲ - ۱ - ۲):

در این روش یک اتصال کوتاه درون محفظه یا تابلو ایجاد می‌شود. این محفظه دارای یک فضای خالی بوده تا آرک به مسیر مشخصی هدایت شود. در مسیر آرک، پارچه یا لباس مورد نظر به‌گونه‌ای قرار داده می‌شود که کاملا با آن درگیر باشد. در طول این تست دو گرماسنج، میزان تغییرات دما را اندازه‌گیری می‌کنند. با این تست مقاومت پارچه در برابر حرارت آرک تا حدی که فرد را از سوختگی درجه دوم حفاظت کند، مشخص می‌شود.

 

 

 

تست آرک در فضای بسته در ۲ کلاس انجام می‌شود:

کلاس ۱: اتصال کوتاه با جریان ۴ kA در زمان ۵۰۰ میلی‌ثانیه. در این کلاس آستانه‌ی مقاومت در برابر حرارت ناشی از آرک ۱۳۵ kj/m۲ می‌باشد.
کلاس ۲: اتصال کوتاه ۷ kA و در زمان ۵۰۰ میلی‌ثانیه. در این کلاس آستانه‌ی مقاومت در برابر حرارت ناشی از آرک ۴۲۳ kj/m۲ می‌باشد.

در جدول زیر انواع تست، مشخصات و نتایج حاصل از آن‌ها آورده شده است.

 

روش آزمون	قوس الکتریکی هدایت شده از یک محفظه‌ یا Box Test	قوس الکتریکی در فضای باز و مدت طولانی یا Open Arc
انرژی آزمون	انرژی آزمون در دو سطح ۴ و ۷ کیلو آمپر و ثابت می‌باشد.	انرژی آزمون متغیر و منطبق با مدت زمان آرک می‌باشد.
نوع انتقال حرارت	متمرکز، همراه با تابش نور، فشار، فلزات مذاب	تمام جهات، به‌طور عمده تابش نور و حرارت
نتیجه‌ی تست	مشخص کردن کلاس حفاظت در برابر آرک فلش (کلاس ۱ و ۲)	آستانه‌ی مقاومت در برابر حرارت ناشی از آرک

در تصویر زیر انواع تست، مشخصات و نتایج حاصل از آن‌ها آورده شده است.