علل ایجاد قوس الکتریکی

علل ایجاد قوس الکتریکی

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 16

فهرست:

• مقدمه
• علل ایجاد قوس‌های الکتریکی
• ماهیت قوس‌های الکتریکی
• خطرات مربوط به قوس ناشی از خطا
• آثار قوس الکتریکی
• پتانسیل مواجهه با قوس الکتریکی
• توسعه و پیشرفت‌های اخیر در مورد خطرات قوس الکتریکی
• استاندارد NFPA-70E و خطرات قوس الکتریکی
• روش‌های ارزیابی خطرات
• کاهش میزان مواجهه با خطرات قوس الکتریکی
• برنامه خطرات قوس الکتریکی

۱ – مقدمه

در این بخش، خطرات مربوط به قوس الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته و به‌طور مختصر علل، ماهیت، آثار و نتیجه‌های آن، استانداردها و روش‌های مربوط به خطرات قوس الکتریکی توصیف می‌گردند. برای مواجه‌ شدن با خطر قوس الکتریکی، نخست لازم است که درک خود را در مورد این پدیده، افزایش دهیم.

یک قوس الکتریکی یا جرقه (شکل‌های ۱ و 2)، تخلیه غیرعادی جریان برق از طریق هوا در تجهیزات الکتریکی از یک طرف هادی بدون روکش (عایقی) به نقطه دیگر یا به زمین می‌باشد. خطرات قوس الکتریکی، ایجاد گرمای بیش از حد و صدمات سوختگی جدی به خاطر ایجاد جرقه در سیستم‌های الکتریکی می‌باشد. این پدیده گرمای بیش از حد، نور شدید، گازهای سمی، صدای انفجار و امواجی که دارای نیرو و فشار هستند را تولید می‌کند. قوس الکتریکی دمای بسیار بالایی دارد، تشعشع این گرمای شدید می‌تواند باعث آتش گرفتن لباس‌ها و سوختگی‌های شدیدی در بدن انسان شوند که این سوختگی‌ها می‌تواند وخیم و کشنده باشد.

تقاضا و ارائه خدمات مستمر انرژی برق در صنایع، باعث احساس نیاز به انجام امور ایمنی و حفاظتی توسط تکنسین‌های برق بر روی بخش‌های برق‌دار تجهیزات الکتریکی شده است. علاوه بر وجود خطرات شوک الکتریکی که در اثر تماس مستقیم هادی‌های برق با بخش‌های مختلف بدن ایجاد می‌گردد، احتمال مواجهه‌ با قوس‌های الکتریکی از میان هادی‌های برق‌دار نیز وجود دارد. اگرچه برنامه‌های ایمنی از آغاز اختراع الکتریسیته وجود داشته است، ولی خطرات مربوط به قوس الکتریکی چند سالی است که به‌طور عمده مورد توجه قرار گرفته‌اند.

۱- علل ایجاد قوس‌های الکتریکی

قوس الکتریکی می‌تواند طی مراحل زیر ایجاد شود:

• تخلیه الکتریکی قوس

گرد و غبار و ناخالصی: گرد و غبار و آلودگی بر روی سطوح عایقی می‌تواند مسیری برای جریان ایجاد نموده و به جریان برق امکان تخلیه و ایجاد تخلیه الکتریکی در سطح را بدهد که می‌تواند باعث به‌وجود آمدن قوس‌های بزرگتر شود. همچنین دود یا بخار شیمیایی هم می‌تواند ولتاژ جرفه‌زنی هوا را کاهش داده و باعث ایجاد قوس شود.
خوردگی: خوردگی بخش‌های مختلف تجهیزات می‌تواند باعث ایجاد ناخالصی بر روی سطوح عایقی گردد. همچنین خوردگی و پوسیدگی ارتباط بین اتصالات را ضعیف نموده و به‌خاطر اکسایش یا ناخالصی‌های خورنده دیگر، مقاومت محل اتصالات را افزایش می‌دهد. این موضوع عامل تولید گرما در محل اتصالات گردیده و در صورت ادامه می‌تواند منجر به ایجاد قوس الکتریکی و حرکت آن به سمت فازهای همجوار و یا زمین گردد.
میعان بخار و نشتی آب بر روی سطوح عایقی می‌تواند باعث ایجاد جریان‌های خزشی بر روی آن سطوح گردد. این مسئله می‌تواند باعث تخلیه الکتریسیته به زمین شده و افزایش تدریجی شدت جرقه‌زنی را در پی داشته باشد.

• تخلیه الکتریکی قوس:

تماس اتفاقی: تماس اتفاقی با بخش‌های برق‌دار می‌تواند باعث ایجاد خطای قوس گردد.
افتادن ابزار: افتادن اتفاقی ابزار روی شینه‌ها یا بخش‌های برق‌دار بدون روکش، باعث وقوع اتصال کوتاه در آن‌ها و ایجاد قوس الکتریکی می‌گردد.
• اضافه ولتاژ در فواصل کم: زمانی که فاصله بین فازهای مختلف خیلی کم باشد (به‌خاطر عملکرد ضعیف یا نقص در سیستم عایقی) ممکن است قوس الکتریکی در طول اضافه ولتاژها رخ دهد.

• وجود نقص در مواد عایقی.

قوس‌های الکتریکی همچنین طی موارد زیر ایجاد می‌گردند:

• طراحی نادرست تجهیزات و استفاده از آن‌ها.
• روش‌های نامناسب انجام کار.

شکل 1- خطای قوس در تابلوی برق و ایجاد حریق در آن

شکل ۲- انفجار ناشی از قوس در تابلوی برق.

۲- ماهیت قوس‌های الکتریکی

• قوس الکتریکی باعث ایجاد دمای بسیار بالایی می‌شود که تاکنون کمتر بر روی زمین مشاهده شده و به بیش از ۳۵.۰۰۰ درجه فارنهایت می‌رسد. این دما چهار برابر دمای سطح خورشید می‌باشد.
• گرمای شدید ناشی از جرقه باعث انبساط ناگهانی هوا شده و این شرایط منجر به انفجاری می‌گردد که با فشار بسیار بالای هوا همراه است. (رعد و برق یک جرقه طبیعی است).
• تمام مواد شناخته شده در این دما تبخیر می‌شوند و زمانی که مواد بخار می‌شوند، حجم آن‌ها افزایش می‌یابد (مس ۶۷.۰۰۰ برابر، آب ۱۶۷۰ برابر). انفجار در هوا می‌تواند مواد ذوب شده را با فشار به فواصل دور پرتاب کند.
• در یک سیستم ولتاژ ضعیف (۲۲۷/۴۸۰V)، یک قوس ۳ تا ۴ اینچی می‌تواند ایجاد شده و برای مدتی طولانی دوام داشته باشد.
• انرژی آزاد شده تابعی از ولتاژ سیستم، بزرگی جریان خطا و مدت زمان خطا می‌باشد.
• قوس‌ها در محفظه‌های بسته مانند تابلوی فرمان موتور۱ یا سوئیچ‌گیر، باعث افزایش انفجار و انرژی می‌شود، به‌گونه‌ای که این انرژی به سمت آزاد محفظه (جایی که کارگر حضور دارد)، فشار زیادی آورده و از آنجا خارج می‌گردد.

۳- خطرات مربوط به قوس ناشی از خطا

تعدادی از خطرات خطا به شرح زیر می‌باشد:

• گرما: سوختگی‌های مرگبار می‌تواند زمانی رخ دهد که قربانی چند سانتی متر با قوس فاصله دارد. سوختگی‌های شدید در فواصل ۳ متری رایج می‌باشد. آزمایش‌های مرحله به مرحله نشان داده‌اند که دما بر روی ناحیه گردن و دست‌های شخصی که نزدیک به انفجار قوس ایستاده است، بیش از ۲۲۵ درجه سلسیوس می‌باشد (شکل ۳).

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ایمنی برق و تجهیزات حفاظتی الکتریکی چیست؟

⇐ آیین نامه حفاظتی تاسیسات الکتریکی در کارگاه ها

⇐ نحوه بررسی نقشه های توزیع برق و تعیین نوع سامانه اتصال زمین