光のアーク。電気アーク。抵抗を増やしてアークを消す

電気アーク- これは、ガスと蒸気の高度にイオン化された混合物中での、通電された電極間の強力で長時間持続する放電です。放電ゾーンでの高いガス温度と大電流が特徴です。

電極は AC 電源に接続されています ( 溶接変圧器）または直流(溶接発電機または整流器) 正極性および逆極性あり。

直流で溶接する場合、プラス極に接続された電極をアノード、マイナス極に接続された電極をカソードと呼びます。電極間のスペースは、アークギャップ領域またはアークギャップと呼ばれます (図 3.4)。アークギャップは通常、次の 3 つの特徴的な領域に分けられます。

アノードに隣接するアノード領域。
カソード領域。
弧状の柱。

アーク点火は次のようなことから始まります。短絡、つまり電極と製品の接続から。この場合、U d = 0、電流 I max = I が短絡します。短絡箇所には陰極点が現れるが、これはアーク放電が存在するための必須（必要）条件である。電極が取り外されると、結果として生じる液体金属が引き伸ばされて過熱され、温度が沸点に達し、アークが励起（点火）されます。

アークは、イオン化により電極に接触することなく点火できます。発振器による電圧の増加による誘電性の空気 (ガス) ギャップの破壊 (アルゴンアーク溶接)。

アークギャップはイオン化する必要がある誘電体媒体です。

アーク放電が存在する場合、U d = 16÷60 V で十分です。空気 (アーク) ギャップを通る電流の通過は、電子 (素粒子) が存在する場合にのみ可能です。負の粒子) およびイオン: 正 (+) イオン – 元素のすべての分子および原子 (金属はより容易に形成されます)。マイナス (-) イオン – 電子と親和性のある F、Cr、N 2、O 2 およびその他の元素をより容易に形成します。

図 3.4 – アーク燃焼図

アークの陰極領域は、アークギャップ内のガスをイオン化する電子源です。陰極から放出された電子は電場によって加速され、陰極から遠ざかります。同時に、この場の影響を受けて、+ イオンが陰極に向けられます。

U d = U k + U c + U a;

アノード領域の体積 U a は大幅に大きくなります。< U к.

アーク柱 - アークギャップの主要部分は、電子、+ および - イオン、中性原子 (分子) の混合物です。円弧柱は中立です。

∑チャージマイナス。 = ∑正粒子の電荷。

定常アークを維持するためのエネルギーは IP 電源から供給されます。

異なる温度、アノードゾーンとカソードゾーンのサイズ、異なる量熱の放出 - 直流で溶接する場合、正極性と逆極性が存在します。

Q a > Q k; うあ< U к.

リクエストに応じて大量厚い金属のエッジを加熱するには、直接極性が使用されます (たとえば、表面仕上げの場合)。
過熱を許さない薄肉金属の溶接の場合は、逆極性 (電極の +)。

電気アーク（ボルタアーク、アーク放電）は、気体中での放電の一種である物理現象です。
これは、1802 年にロシアの科学者 V. ペトロフによって、「時には 4200 個の銅と亜鉛の円で構成される巨大な電池を使用したガルバニック・ボルタ実験のニュース」（サンクトペテルブルク、1803 年）という本の中で最初に説明されました。電気アークは、物質の状態の 4 番目の形態であるプラズマの特殊なケースであり、イオン化された電気的に準中性のガスで構成されます。自由電荷の存在により、電気アークの伝導性が保証されます。
空気中での 2 つの電極間の電気アーク大気圧は次のように形成されます。
2 つの電極間の電圧が一定のレベルに上昇すると、電極間の空気で絶縁破壊が発生します。絶縁破壊電圧は、電極間の距離およびその他の要因に依存します。金属原子の第一電子のイオン化ポテンシャルは約 4.5 ～ 5 V で、アーク電圧はその 2 倍 (9 ～ 10 V) です。一方の電極の金属原子から電子を放出し、もう一方の電極の原子をイオン化するにはエネルギーを消費する必要があります。このプロセスにより、電極間にプラズマが形成され、アークが燃焼します（比較のために、スパーク放電を形成するための最小電圧は電子出力電位よりわずかに高く、最大6 Vです）。
既存の電圧で絶縁破壊を開始するには、電極を互いに近づけます。故障中は、通常、電極間で火花放電が発生し、電気回路がパルス的に閉じられます。
スパーク放電中の電子は、電極間の空隙内の分子をイオン化します。空隙内に十分な電圧源の電力があれば、空隙の降伏電圧または抵抗を大幅に低下させるのに十分な量のプラズマが形成される。この場合、スパーク放電はアーク放電、つまり電極間のプラズマコード、つまりプラズマトンネルに変わります。結果として生じるアークは実際には導体であり、電極間の電気回路を閉じます。その結果、平均電流はさらに増加し、アークは5000～50000Kまで加熱されます。この場合、アークの点火は完了したと考えられます。点火後、電流とイオン衝撃によって加熱された陰極からの熱電子放出によって安定したアーク燃焼が確保されます。
電極とアークプラズマとの相互作用により、電極の加熱、部分的溶解、蒸発、酸化、その他の種類の腐食が引き起こされます。
点火後、電気接点が一定の距離だけ離れると、アークは安定した状態を維持できます。
電気アークの発生が避けられない高電圧電気設備を操作する場合、アーク消火室と組み合わせた電磁コイルを使用してアーク対策が行われます。他の方法の中でも、真空、空気、SF6、およびオイル回路ブレーカーの使用、および電気回路を独立して遮断する一時的な負荷に電流を流す方法が知られています。

1. アークの発生と燃焼の条件

電流が流れているときに電気回路を開くと、接点間に放電が発生します。切断された回路で接点間の電流と電圧が所定の条件の臨界値を超えている場合、 アーク、燃焼の持続時間は回路のパラメータとアークギャップの脱イオン条件によって異なります。銅の接点が開いたときのアークの形成は、0.4〜0.5 Aの電流と15 Vの電圧ですでに可能です。

米。 1. 電圧 U(a) の位置と定常 DC アークの電圧E(b）。

アーク内には、陰極近傍空間、アークシャフトおよび陽極近傍空間が区別されます（図1）。すべての応力はこれらの領域に分散されます Uに、 U SD、 U A. DC アークにおける陰極の電圧降下は 10 ～ 20 V で、この部分の長さは 10 ～ 4 ～ 10 ～ 5 cm であるため、陰極付近には高電圧が発生します。電界(105-106 V/cm)。このような高電圧では、インパクトイオン化が発生します。その本質は、電界の力 (電界放出) または陰極の加熱 (熱電子放出) によって陰極から引き裂かれた電子が加速されて、電界そして中性原子に衝突すると、それに運動エネルギーを与えます。このエネルギーが中性原子の殻から電子 1 つを除去するのに十分な場合、イオン化が発生します。結果として生じる自由電子とイオンがアークバレルのプラズマを構成します。

米。 2. .

プラズマの導電率は金属の導電率に近づきます [ で= 2500 1/(オーム×cm)]/ アークバレル内に大電流が流れ、高温が発生します。電流密度は 10,000 A/cm2 以上に達することがあり、温度は大気圧での 6,000 K から高圧での 18,000 K 以上の範囲に及ぶことがあります。

アークバレル内の高温により、激しい熱イオン化が起こり、高いプラズマ伝導率が維持されます。

熱イオン化は、分子や原子が高速で高い運動エネルギーを持って衝突することによってイオンが形成されるプロセスです。

アークに流れる電流が大きくなるほど、その抵抗は小さくなり、したがってアークを燃焼させるために必要な電圧は少なくなります。つまり、大電流でアークを消すのはより困難になります。

AC電源電圧あり あなた cdが正弦波的に変化すると、回路内の電流も変化します私(図2)、電流は電圧より約90°遅れます。アーク電圧 あなた d、スイッチの接点間が断続的に燃えます。低電流では、電圧はある値まで増加します あなた h (点火電圧) の場合、アーク電流が増加し、熱イオン化が増加すると、電圧が低下します。半サイクルの終わりに、電流がゼロに近づくと、アークはクエンチング電圧で消えます。 あなた d. 次の半サイクルでは、ギャップを脱イオン化するための手段が講じられない場合、この現象が繰り返されます。

何らかの手段でアークが消えた場合は、スイッチ接点間の電圧を供給電圧に戻す必要があります。 あなた vz (図 2、点 A)。ただし、回路には誘導性抵抗、能動抵抗、容量性抵抗が含まれているため、過渡プロセスが発生し、電圧変動が現れます(図2)。 U in,max は通常の電圧を大幅に超える可能性があります。スイッチング機器では、AB 部の電圧がいかに早く回復するかが重要です。要約すると、アーク放電は陰極からの衝突電離と電子放出によって開始され、点火後はアークバレル内の熱電離によってアークが維持されます。

スイッチング装置では、接点を開くだけでなく、接点間に発生するアークを消す必要もあります。

交流回路では、アーク電流は半サイクルごとにゼロを通過します（図2）。この瞬間、アークは自然に消えますが、次の半サイクルで再びアークが発生する可能性があります。オシログラムが示すように、アーク内の電流は、ゼロを通過する自然な遷移よりも若干早くゼロに近づきます (図 3)。あ）。これは、電流が減少すると、アークに供給されるエネルギーが減少し、したがってアーク温度が低下し、熱イオン化が停止するという事実によって説明されます。デッドタイムの長さ t n は小さい (数十から数百マイクロ秒) ものの、アークの消滅に重要な役割を果たします。デッドタイム中に接点を開いて、電気的破壊が起こらない程度の距離まで十分な速度で接点を離すと、回路は非常に早くオフになります。

デッドポーズ中は、熱イオン化が起こらないため、イオン化強度が大幅に低下します。さらに、スイッチングデバイスでは、アーク空間を冷却し、荷電粒子の数を減らすために人為的な対策が講じられています。これらの脱イオンプロセスにより、ギャップの電気的強度が徐々に増加します。 あなた pr (図3、 b).

電流がゼロを通過した後のギャップの電気的強度の急激な増加は、主にカソード付近の空間の強度の増加により発生します（AC 回路 150 ～ 250 V）。同時に回復電圧も上昇します あなた V. いつでも あなた広報 > あなたギャップは貫通されず、電流がゼロを通過した後にアークが再び点灯することはありません。いつか あなた pr = あなた c、その後、ギャップ内でアークが再点火します。

米。 3. :

あ– 電流が自然にゼロを通過するとアークが消滅します。 b– 電流がゼロを通過するときのアークギャップの電気的強度の増加

したがって、アークを消すという作業は、接点間のギャップの電気的強度が低下するような条件を作り出すことになります。 あなた彼らの間にはさらに緊張が高まった あなた V.

スイッチがオフになっているデバイスの接点間の電圧が増加するプロセスは、違う性格スイッチ回路のパラメータによって異なります。アクティブ抵抗が優勢な回路がオフになると、電圧は非周期則に従って回復します。回路内で誘導性リアクタンスが優勢である場合、発振が発生し、その周波数は回路の静電容量とインダクタンスの比によって決まります。振動プロセスにより、電圧の回復速度が大幅に向上し、速度が向上するほど、デュ V/ dt、ギャップが壊れてアークが再点火する可能性が高くなります。アークを消すための条件を容易にするために、切断された電流回路にアクティブ抵抗が導入され、電圧回復の性質は非周期的になります（図3、 b).

3. 最大1000のスイッチングデバイスのアークを消す方法で

1 kV までのスイッチングデバイスでは、次のアーク消弧方法が広く使用されています。

接点の急速な発散によりアークが長くなります。

アークが長ければ長いほど、その存在に必要な電圧は大きくなります。電源電圧が低くなるとアークが消えます。

長い円弧をいくつかの短い円弧に分割します (図 4、あ).
図に示すように。 1、アーク電圧はカソード電圧の合計です。 U kとアノード U電圧降下とアークシャフト電圧 U SD:

U d= U k+ Uα+ U sd= U e+ U SD。

接点が開くときに発生する長いアークが金属板でできた消弧グリッドに引き込まれると、2つに分裂します。 N短い弧。それぞれの短いアークには、独自のカソードとアノードの電圧降下が発生します。 U e. 次の場合にアークが消えます。

U n Uえー、

どこ U- 主電源電圧; U e - カソードとアノードの電圧降下の合計 (DC アークで 20 ～ 25 V)。

AC アークは次のように分けることもできます。 N短い弧。電流がゼロを通過した瞬間、陰極付近の空間は瞬時に 150 ～ 250 V の耐電圧を獲得します。

次の場合にアークが消えます。

狭いスロットではアークが消滅します。

アークが耐アーク性材料によって形成された狭いギャップ内で燃焼すると、冷たい表面との接触により、集中的な冷却と荷電粒子の拡散が発生します。環境。これにより、急速な脱イオン化とアークの消滅が起こります。

米。 4.

あ– 長い円弧を短い円弧に分割します。 b– アークを消弧室の狭いスロットに引き込みます。 V– 磁場中でのアークの回転。 G– 油中での消弧: 1 – 固定接点。 2 – アークトランク。 3 – 水素シェル。 4 – ガスゾーン。 5 – 油蒸気ゾーン。 6 – 可動接点

磁場中でのアークの動き。

電気アークは、電流が流れる導体と考えることができます。アークが磁場内にある場合、左手の法則によって決定される力が作用します。アークの軸に垂直な方向の磁場を作成すると、磁場は並進運動を受けて消弧室のスロット内に引き込まれます (図 4、図 4)。 b).

半径方向の磁場では、アークは回転運動を受けます (図 4、 V）。磁場を作り出すことができる永久磁石、特殊なコイルまたは充電部自体の回路。アークの急速な回転と移動は、アークの冷却と脱イオンに寄与します。

アークを消す最後の 2 つの方法 (狭いスロット内および磁場内) は、1 kV を超える電圧のデバイスの切断にも使用されます。

4. 上記の装置のアークを消す主な方法 1kV。

1 kV を超えるスイッチングデバイスでは、段落で説明されている方法 2 と 3 が使用されます。 1.3. また、次のアーク消弧方法も広く使用されています。

1. 油中でのアーク消滅 .

断路装置の接点が油の中に置かれている場合、開放中に発生するアークにより激しいガスの形成と油の蒸発が発生します (図 4、図 4)。 G）。アークの周囲に主に水素 (70 ～ 80%) からなる気泡が形成されます。オイルの急速な分解により気泡内の圧力が上昇し、冷却と脱イオン化が促進されます。水素は高い消弧特性を持っています。アークシャフトと直接接触し、脱イオン化に貢献します。気泡の内部では、ガスと油蒸気が継続的に移動します。油中でのアーク消弧は回路ブレーカーで広く使用されています。

2. ガス-空気 吹いている .

ガスの方向性のある移動、すなわちブラストが生成されると、アークの冷却が改善されます。アークに沿って、またはアークを横切って吹き込むと (図 5)、ガス粒子のバレルへの浸透、激しい拡散、およびアークの冷却が促進されます。ガスは、アーク (オイルスイッチ) または固体ガス発生物質 (オートガスブラスト) によるオイルの分解中に生成されます。特殊な圧縮空気シリンダー (エアスイッチ) から来る非イオン化冷気を吹き付けると、より効果的です。

3. 多重電流回路遮断 .

高電圧で大電流をオフにするのは困難です。これは、次のような事実によって説明されます。大きな値追加のエネルギーと回復電圧により、アークギャップの脱イオン化はより複雑になります。したがって、高圧遮断器では、各相に複数のアーク遮断器が使用されます（図6）。このようなスイッチには、定格値の一部のために設計されたいくつかの消火装置が付いています。糸。フェーズごとのブレーク数は、スイッチの種類とその電圧によって異なります。 500 ～ 750 kV の回路ブレーカーでは、12 回以上の遮断が発生する可能性があります。アークの消滅を促進するには、回復電圧が遮断間で均等に分配される必要があります。図では、図 6 は、フェーズごとに 2 つのブレークを備えたオイルスイッチを概略的に示しています。

単相短絡が切断された場合、回復電圧は次のように断線間に分配されます。

U 1/U 2 = (C 1+C 2)/C 1

どこ U 1 ,U 2 - 最初と 2 番目の破断に適用される応力。と 1 – これらのギャップの接点間の静電容量。 C 2 – 地面に対する接触システムの容量。

米。 6. スイッチの断線における電圧分布: a – オイルスイッチの断線における電圧分布。 b – 容量性分圧器。 c – アクティブ分圧器。

なぜならと 2はそれ以上です C 1、次に電圧 U 1 > Uしたがって、消火装置は異なる条件下で作動します。電圧を均等化するために、静電容量またはアクティブ抵抗がサーキットブレーカー (MC) の主接点に並列に接続されます (図 16、 b, V）。静電容量とアクティブシャント抵抗の値は、破断点の電圧が均等に分散されるように選択されます。シャント抵抗を備えたスイッチでは、主回路間のアークが消滅した後、抵抗によって値が制限された付随電流が補助接点 (AC) によって遮断されます。

シャント抵抗により回復電圧の上昇速度が低下し、アークが消えやすくなります。

4. 真空中でのアーク消滅 .

高希薄ガス（10-6～10-8 N/cm2）は、大気圧でのガスの数十倍の耐電圧強度を持っています。真空中で接点が開くと、アークの電流が最初にゼロを通過した直後に、ギャップの強度が回復し、アークは再び点灯しません。

5. ガス中でのアーク消滅高圧 .

圧力が2MPa以上の空気は耐電圧強度が高くなります。これにより、圧縮空気雰囲気中でアークを消すためのかなりコンパクトな装置を作成することが可能になります。六フッ化硫黄SF6（SF6ガス）などの高強度ガスを使用するとさらに効果的です。 SF6 ガスは、空気や水素よりも電気的強度が高いだけでなく、大気圧でも優れた消弧特性を備えています。

私のブログをご覧の皆様、こんにちは。今日の記事のテーマは、電気アークと電気アークに対する保護です。トピックはランダムではありません、私はSklifosovsky病院から書いています。その理由はわかりますか?

電気アークとは何ですか

気体中の放電（物理現象）の一つです。アーク放電またはボルタアークとも呼ばれます。イオン化した電気的に準中性のガス（プラズマ）で構成されています。

2 つの電極間の電圧が増加するか、相互に近づくと、電極間で発生する可能性があります。

について簡単に説明すると プロパティ: 電気アーク温度、2500 ～ 7000 °C。ただし、気温は低くはありません。金属とプラズマの相互作用は、加熱、酸化、溶解、蒸発、その他の種類の腐食を引き起こします。光放射、爆発波および衝撃波、超高温、火災、オゾンおよび二酸化炭素の放出を伴います。

電気アークとは何か、その特性についてはインターネット上にたくさんの情報があります。詳細に興味がある場合は、ご覧ください。たとえば、ru.wikipedia.org などです。

さて、私の事故についてです。信じられないことですが、2日前に私はこの現象に直接遭遇しましたが、失敗しました。それは次のように起こりました。11 月 21 日、私は職場でランプをジャンクションボックスに配線し、ネットワークに接続するという任務を与えられました。配線には問題なかったのですが、シールドに登るときに若干の困難が発生しました。アンドロイドを家に忘れたのが残念です。配電パネルの写真を撮りませんでした。そうでなければ、もっと鮮明だったのでしょう。仕事に戻ったらもっとやるかもしれない。したがって、シールドは非常に古く、3相、ゼロバス（接地とも呼ばれます）、6つの回路ブレーカー、およびパッケージスイッチ（シンプルに見えました）であり、この状態は当初自信を呼び起こしませんでした。すべてのボルトが錆びていたため、ゼロバスに長い間苦労しましたが、その後、フェーズをマシンに簡単に取り付けることができました。すべて問題ありません。ランプをチェックしました。正常に動作しました。

その後、配電盤に戻り、慎重に配線して閉じました。配電盤は狭い通路の約 2 メートルの高さにあり、そこに行くには脚立 (はしご) を使用したことに注意してください。配線をしているときに、他の機械の接点に火花が飛び、ランプが点滅しているのを発見しました。したがって、すべての接点を取り外し、残りのワイヤの検査を続けました（一度だけ実行し、二度と戻らないようにするため）。バッグの接点の1つが高温になっていることが判明したので、それも延長することにしました。私はドライバーを手に取り、ネジに立てかけて回し、バタン！爆発、閃光があり、私は後ろに投げ出され、壁にぶつかり、床に落ちました。何も見えず（目が見えなくなり）、シールドの爆発と騒音が止まりませんでした。なぜ保護が機能しなかったのかわかりません。降り注ぐ火の粉を感じて、私はそこから出なければならないことに気づきました。這って触って出ました。この狭い通路から抜け出すと、彼はパートナーに電話をかけ始めた。その瞬間すでに私は自分の中でそれを感じていました右手（私は彼女にドライバーを差し出しました）何かがおかしい、ひどい痛みを感じました。

私たちはパートナーと一緒に、救護所まで走る必要があると判断しました。次に何が起こったかを話す価値はないと思います。ただ注射を受けて病院に行っただけです。私はこの長い短絡の恐ろしい音、つまりブーンという音でかゆみを伴う音を決して忘れることはありません。

今私は病院にいます。膝に擦り傷があり、医師たちは私が感電したのだと考え、これが脱出方法だと考え、私の心臓を監視しています。ショックは受けなかったと思いますが、手の火傷は短絡時に発生した電気アークによるものでした。

そこで何が起こったのか、なぜ短絡が起こったのかはまだわかりませんが、ネジを回すと接点自体が動いて相間短絡が発生したか、パケットスイッチの後ろに裸線があったのだと思いますそしてネジが近づくと、 電気アーク。彼らがそれを理解したかどうかは後でわかります。

くそー、包帯を取りに行ったら、手を巻きすぎて今左手で字を書いている）））

包帯を巻いていない状態で写真を撮りませんでした。とても不快な光景でした。初心者の電気技師を怖がらせたくないのですが…。

私を守ることができる電気アーク保護対策は何ですか? インターネットを分析した結果、電気設備内で人々を電気アークから保護する最も一般的な手段は耐熱スーツであることがわかりました。北米では、電気アークと最大電流の両方から保護するシーメンスの特別な機械が非常に人気があります。ロシアでは、現時点で、そのような機械は高圧変電所でのみ使用されます。私の場合、誘電体手袋で十分ですが、その中にランプを接続する方法を考えてください。これは非常に不便です。また、目を保護するために安全メガネを使用することをお勧めします。

電気設備では、電気アークとの戦いは、真空スイッチとオイルスイッチを使用するだけでなく、電磁コイルと消弧室を併用して行われます。

これで全部ですか？いいえ！私の意見では、電気アークから身を守る最も信頼できる方法は次のとおりです。 ストレス解消の仕事 。あなたはどうか知りませんが、私はもう電圧がかかっている状態では働きません...

私の記事はここまでです 電気アークそして アーク保護終わります。何か追加することはありますか？コメントを残してください。

この記事では、電気アークとは何か、フラッシュ、それがどのように現れるか、その起源の歴史とその危険性、電気アーク中に何が起こるか、そして身を守る方法について学びます。

電気の安全性は、効率的で生産性の高い施設を維持するために最も重要であり、作業員の安全に対する最大の脅威の 1 つは、 電気アークそしてアークフラッシュ。この記事をあなたにお勧めします。

電気火災は壊滅的な損害を引き起こし、産業環境では、何らかの種類の電気アークによって引き起こされることがよくあります。「アークフラッシュは大音量で、大きく明るい爆発を伴う」など、見逃しにくい種類の電気アークもありますが、アークフラッシュなどの一部の電気アークは、より微細ではありますが、同様に破壊的である可能性があります。アーク障害は、住宅および商業用建物における電気火災の一般的な原因です。

簡単に言えば、電気アークは電流これは、意図的または非意図的に、ガス、蒸気、または空気を通じて 2 つの電極間のギャップを横切って放電され、導体間に比較的低い電圧を生成します。このアークによって生成される熱と光は通常強力であり、次のような用途に使用できます。特別なアプリケーションアーク溶接や照明など。意図しないアークは、火災、感電、物的損害などの壊滅的な結果をもたらす可能性があります。

電気アーク

電気アークの起源の物語

1801 年、英国の化学者で発明家のハンフリーデイビー卿は、ロンドン王立協会で仲間たちに電気アークを実演し、電気アークという名前を提案しました。これらの電気アークはギザギザの落雷のように見えます。この実証に続いて、電気アークに関するさらなる研究が行われ、1802 年にロシアの科学者ワシリーペトロフによって示されました。初期の電気アーク研究のさらなる進歩により、アーク溶接などの業界をリードする発明が生まれました。

瞬間的なスパークと比較して、アークは電荷を運ぶイオンまたは電子から大量の熱を発生する連続的な電流であり、アークの範囲内にあるものはすべて蒸発または溶解する可能性があります。アークを維持できるのは、電気回路電流の増加が抑制されず、熱とエネルギーの消費によって回路の実際の電源が完全に破壊されないように、何らかの抵抗を含める必要があります。

実用化

で正しい使い方電気アークが持つことができるのは有用な目的。実際、私たちは電気アークの使用が限られているおかげで、日常のさまざまな作業を行っています。

電気アークは次の用途に使用されます。

カメラのフラッシュ
舞台照明用のスポットライト
蛍光灯
アーク溶接
アーク炉（鋼および炭化カルシウムなどの物質の製造用）
プラズマカッター（圧縮空気が強力なアークと結合してプラズマに変換され、鋼を瞬時に切断する能力を備えています）。

電気アークの危険性

電気アークも、意図的に使用しない場合には非常に危険です。アークフラッシュなど、制御されていない環境で電気アークが発生すると、怪我、死亡、火災、機器の損傷、財産の損失が発生する可能性があります。

電気アークから作業者を保護するために、企業は以下のアークフラッシュ製品を使用して電気アークの発生の可能性を減らし、アークが発生した場合の被害を軽減する必要があります。

アーク保護手袋- これらの手袋は、感電から手を保護し、電気事故が発生した場合の怪我を最小限に抑えるように設計されています。

アークフラッシュの定義

アークフラッシュの定義は、導体間または導体から接地まで空気中を伝わる望ましくない放電です。アークフラッシュはアーク放電の一部であり、空気を通って地面に流れる低インピーダンス接続によって引き起こされる電気爆発の一例です。

アークフラッシュが発生すると、非常に大きな衝撃が発生します。明るい光そして猛暑。さらに、アークが発生して外傷性の力が発生し、その地域にいる人に重傷を負わせたり、近くにあるものに損傷を与えたりする可能性があります。

アークフラッシュ中に何が起こるのでしょうか?

アークフラッシュは、電気が意図された経路を離れ、空気中を接地領域に向かって移動し始めるときに始まります。これが起こると空気がイオン化され、アーク経路に沿った全体の抵抗がさらに減少します。これは、追加の電気エネルギーを引き付けるのに役立ちます。

円弧は地面への最も近い距離を見つけるように移動します。アークフラッシュが移動できる正確な距離は次のように呼ばれます。 アークフラッシュ境界。これは、位置エネルギーと、気温や湿度などの他の多くの要因によって決まります。

アークフラッシュの安全性を向上させるために作業する場合、設置場所ではフロアテープを使用してアークフラッシュの境界をマークすることがよくあります。このエリアで働く人は全員着用する必要があります個人の保護(PPE)。

アークフラッシュ電位温度

アークフラッシュに関連する最大の危険の 1 つは、アークフラッシュによって発生する非常に高い温度です。状況に応じて到達できる高温華氏35000度または摂氏19426.667度。これは世界で最も高い温度の一つであり、太陽の表面の約4倍です。

実際の電気は人に触れなくても、近くにいると人体に大きなダメージを与えます。直接火傷に加えて、これらの温度によりその地域の何かに発火する可能性があります。

アークフラッシュとはどのようなものですか?

次のビデオは、アークフラッシュがいかに速く爆発的であるかを示しています。このビデオでは、「テストダミー」を使用して制御されたアークフラッシュを示しています。

アークフラッシュはどのくらい持続しますか?

アークフラッシュは、さまざまな要因に応じて、数分の 1 秒から数秒まで続くことがあります。電源はサーキットブレーカーやその他の安全装置によってすぐに遮断されるため、ほとんどのアークフラッシュはそれほど長くは続きません。

最も最新のシステム現在、アークエリミネーターとして知られる装置が使用されており、わずか数ミリ秒でアークを検出して消滅します。

ただし、システムに何らかの保護がない場合、電気の流れが物理的に停止するまでアークフラッシュが継続します。これは、作業員がその地域への電力を物理的に遮断したり、アークフラッシュによる損傷が深刻になり、何らかの形で電気の流れを止めたりした場合に発生する可能性があります。

見てください実際の例次のビデオでは、長時間続くアークフラッシュが見られます。幸いなことに、ビデオに映っている人々は個人用保護具を着用しており、怪我はありませんでした。強力な爆発、大きな騒音、明るい光、そして極度の熱はすべて非常に危険です。

アークフラッシュによる損傷の可能性

高温、激しい爆発、その他のアークフラッシュの影響により、アークフラッシュは急速に多大な損害を引き起こす可能性があります。理解さまざまな種類発生する可能性のある損害は、企業が安全に対する責任を計画するのに役立ちます。

潜在的な物的損害

暖かい- アークフラッシュからの熱は金属を容易に溶かし、高価な機械やその他の機器を損傷する可能性があります。
火- これらのフラッシュからの熱は、放っておくとすぐに火災を引き起こし、施設内に広がる可能性があります。
爆発- アークフラッシュによって発生する可能性のあるアークフラッシュは、窓ガラスを割ったり、周囲の木材を割ったり、金属を曲げたりする可能性があります。アークの爆発半径内に保管されているものはすべて、数秒以内に損傷または破壊される可能性があります。

アークフラッシュによる人身傷害の可能性

やけど- 第 2 度および第 3 度の火傷は、誰かがアークフラッシュの近くにいると、一瞬で発生する可能性があります。
感電- アークフラッシュが人を通過すると、電気椅子の場合と同様にショックを受けます。流れの強さによっては、この打撃は致命傷になる可能性があります。
聴覚障害- アークフラッシュは非常に大きな騒音を発生する可能性があり、その地域にいる人々に永久的な聴覚障害を引き起こす可能性があります。
視覚へのダメージ— アークフラッシュは非常に明るいため、一時的または長期的な目の損傷を引き起こす可能性があります。
アーク爆発ダメージ「アーク爆発は、1メートルあたり数千ポンドに達する力を生み出す可能性があります。これにより人は数メートル下に突き落とされる可能性があります。また、骨折、肺虚脱、脳震盪などを引き起こす可能性もあります。

個人用保護具を着用すると、かなりの保護が得られますが、すべてのリスクを排除できるわけではありません。アークフラッシュが発生したときにその場にいる従業員は、どのような PPE を着用しているかに関係なく、常に危険にさらされています。

アークフラッシュの潜在的な原因

アークフラッシュは次のような原因で発生する可能性があります。さまざまな理由。ほとんどの場合、根本的な原因はワイヤーなどの機器の損傷です。また、誰かが通常接続されている経路から電気を逃がす装置を開発した結果である可能性もあります。

配線の外側に電位経路がある場合でも、電気は最も抵抗の少ない経路を通ります。このため、何かが損傷したり、代替経路が利用可能になったりしても、必ずしもすぐにアークフラッシュが発生するとは限りません。代わりに、より抵抗の少ない別のオプションが利用可能になるまで、電気は意図した経路をたどり続けます。

以下に、抵抗の少ない経路を作成し、アークフラッシュを引き起こす可能性のあるものをいくつか示します。

ほこり- ほこりの多い場所では、ほこりを通じて配線や他の機器に電気が流れ始める可能性があります。
落とした道具- たとえば、工具をワイヤーの上に落とすと、工具が損傷し、電気が工具に流れる可能性があります。そこから、彼は運動を続けるための別の道を見つけなければなりません。
誤って触れてしまった- 損傷部位に触れると、電気が体中に広がる可能性があります。
結露- 結露が発生すると、電気が配線から水を通って逃げ、アークが発生します。
材料の破損- 電線が損傷し、電気の通過に問題がある場合は、電線を越えるよりも経路の方が安定する可能性があります。
腐食— 腐食によりワイヤの外側に経路が形成され、その後にアークフラッシュが発生する可能性があります。
間違った取り付け— 機器が正しく設置されていないと、電気が意図した経路をたどることが困難または不可能になり、アークフラッシュが発生する可能性があります。

アークフラッシュの防止

アークフラッシュの安全性の第一歩は、発生のリスクを最小限に抑えることです。これは電気リスク評価を実行することで実行でき、現場で最も大きな危険が存在する場所を特定するのに役立ちます。 IEEE1584は良い選択肢ほとんどのオブジェクトに対応しており、一般的な問題を特定するのに役立ちます。

すべての高電圧機器とすべての配線を定期的に検査することも重要なステップです。腐食、ワイヤーの損傷、その他の問題の兆候がある場合は、できるだけ早く修理する必要があります。これにより、機械やワイヤー内の電流を安全に保つことができます。

チェックすべき特定の領域には、電気的箇所が含まれます。分電盤、コントロールパネル、コントロールパネル、ソケットハウジング、モーターコントロールセンター。

適切なラベル表示

施設内の高電流が存在する可能性のある場所には、アーク警告ラベルを適切に貼り付ける必要があります。必要に応じて、既製のものを購入することも、産業用ラベルプリンターで印刷することもできます。国家電気法典の第 110.16 条には、この種の機器には人々に危険性を警告するラベルを貼らなければならないと明確に記載されています。

メンテナンス時の機器への通電遮断

機械に何らかの作業が必要な場合は、必ず電源を完全に遮断する必要があります。車の電源を切るということは、単に車の電源を切るだけではありません。すべてのマシンの電源を切り、電源から物理的に切断する必要があります。接続を外した後は、電圧をチェックして、潜在エネルギーが蓄積していないかどうかも確認する必要があります。

理想的には、誰かがマシンで作業しているときに電源が誤って再び差し込まれないように、電源を物理的にロックするロックアウトポリシーが必要です。

ヒューズ

もし可能なら、サーキットブレーカーすべてのマシンにインストールする必要があります。これらの回路ブレーカーは、突然の電力サージを迅速に検出し、流れを直ちに停止します。サーキットブレーカーを使用していてもアークフラッシュが発生することがありますが、電流が遮断されるため、持続するのはほんの一部です。

ただし、非常に短いアークフラッシュでも致命的になる可能性があるため、サーキットブレーカーは十分なアークフラッシュ安全プログラムとは見なされるべきではありません。

安全基準

すべての施設は、公的機関および民間機関によって確立されたさまざまなアークフラッシュ安全基準に準拠する必要があります。満たさなければならない基準を決定することは、施設が地域の条例や規制に準拠していることを確認すると同時に、施設の安全性を確保するのに役立ちます。

以下は、最も一般的な電気アークフラッシュの安全規格です。

OSHA - OSHA には、29 CFR パート 1910 および 1926 を含むいくつかの規格があります。これらの規格は、電力の生成、送電、配電の要件をカバーしています。
全国協会防火(NFPA) - NFPA 70-2014 規格、National Electrical Code (NEC) は安全性を指します。電気設備そして練習してください。 NFPA 70E (職場の電気安全に関する規格) には、アークフラッシュやアーク爆発に関する警告ラベルを含む、さまざまな警告ラベル要件が詳しく規定されています。また、高電圧機器を扱う従業員の安全を確保するためのベストプラクティスを職場で実践するためのガイダンスも提供します。
カナダ規格協会 Z462 - これは NFPA 70E 規格に非常に似ていますが、カナダの企業に適用されます。
Underwriters Laboratories of Canada - この一連の規格は、電気エネルギーが生成、伝送、または配電されるあらゆる状況を対象としており、安全要件をカバーしています。 OSHA 規格に似ていますが、カナダ向けです。
IEEE 1584 は、アークフラッシュの危険性を正確に計算するための一連のガイドラインです。