Administrația pentru Sănătate și Siguranță în Muncă (OSHA) a susținut întotdeauna că lucrările electrice ar trebui să aibă loc numai pe echipamentele scoase din energie. Acest obiectiv idealist nu a fost întotdeauna practic sau economic în domeniu și este ignorat în mod obișnuit de lucrătorii din domeniul electricității și de supraveghetorii lor. Cu toate acestea, Standardul Asociației Naționale de Protecție împotriva Incendiilor pentru siguranța electrică la locul de muncă,

înțelegerea

Administrația pentru Sănătate și Siguranță în Muncă (OSHA) a susținut întotdeauna că lucrările electrice ar trebui să aibă loc numai pe echipamentele scoase din energie. Acest obiectiv idealist nu a fost întotdeauna practic sau economic în domeniu și este ignorat în mod obișnuit de lucrătorii din domeniul electricității și de supraveghetorii lor. Cu toate acestea, „Standardul pentru siguranța electrică la locul de muncă, ediția 2004” (NFPA 70E) al Asociației Naționale de Protecție împotriva Incendiilor oferă acum OSHA o referință semnificativă pentru a clasifica riscul asociat lucrului la echipamente electrice energizate.

Categoriile de pericole variază de la nivelul 0 (puțin sau deloc risc de flash-arc) până la categoria 4 (risc ridicat de flash-arc). Fiecare categorie solicită lucrătorilor să poarte diferite niveluri de echipament de protecție individuală (EIP) atunci când lucrează la echipamente cu energie electrică sau lângă acestea. Deși studiul blițului de arc și a leziunilor rezultate este încă la început, respectarea cerințelor NFPA 70E poate face lucrarea la echipamente energizate mai sigură pentru toți lucrătorii.

Cerințe OSHA și NEC. Toți cei implicați în „munca la cald” electrică trebuie să studieze și să învețe despre cerințele NFPA 70E, deoarece atât OSHA, cât și NEC necesită utilizarea acestuia. Cerințele NEC din 110.16 sunt minime, constând dintr-o etichetă vagă de avertizare de pericol arc-flash care trebuie plasată pe tablouri de distribuție, tablouri de bord, panouri de control industriale și centre de control ale motorului. Deși această etichetă notifică personalul cu privire la existența pericolului, nu oferă nicio indicație de gravitate sau îndrumare pentru protecție.

Implicarea OSHA este mult mai directă. Aceștia pot emite citații și pot percepe amenzi pentru nerespectare. Secțiunea 1910.333 din Subpartea S prevede că „Practicile de lucru legate de siguranță vor fi utilizate pentru a preveni șocurile electrice sau alte leziuni rezultate fie din contactele electrice directe, fie indirecte.” Nu se referă direct la blițul arcului, ci prin includerea „altor leziuni”, solicită angajatorilor să-și înțeleagă natura și pericolele implicate și să-și protejeze lucrătorii în consecință. OSHA a adoptat standardul NFPA 70E ca mijloc acceptabil de conformitate pentru a îndeplini această cerință.

Energie incidentă. Energia incidentă este unul dintre termenii cheie în înțelegerea oricărui pericol de bliț arc. NFPA 70E îl definește ca „cantitatea de energie imprimată pe o suprafață, la o anumită distanță de o sursă, generată în timpul unui eveniment cu arc electric”. Nivelul de energie incident este exprimat în calorii per centimetru pătrat și este o măsură a căldurii create de arcul electric.

Numerele cheie de reținut sunt 1,2 și 40. Nivelurile de energie incident mai mari de 1,2 calorii pe centimetru pătrat pot produce arsuri de gradul doi. Îmbrăcămintea rezistentă la flacără este necesară pentru a vă proteja împotriva posibilelor arsuri cauzate de niveluri de energie peste 1,2. Nivelurile de energie ale arc-flash peste 40 pot fi fatale, deoarece sunt însoțite de o explozie masivă de presiune și unde de presiune sonoră, care produc proiectile. Îmbrăcămintea este disponibilă pentru expuneri cu bliț arc până la 100 de calorii pe centimetru pătrat, dar este inutilă împotriva forței exploziei de presiune.

Până la finalizarea mai multor cercetări cu privire la modul de reducere a pericolului unor astfel de valuri de explozie, ar trebui să interziceți lucrul pe echipamente live cu niveluri de energie incidente de peste 40 de calorii pe centimetru pătrat.

Nivelurile curentului de defect și lungimea circuitului Nivelul de pericol de arc-bliț la orice echipament depinde de nivelul curentului de defecțiune la arc și de timpul necesar pentru a declanșa cel mai apropiat dispozitiv de protecție la supracurent în amonte. Inginerul dvs. local de utilități vă poate spune de obicei care sunt nivelurile curente de defecțiune pe sistemul de distribuție local și pe partea de linie a serviciului principal la o anumită instalație.

Dar rețineți că aceste valori ale curentului de defecțiune se pot baza exclusiv pe impedanța transformatorului care deservește această clădire specială. În realitate, există impedanțe suplimentare în amonte de transformator care vor reduce acest număr. Dacă aceste impedanțe suplimentare nu sunt incluse în calculele inginerului de utilități, nivelurile de energie incidentă pe care le calculați în instalație pot fi subestimate.

Nivelurile reduse de curent de eroare de utilitate și/sau lungimile de circuit lungi pot avea un efect sever asupra nivelurilor de energie incidente. De exemplu, FIG. 1 prezintă siguranțe 400A RK1 și RK5 care protejează alimentatoarele de 10 și 400 de picioare. Acest sistem eșantion are un nivel de curent de eroare de 50.000A. Nivelurile ridicate de curent de defect fac acest sistem suficient de robust pentru a declanșa siguranța RK1 rapid, indiferent de lungimea circuitului. Ca atare, nivelurile de pericol rezultate în acest exemplu sunt relativ scăzute.

Deci, ce se întâmplă atunci când nivelul curentului de defect este mai mic? Așa cum se arată în FIG. 2 la pagina C18, un nivel redus de curent de defect de 15.000A este suficient pentru declanșarea rapidă a dispozitivului care protejează alimentatorul de 10 picioare. Cu toate acestea, alimentatorul de 400 de picioare creează niveluri de curent de defect chiar mai mici și timpi de declanșare mai mari, ridicând pericolul blițului arcului la o denumire de categoria 3. De asemenea, este demn de remarcat faptul că siguranțele RK5 au timp de declanșare mai mare decât siguranțele RK1, ceea ce ridică energia incidentă și nivelurile de pericol la valori mai mari în comparație cu siguranța RK1.

FIG. 3 la pagina C18 arată relația generală dintre nivelurile curentului de defecțiune pentru dispozitivele de tip RK1 și RK5 și nivelurile de energie incidentă. Pe măsură ce curentul de defect din sistem devine mai slab, energia incidentă devine mai puternică. Această relație este valabilă și pentru alte tipuri de siguranțe și întrerupătoare. De regulă, curenții de arc care depășesc de 10 ori valoarea nominală a dispozitivului se vor declanșa în decurs de 1 ciclu sau mai puțin. Deoarece defecțiunile de arc sunt în mod obișnuit aproximativ jumătate din valorile curentului de defect cu șuruburi, nivelurile de curent de defecțiune la fiecare dispozitiv de supracurent trebuie să fie de peste 20 până la 30 de ori ratingul dispozitivului de protecție pentru a se declanșa instant.

De exemplu, un dispozitiv de protecție 1.000A va trebui instalat într-un sistem electric cu un nivel de curent de defect cu șuruburi de la 20.000A la 30.000A sau mai mult pentru a se declanșa într-un ciclu. Un dispozitiv 400A va necesita un nivel de curent de defect de la 8.000A la 12.000A pentru a declanșa la fel de repede. Curenții de defecțiune mai mici decât acești factori vor întârzia deschiderea dispozitivului și vor determina creșterea valorilor de energie incidentă.

Sistemele de distribuție electrică situate în zonele rurale tind să aibă curenți de defecțiune disponibili mici și sunt descrise ca sisteme electrice slabe. În zonele urbane, unde infrastructura de utilități tinde să fie mult mai apropiată, nivelurile curentului de avarie tind să fie mai mari, energiile incidente sunt mai mici, iar dispozitivele de protecție se declanșează mai repede, ceea ce duce la pericole reduse de arc-flash. Această relație între nivelurile curentului de defecțiune și evaluările dispozitivelor de protecție vă poate ajuta să înțelegeți mai bine unde există pericole mai mari.

Capcanele din spatele etichetelor arc-flash. Popularitatea recentă a NFPA 70E a creat o piață pentru studiile arc-flash. Primul pas în orice studiu arc-flash este colectarea unei cantități mari de date specifice, cum ar fi numerele modelului dispozitivului de protecție, lungimile alimentatorului și nivelurile curentului de defecțiune. Aceste informații sunt apoi introduse într-un program de calculator, unde nivelurile de energie incidentă, cerințele EIP și informațiile curente de arcare sunt calculate automat. Toate aceste informații sunt apoi tipărite pe o etichetă de avertizare detaliată, care urmează să fie afișată pe fiecare echipament din sistem (FIG. 4 de mai sus).

Dar aceste etichete au probleme. De îndată ce se schimbă o singură parte a datelor de intrare, eticheta nu mai este exactă. Nivelurile de curent de scurtcircuit în sistemele electrice de utilitate se schimbă continuu și atât electricienii, cât și personalul de întreținere înlocuiesc în mod obișnuit dispozitivele de supracurent. Siguranțele sunt adesea schimbate de la tipul RK1 specificat inițial la varietatea RK5 pentru considerente de cost. Panourile sunt actualizate sau adăugate după renovarea spațiilor sau achiziționarea mai multor echipamente. Toate aceste modificări afectează foarte mult nivelul de energie al arcului-bliț în diferite puncte ale sistemului și pot transforma cu ușurință o categorie 1 într-o categorie 3 peste noapte.

Electricienii ar trebui să înțeleagă că etichetele create dintr-un instantaneu în timp pot să nu mai fie corecte. Într-o lume perfectă, calculele arc-flash ar fi recalculate de la zero de fiecare dată când este necesară o muncă energizată. Cu toate acestea, timpul necesar pentru actualizarea studiului și complexitatea calculelor face acest lucru practic imposibil.

Tabelele 130.7 (C) (9) și 130.7 (C) (11). Cel puțin, lucrătorii de teren trebuie să ducă cu ei o copie a tabelelor 130.7 (C) (9) și 130.7 (C) (11) din secțiunea 130 din NFPA 70E. Tabelul 9 prezintă categoriile de risc/risc (HRC) pentru sarcinile comune îndeplinite zilnic de lucrătorii electrici. Tabelul 11 ​​prezintă diferitele HRC asociate cu nivelurile de energie incidentă corespunzătoare și oferă o scurtă descriere a tipurilor de îmbrăcăminte EPI care trebuie purtate atunci când se lucrează în aceste condiții. Tabelul de la pagina C20 prezintă o versiune simplificată a Tabelului 11. Distribuirea acestor tabele către toți angajații le va oferi lucrătorilor conceptele de bază 70E și va începe să înțeleagă diferitele niveluri de pericol cu ​​care se confruntă în activitatea lor zilnică.

Utilizarea Tabelului 9 elimină timpul și efortul necesar pentru a efectua un studiu complet arc-flash, oferind în același timp un nivel adecvat de siguranță. O analiză arc-flash a fost finalizată pentru fiecare sarcină listată în tabel pe baza parametrilor enumerați în notele din partea de jos a tabelului. Cu toate acestea, este important să rețineți că, dacă timpii de eliminare a defecțiunilor pe sistemul la care lucrați sunt mai lungi decât cele specificate în tabel, atunci ar trebui să efectuați o analiză completă flash-arc înainte de a lucra pe sistem.

Standardul IEEE 1584. IEEE a furnizat cercetări semnificative pentru a produce un set de ecuații arc-flash care sunt enumerate în anexa D la NFPA 70E. Aceste ecuații se bazează pe cercetarea testelor experimentale arc-flash între 208V și 15kV. Testele experimentale efectuate de IEEE și producătorii de echipamente menționează că este extrem de dificil să se susțină un arc la 240V și mai puțin pentru mai mult de două până la trei cicluri.

Aceste rezultate au condus la limbajul secțiunii 9.3.2 din IEEE Standard 1584, Ghid pentru efectuarea calculelor de pericol cu ​​bliț de arc. Această secțiune a documentului este foarte importantă pentru contractanții rezidențiali și mici, care încearcă să înțeleagă 70E și să respecte OSHA, dar care nu au bugetul necesar pentru echiparea tuturor angajaților lor cu PPE.

IEEE spune că anumite tensiuni și ampacități nu sunt considerate pericole de bliț arc. Sistemele clasificate sub 240V la sol și sub aproximativ 400A (125kVA) se încadrează în această categorie. În toate scopurile practice, aceste sisteme pot fi considerate de categoria 0. Ca atare, sistemele electrice rezidențiale, serviciile comerciale mici de 208/120V și secundarul unui transformator de trepte 480-208/120V (112,5kVA sau mai puțin) sunt definite ca prezentând un risc mic sau deloc de flash-arc. Înțelegerea acestei clauze permite unui antreprenor să evite costurile asociate echipării angajaților lor în EIP, dar să păstreze în continuare un mediu de lucru sigur care îndeplinește standardele OSHA.

Alegeți categoria 2. Înțelegerea NFPA 70E și a termenilor și calculelor sale poate fi o sarcină descurajantă. Multe companii au ales să dezvolte propriile proceduri pentru a respecta cerințele stabilite în acest standard. Dacă sunt sau nu pe deplin conforme este o întrebare dificilă de răspuns.

Instinctul de a solicita angajaților dvs. să utilizeze cel mai înalt nivel de protecție în orice moment este firesc, dar nu este întotdeauna fezabil. Deoarece este atât de voluminoasă și inconfortabilă, îmbrăcămintea de categoria 4 poate încetini productivitatea și este scumpă.

Înțelepciunea predominantă spune că 85% din toate pericolele arc-flash scad sub nivelurile de categoria 2 sau 8 calorii pe centimetru pătrat. Prin urmare, cel puțin contractorii ar trebui să-și echipeze personalul cu EIP de categoria 2. Parcurgerea acestui traseu nu este doar mai rezonabilă, dar mai puțin costisitoare decât alte opțiuni. Costul pentru a îmbrăca un lucrător de teren cu îmbrăcăminte arc-flash de categoria 2 este de aproximativ 400 USD. Acesta este echilibrul optim între costul minim și măsurile de siguranță rezonabile.

Cu toate acestea, pentru lucrări la niveluri de energie mai periculoase, unul sau două costume cu arc-categorie 4 pot și trebuie să fie ținute la îndemână. Din nou, aceasta ar fi cea mai economică abordare pentru asigurarea unei protecții adecvate pentru cei care lucrează la echipamente cu energie electrică sau lângă acestea.

Scoateți cuvântul afară. Operarea dispozitivelor de protecție, testarea tensiunii și instalarea sau îndepărtarea întreruptoarelor sunt sarcini obișnuite care oferă posibilitatea unei vătămări cu bliț arc. De aceea este imperativ ca dvs. și lucrătorii dvs. să înțelegeți cerințele NFPA 70E la fel de mult pe cât înțelegeți NEC. Aceasta înseamnă o înțelegere clară a modului în care diferitele niveluri de curent de defecțiune afectează ratingul HRC al unui sistem.

Majoritatea contractorilor recunosc că calculele cerute de 70E sunt prea complexe pentru mediul de lucru de zi cu zi. De aceea, se recomandă ca tabelele din secțiunea 130 să fie distribuite fiecărui lucrător de teren și ca fiecare lucrător să fie echipat cu un EIP de categoria 2 minim. Uneltele electricienilor ar trebui, de asemenea, revizuite pentru a se asigura că respectă 70E. Simpla cunoaștere a liniilor directoare 70E va ajuta la reducerea numărului de leziuni cu arc-flash.

Ayer este vicepreședinte al Biz Com Electric, Inc. în Cincinnati și este membru al Comitetului NFPA 70E.

Bara laterală: nu uitați de pericolele de șoc

În ultimii ani, NFPA 70E sa concentrat puternic pe blițul arcului și leziunile asociate acestuia. Cu toate acestea, nu trebuie să uitați că 70E necesită și protecția lucrătorilor împotriva șocurilor electrice. Amintiți-vă, doar o cantitate foarte mică de curent care curge prin corpul uman este necesară pentru a provoca moartea sau vătămarea fizică gravă. În timp ce contractanții sunt obligați să-și informeze angajații cu privire la pericolele arcului fulger și cum să le prevină, educația privind pericolele de șoc nu trebuie ignorată.

Proiectele rezidențiale și comerciale mici de 240V sau mai puțin implică un pericol de arc-flash mic sau deloc. Cu toate acestea, efectuând sarcini de rutină, cum ar fi scoaterea capacelor panoului, verificarea tensiunii și înlocuirea întrerupătoarelor, acestea sunt încă expuse pericolelor de șoc. Asigurați-vă că utilizați scule izolate și mănuși cu tensiune atunci când lucrați la sisteme cu energie electrică. Șurubelnițele la cheie, cheile Allen și seturile de prize nu sunt evaluate corespunzător.