حقائق وراء الصدمة! التحقيق في مخاطر ومضات القوس الكهربائي
Arc flash incidents remain one of the most severe electrical hazards in industrial environments. This article examines how they occur, regulatory frameworks, PPE requirements, and evolving safety p...
من الواضح أن مخاطر مكان العمل موجودة في كل مكان، مما يؤدي إلى التطور التدريجي لمعايير السلامة بمرور الوقت، وغالبًا ما يكون ذلك استجابة للحوادث. بينما كانت مفاهيم التصميم الكهربائي والصيانة الوقائية والإصلاح موجودة منذ قرون، لم يكتسب أمان وميض القوس سوى زخم في العقدين الأخيرين.
في هذا المقال، سنناقش ماهية وميض القوس، وكيف يحدث، واللوائح الحالية، ومعدات الحماية الشخصية (PPE) المستخدمة في الصناعة.
على الرغم من أن هذه المقالة لا تعتبر بديلاً مناسبًا للتدريب الرسمي على السلامة، إلا أنه من المهم أن يكون لديك فهم عام للمخاطر المحتملة التي قد يواجهها المشغل أو المهندس في صناعاتهم.
الشكل 1. مثال على لافتة تحذير من وميض القوس. الصورة مقدمة من Adobe Stock
ما هو وميض القوس؟
بالنسبة لأولئك غير المطلعين على مفهوم وميض القوس، يحدث هذا الخطر عندما يسمح عطل كهربائي للتيار بالتدفق عبر الهواء بين مرحلتين أو بين مرحلة وأرض. ينتج عن هذا العطل إطلاق طاقة، والتي يمكن أن تتراوح من شرارة ضوئية قصيرة إلى انفجار مدمر، ينبعث منه ضوء مبهر وحرارة وحطام منصهر.
يمكن أن تتسبب حادثة وميض القوس في أضرار لا يمكن إصلاحها للآلات أو المباني ويمكن أن تكون قاتلة للأفراد على الفور. في الحالات القصوى، يمكن أن تتجاوز درجة حرارة وميض القوس 30,000 درجة فهرنهايت، متجاوزة بكثير درجة حرارة سطح الشمس (حوالي 10,000 درجة فهرنهايت).
الشكل 2. خطر الحريق داخل خزانة كهربائية، على الرغم من أن وميض القوس يمكن أن يكون أكثر انفجارًا بكثير من هذا المثال. الصورة مقدمة من Adobe Stock
الآن بعد أن أصبح لدينا "تعريف الكتاب المدرسي" لوميض القوس، دعنا نناقش بعض الأمثلة حول كيفية حدوث وميض القوس لفهم أفضل.
في عالم اليوم الذي يركز على السلامة، يعتبر وميض القوس نادرًا، ولكن لا يزال من الممكن حدوث حوادث. على سبيل المثال، عند فحص خزانة تحكم، قد يسقط فني عن طريق الخطأ سلكًا من مقياس متعدد، مما يؤدي إلى قوس بين الأطوار. في الصناعات ذات الظروف القاسية مثل الغبار أو الحطام أو تراكم الغاز، يمكن أن تحدث أقواس غير مقصودة، مما يسمح للتيار بالقفز بين الأطوار أو إلى الأرض. بينما ستظل الحوادث تحدث، فمن الممكن منع معظم الحوادث من الحدوث من خلال التدريب المناسب.
لوائح ومطابقة وميض القوس
عند الحديث عن السلامة الكهربائية، تغطي ثلاثة كيانات رئيسية السلامة الكهربائية في مكان العمل؛ الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA)، وإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA)، ومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). بين هذه الكيانات الحاكمة الثلاثة، تم تطوير سلسلة من اللوائح لتقليل فرص حدوث وميض القوس بدءًا من معدات الحماية الشخصية، وملصقات التحذير، وممارسات العمل الشائعة.
اللوائح
- NFPA 70E
- من المؤكد تقريبًا أنه عند الخضوع لتدريب على وميض القوس، سيتم ذكر هذه اللائحة. NFPA 70E هي المعيار الذهبي عندما يتعلق الأمر بتقليل مخاطر مجموعة متنوعة من الحوادث الكهربائية، بما في ذلك وميض القوس، عند العمل على الأنظمة النشطة.
- معايير OSHA 29 CFR الجزء 1910.333 و 1910.335
- لقد أنشأت هذه اللوائح ممارسات عمل ووسائل حماية قياسية لمعدات الحماية الشخصية (PPE)، ولكنها تشير مباشرة إلى NFPA 70E.
- معيار NFPA 70
- رمز الكهرباء الوطني هو وثيقة حية تغطي مجموعة واسعة من الممارسات القياسية لتركيب وإزالة وتشغيل ووضع علامات على المكونات الكهربائية.
- IEEE 1584
- تتعلق اللائحة التالية بحساب مخاطر وميض القوس لجهود التشغيل التي تتجاوز 208 فولت حتى 15000 فولت أو أنظمة 700 أمبير إلى 106 كيلو أمبير وتستثني أنظمة التيار المتردد أحادية الطور أو التيار المستمر (DC). تحدد هذه الطريقة الحسابية الحد الأدنى لمستوى معدات الحماية الشخصية (PPE) اللازم عند إجراء العمل على نظام كهربائي.
تدريب ومعدات وميض القوس
يحتاج الأفراد المعرضون لمخاطر كهربائية إلى تلقي تدريب من أصحاب عملهم. يجب أن يتم هذا التدريب مرة واحدة على الأقل كل سنة إلى ثلاث سنوات، أو بشكل متكرر إذا فرض صاحب العمل ذلك. عادةً ما تميل الشركات إلى التعاقد من الباطن على احتياجاتها التدريبية لشركات متخصصة مثل إيتون، وهي لاعب بارز في صناعة إدارة الطاقة. تقدم إيتون تدريبًا شاملاً على وميض القوس يغطي مجموعة واسعة من المواضيع، بما في ذلك المخاطر المرتبطة بوميض القوس، ومعدات الحماية الشخصية (PPE) المناسبة، وطرق منع المخاطر الكهربائية.
أما بالنسبة لمعدات الحماية الشخصية، فسنشير إلى ما يُعرف بطاقة الحادث، وهي أساسًا كمية الطاقة المنبعثة من مصدر طاقة.
لتوفير نقطة مرجعية ملموسة، عندما تتجاوز طاقة الحادث 1.2 كالوري/سم² يمكن أن تحدث حروق من الدرجة الثانية عندما يتعرض الشخص لأكثر من ثانية واحدة. بالنسبة لمعدات الحماية الشخصية، يتم تصنيف هذه الطاقة الحادثة بناءً على مدى قدرة المعدات على تحملها وهي مقسمة إلى أربع فئات بناءً على الحد الأدنى لتصنيف القوس ومحددة في NFPA 70E. على سبيل المثال، فيما يلي أنواع المعدات المطلوبة في الفئة 1 من معدات الحماية الشخصية مقارنة بمعدات الحماية الشخصية المطلوبة في الفئة 4 من تصنيف القوس.
الفئة 1. معدات الوقاية الشخصية المطلوبة لتقييم قوس لا يقل عن 4 كالوري/سم²
مطلوب:
- قميص طويل الأكمام وسراويل بتقييم طاقة الحادث لا يقل عن 4 كالوري/سم²
- ملاحظة: يمكن استبدال القميص طويل الأكمام والسراويل بسترة أو بدلة عمل طالما أنها تحمل تقييم القوس المناسب.
- درع وجه أو غطاء بدلة وميض القوس
- خوذة صلبة
- حماية العين
- حماية الأذن
- قفازات جلدية شديدة التحمل
حسب الحاجة:
- سترة مصنفة لمقاومة القوس (سترة، معطف شتوي، أو غيرها من ملابس المطر)
- بطانة الخوذة الصلبة
- أحذية جلدية
الشكل 3. تُظهر هذه الصورة تصنيف القوس على ملصق القفازات الصادرة (ATPV = 12 كالوري/سم2). الصورة مقدمة من المؤلف
الفئة 4. معدات الوقاية الشخصية المطلوبة لتقييم قوس لا يقل عن 40 كالوري/سم²
مطلوب:
- سترة بدلة وميض قوس مصنفة و سراويل مصنفة لمقاومة القوس بتقييم 40 كالوري/سم²
- يمكن استبدالها ببدلة عمل مصنفة لمقاومة القوس.
- غطاء بدلة وميض قوس مصنفة لمقاومة القوس بتقييم 40 كالوري/سم²
- قفازات معزولة بالمطاط مع واقيات جلدية.
- يمكن استبدالها بقفازات مصنفة لمقاومة القوس بتقييم 40 كالوري/سم²
- خوذة صلبة
- حماية العين
- حماية الأذن
- أحذية جلدية
حسب الحاجة:
- سترة مصنفة لمقاومة القوس (سترة، معطف شتوي، أو غيرها من ملابس المطر)
- بطانة الخوذة الصلبة
سيتم وسم كل قطعة من معدات الوقاية الشخصية بقيمة الأداء الحراري للقوس (ATPV)، أو تصنيف الفئة، أو حد انكسار الطاقة (EBT). هذه التصنيفات هي أساسًا مقياس لمستوى الحماية الذي يمكن أن توفره معدات الوقاية الشخصية وتحدد كمية الطاقة الحرارية التي يمكن أن تتحملها المعدات المطلوبة قبل أن يواجه المستخدم خطرًا وشيكًا.
أدوات كهربائية معزولة
على الرغم من أن هذا يبدو منطقيًا، إلا أن هناك بعض الأشخاص يعتقدون أن وضع شريط كهربائي على مقبض مفك براغي لا يزال مؤهلاً كعازل. مع متطلبات NFPA 70E و OSHA، يجب أن تخضع الأدوات نفسها للاختبار لضمان قدرتها على التعامل مع الفولتية حتى 10,000 فولت تيار متردد، وأن تكون مقاومة للصدمات ومقاومة للحريق، وأن تحمل رمز التصنيف الدولي 1000 فولت مطبوعًا على الأداة.
على الرغم من أن بعض الأشخاص قد يرون تدريب وميض القوس كإزعاج في أنشطتهم اليومية في العمل، إلا أن التدريب ومعدات الوقاية الشخصية (PPE) والتدابير الوقائية الأخرى موجودة لحماية الفرد. ومع ذلك، لا يمكن تجنب جميع الحوادث، ولكن يمكن تقليلها بارتداء المعدات المناسبة والقيام بالصحيح عند التعامل مع المعدات التي يتم صيانتها بشكل صحيح. تأكد من أنك قد تلقيت التدريب وتفهمه، لأنه في نهاية اليوم، جميعنا نريد العودة إلى المنزل بنفس الطريقة التي ذهبنا بها إلى العمل.