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摘要:电力行业中,电弧事故对工作人员造成的伤害给员工个人、家庭及企业乃至社会都带来巨大影响,越来越受到各界的关注。如何降低电弧事故对工作人员的伤害已经成为一个备受关注的问题。防电弧服的研发与应用为降低电弧伤害提供了一个有效的解决方案。
关键词:防电弧服;电弧伤害;人身电力事故
中图分类号:TM715文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)30-0093-03
电力行业是关系到国计民生的重要行业,安全更是电力行业的第一任务,人身安全更是关系员工自身利益及企业发展乃至社会稳定。在法国电气事故平均每年125起;其中,电弧事故占77%,造成永久残疾占21%,死亡事件30起;住院治疗达153人次;非住院治疗34人次。引发人身电力事故的原因众多,其中电弧引起的事故是威胁电力企业人身安全的众多事故之一。合理配用防电弧服能有效降低电弧事故对人体产生的伤害。
1电弧事故的危害
1.1电弧事故的发生原理
依据众多的研究成果和试验结果,电弧的形成分为四个阶段:(1)压缩阶段。这是电弧形成的第一阶段,此阶段会持续5～15ms,同时在这一阶段中,温度会持续上升,同时伴随着温度的上升会产生动态的压力波;(2)膨胀阶段。这是电弧形成的第二阶段,此阶段的持续时间为5～15ms,同时由于弧区和周围空气之间的压力不同,压力差导致在此阶段开始有气流的产生;(3)排放阶段。这是电弧开始对周围或者说是外部形成影响的阶段。在这一阶段,由于电弧能量继续输入燃弧点,会产生具有强力高速气流并温度较高的炽热的微粒、气流,它们会对外部产生持续的影响,一般而言,持续的时间是几百毫秒;(4)热效应阶段。这一阶段一开始就会伴随着高温,即包围电弧的空气已经达到了与电弧相近的温度,燃弧的巨大能量开始作用于开关设备,使得开关设备可能被毁坏,产生危险。
从上述电弧形成的四个阶段的叙述中,可以发现电弧事故主要是由于电弧的持续燃烧,对于电力设备如,开关设备的零部件、电缆、变压器等造成威胁,而此时对于正在维修的工作人员来说,电弧燃烧释放的巨大能量给他们的人身造成了很大的威胁或者伤害,如严重的灼伤、死亡。一般来说,电弧事故具有以下几个方面的特点:第一,不可预测性。由于电弧是一种气体有力放电现象,电弧事故是一种由微观的反应所引起的,因而人们对于电弧事故发生的预测就非常困难。最常见的情况是,电弧事故发生后,电力人员才开始补救。第二,瞬时性。电弧事故的发生时间非常短暂,况且它所产生的能量还非常大,也就是说在工作人员进行工作时,可能在不知的情况下,电弧事故就可能发生。同时,一旦电弧事故发生,工作人员没有时间离开,伤害不可避免。
1.2电弧事故的人身危害
电弧事故对于工作人员的人身伤害基本上都是非常严重的,最轻的也会是大面积的严重灼伤。一种情况是,在电弧事故发生后,巨大的能量或者工作者直接触电直接导致人员的死亡。另一种情况是,虽然没有导致直接死亡,但是由于电弧燃烧产生的强辐射热使得工人的衣服燃烧、衣服爆裂、或者工人的合成纤维内衣的滴溶给工人的人身造成极大的烧伤,会形成严重的灼伤。还有一种情况是,在电弧事故发生的同时,会散发出巨大的压力波、高强度的闪电、铜蒸汽、铝蒸汽等有毒气体,会对工人的视力、听力和呼吸系统造成伤害。
以下为电弧意外模拟实验现场部分图片:
电弧对人体造成伤害的后果相当严重。1卡/平方厘米的能量相当于一只打火机的火焰在一秒内在指头尖端产生的热量,1.2卡/平方厘米的能量足以在裸露的人体皮肤上造成二度烧伤。烧伤很疼,烧伤治疗是一个十分困难的过程,通常身体每1%的烧伤都需要一天的住院治疗时间,且需高额的花费,在美国可能超过100万美元,在中国超过60万人民币。
意外电弧一旦产生必然会对工作人员产生伤害,故电力企业在控制意外电弧产生的同时,还必须为工作人员配备必要的防电弧产品,以降低电弧对人体产生的伤害。虽然电力企业为员工配备的棉制工作服,但对电弧伤害的防范效果还不够理想,需专门的防电弧产品保护人员的安全。
2防电弧产品的具体功能
2.1防电弧产品的作用原理
降低电弧对人身伤害的防电弧产品主要有防电弧服。防电弧服的种类很多,各种材料的都有,不同材料的防电弧服的作用原理虽然不尽相同,但是其基本原理是一样的,即,防电弧服之所以能对电弧伤害有很好的防护效果,主要源于防电弧服是采用高科技的材料制成。该材料具有:耐热、阻燃、不助燃、不熔融和H级电绝缘等永久性的防火、绝缘等特点,通过外在的服装来阻隔电弧燃烧产生的巨大能量,以达到保护人身的目的。具体来说,不同类型的防电弧产品的作用原理可以分为以下几类:
第一,纤维性的防电弧产品,如阻燃处理棉织物、涤棉织物。它主要是利用纤维能够阻止电弧燃烧处理过程来实现对电弧的阻燃。同时,这是由于纤维性产品的这个特点,所以在日常应用中随着洗涤次数的增加,这类产品的防电弧效果会逐渐的退化。
第二,芳纶织物。这种防护产品主要是运用利用这种产品本身在遇到强大的热量的时候,自身会发生膨胀,厚度会随着增加,这样的话就会在热源和人的身体之间形成一种厚厚的保护屏障。更为重要的是,膨胀增厚之后的防护服不会变得厚重、僵硬,它会保持柔软,一直到热量冷却,这样就为工作人员提供了充分的时间离开现场,以保护自己。
2.2防电弧产品的防护效果
防电弧产品所预期达到的效果最重要的就是要保护工作者的人身安全。因而,可以说防电弧产品会有三种防护效果:
第一,有效的预防了工作人员的死亡。在以往的电弧事故中,造成人员死亡的事情并不少见,而防电弧产品的应用虽然不能说能够保证人员的毫无损伤,但是也至少能够确保工作人员的生命安全。
第二,有效预防了工作人员的伤害。由于以往不具备防电弧产品,电弧事故发生最常见的就是工作人员严重的灼伤。随着防电弧产品的发展,其隔绝效果也越来越好,能够有效的在工作人员和外界热量之间产生隔离带,直接为工作人员的人身安全进行保障,同时也给工作人员逃离现场提供了时间,把工作人员所受到的伤害最小化。另外,由于电弧事故给工作人员带来的不仅仅是灼伤,还会由于其释放出来的有毒气体、强烈的光线等危害工作人员的视觉、听力和呼吸系统,因而短暂的逃离时间也为工作人员避免这些伤害提供了契机。
下图分别为棉制工作服与防电弧服对电弧的防范效果实验录象对比图:
从两组实验图可看出,棉制工作服遇到电弧可能被点燃,并持续燃烧从而产生严重灼伤事故;而防电弧服遇到同样等级的电弧衣物保持完整,表面染料虽然被氧化,但不燃烧,没有伤及人身。
3防电弧产品的配用
3.1防电弧服在供电企业的配用
由于电弧事故的危害性大,因而,对于供电企业来说,无论是出于保护员工的角度,还是出于减少自身的财产损失的角度,都应该避免电弧事故的发生。从目前科技的发展程度来说,配备防电弧服是一个十分有效的手段。这里会涉及到一个概念:故障电弧下的人身防护,所谓的故障电弧下的人身防护指的就是开关组合电器在故障电弧的机械和热力作用下限制威胁人身安全的能力。
供电企业在配用防电弧服的时候,应该综合考虑各方面的因素:如防电弧服的性价比,即防电弧服的使用成本、使用时间、需要修补的次数等;电弧事故的特点,如前所述由于电弧事故的时间短、速度快、能量大、温度高等特点,在配置防电弧服的时候需要非常注意防电弧服的防热功能,只有防热功能好的才能发挥效果,否则,配置防电弧服不仅达不到应有的效果,而且可能会造成更大的伤害;防电弧服的抗撕裂性也是需要考虑的一个重要因素,因而在电弧事故发生的时候,巨大的能量会撕裂一般的衣物,因而具备强抗撕裂性的衣物才能保护工作人员的身体,避免工作人员的身体暴露在高温、火焰中,保护工作人员的人身安全。
供电企业可按最容易受到电弧危害的工种如变电站操作员、电闸操作员、电站员工、地下电缆工、电工、读表员/保养人员、电线装修工等进行合理配置防电弧服。
3.2防电弧产品配置的理性分析
随着科技的发展,防电弧产品的性能也越来越好,防电弧的效果也越来越有效,工作人员所受到的电弧伤害也越来越少,但是防电弧服毕竟是从外因来预防人身伤害。正如,马克思主义哲学所揭示的,事物是内外因综合作用的结果,外因是次要的原因,内因才是根本的原因,外因通过内因起作用。因而,对于供电企业来说,仅仅从防电弧服的配置上并不能把威胁工作人员人身安全的危险因素降到最低,最为重要的还是要从工作人员本身入手,利用多元化的方式增强他们的安全意识,提高他们工作时的规范性,提升所有人员的自我保护意识,消除工作时的违规行为和侥幸心理,这些都会为电弧事故的发生创造条件。同时也需要对于电力的相关配置进行定时的安全检查,及时的更换老化和有问题的电力设备,从各个方面入手,保护工作人员的人身安全。
参考文献
[1] 陈增发,张泽.电弧防护发展历史与防护服的选择[J].电力安全技术,2008,(11).
[2] 年培新,罗时璜,董葆生,熊其求.低压配电领域中的故障电弧防护[J].低压电器,2000,(1).
[3] Genevieve Laverty.电弧防护服防护性能测试[J].电力安全技术,2008,(9).
[4] 刘丙江.电弧事故的危害及其预防措施[J].电工园地,2003,(3).
[5] 李建基.故障电弧情况下的人身和设备防护[J].华通技术,2004,(2).
关键词:防电弧服;电弧伤害;人身电力事故
中图分类号:TM715文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)30-0093-03
电力行业是关系到国计民生的重要行业,安全更是电力行业的第一任务,人身安全更是关系员工自身利益及企业发展乃至社会稳定。在法国电气事故平均每年125起;其中,电弧事故占77%,造成永久残疾占21%,死亡事件30起;住院治疗达153人次;非住院治疗34人次。引发人身电力事故的原因众多,其中电弧引起的事故是威胁电力企业人身安全的众多事故之一。合理配用防电弧服能有效降低电弧事故对人体产生的伤害。
1电弧事故的危害
1.1电弧事故的发生原理
依据众多的研究成果和试验结果,电弧的形成分为四个阶段:(1)压缩阶段。这是电弧形成的第一阶段,此阶段会持续5～15ms,同时在这一阶段中,温度会持续上升,同时伴随着温度的上升会产生动态的压力波;(2)膨胀阶段。这是电弧形成的第二阶段,此阶段的持续时间为5～15ms,同时由于弧区和周围空气之间的压力不同,压力差导致在此阶段开始有气流的产生;(3)排放阶段。这是电弧开始对周围或者说是外部形成影响的阶段。在这一阶段,由于电弧能量继续输入燃弧点,会产生具有强力高速气流并温度较高的炽热的微粒、气流,它们会对外部产生持续的影响,一般而言,持续的时间是几百毫秒;(4)热效应阶段。这一阶段一开始就会伴随着高温,即包围电弧的空气已经达到了与电弧相近的温度,燃弧的巨大能量开始作用于开关设备,使得开关设备可能被毁坏,产生危险。
从上述电弧形成的四个阶段的叙述中,可以发现电弧事故主要是由于电弧的持续燃烧,对于电力设备如,开关设备的零部件、电缆、变压器等造成威胁,而此时对于正在维修的工作人员来说,电弧燃烧释放的巨大能量给他们的人身造成了很大的威胁或者伤害,如严重的灼伤、死亡。一般来说,电弧事故具有以下几个方面的特点:第一,不可预测性。由于电弧是一种气体有力放电现象,电弧事故是一种由微观的反应所引起的,因而人们对于电弧事故发生的预测就非常困难。最常见的情况是,电弧事故发生后,电力人员才开始补救。第二,瞬时性。电弧事故的发生时间非常短暂,况且它所产生的能量还非常大,也就是说在工作人员进行工作时,可能在不知的情况下,电弧事故就可能发生。同时,一旦电弧事故发生,工作人员没有时间离开,伤害不可避免。
1.2电弧事故的人身危害
电弧事故对于工作人员的人身伤害基本上都是非常严重的,最轻的也会是大面积的严重灼伤。一种情况是,在电弧事故发生后,巨大的能量或者工作者直接触电直接导致人员的死亡。另一种情况是,虽然没有导致直接死亡,但是由于电弧燃烧产生的强辐射热使得工人的衣服燃烧、衣服爆裂、或者工人的合成纤维内衣的滴溶给工人的人身造成极大的烧伤,会形成严重的灼伤。还有一种情况是,在电弧事故发生的同时,会散发出巨大的压力波、高强度的闪电、铜蒸汽、铝蒸汽等有毒气体,会对工人的视力、听力和呼吸系统造成伤害。
以下为电弧意外模拟实验现场部分图片:
电弧对人体造成伤害的后果相当严重。1卡/平方厘米的能量相当于一只打火机的火焰在一秒内在指头尖端产生的热量,1.2卡/平方厘米的能量足以在裸露的人体皮肤上造成二度烧伤。烧伤很疼,烧伤治疗是一个十分困难的过程,通常身体每1%的烧伤都需要一天的住院治疗时间,且需高额的花费,在美国可能超过100万美元,在中国超过60万人民币。
意外电弧一旦产生必然会对工作人员产生伤害,故电力企业在控制意外电弧产生的同时,还必须为工作人员配备必要的防电弧产品,以降低电弧对人体产生的伤害。虽然电力企业为员工配备的棉制工作服,但对电弧伤害的防范效果还不够理想,需专门的防电弧产品保护人员的安全。
2防电弧产品的具体功能
2.1防电弧产品的作用原理
降低电弧对人身伤害的防电弧产品主要有防电弧服。防电弧服的种类很多,各种材料的都有,不同材料的防电弧服的作用原理虽然不尽相同,但是其基本原理是一样的,即,防电弧服之所以能对电弧伤害有很好的防护效果,主要源于防电弧服是采用高科技的材料制成。该材料具有:耐热、阻燃、不助燃、不熔融和H级电绝缘等永久性的防火、绝缘等特点,通过外在的服装来阻隔电弧燃烧产生的巨大能量,以达到保护人身的目的。具体来说,不同类型的防电弧产品的作用原理可以分为以下几类:
第一,纤维性的防电弧产品,如阻燃处理棉织物、涤棉织物。它主要是利用纤维能够阻止电弧燃烧处理过程来实现对电弧的阻燃。同时,这是由于纤维性产品的这个特点,所以在日常应用中随着洗涤次数的增加,这类产品的防电弧效果会逐渐的退化。
第二,芳纶织物。这种防护产品主要是运用利用这种产品本身在遇到强大的热量的时候,自身会发生膨胀,厚度会随着增加,这样的话就会在热源和人的身体之间形成一种厚厚的保护屏障。更为重要的是,膨胀增厚之后的防护服不会变得厚重、僵硬,它会保持柔软,一直到热量冷却,这样就为工作人员提供了充分的时间离开现场,以保护自己。
2.2防电弧产品的防护效果
防电弧产品所预期达到的效果最重要的就是要保护工作者的人身安全。因而,可以说防电弧产品会有三种防护效果:
第一,有效的预防了工作人员的死亡。在以往的电弧事故中,造成人员死亡的事情并不少见,而防电弧产品的应用虽然不能说能够保证人员的毫无损伤,但是也至少能够确保工作人员的生命安全。
第二,有效预防了工作人员的伤害。由于以往不具备防电弧产品,电弧事故发生最常见的就是工作人员严重的灼伤。随着防电弧产品的发展,其隔绝效果也越来越好,能够有效的在工作人员和外界热量之间产生隔离带,直接为工作人员的人身安全进行保障,同时也给工作人员逃离现场提供了时间,把工作人员所受到的伤害最小化。另外,由于电弧事故给工作人员带来的不仅仅是灼伤,还会由于其释放出来的有毒气体、强烈的光线等危害工作人员的视觉、听力和呼吸系统,因而短暂的逃离时间也为工作人员避免这些伤害提供了契机。
下图分别为棉制工作服与防电弧服对电弧的防范效果实验录象对比图:
从两组实验图可看出,棉制工作服遇到电弧可能被点燃,并持续燃烧从而产生严重灼伤事故;而防电弧服遇到同样等级的电弧衣物保持完整,表面染料虽然被氧化,但不燃烧,没有伤及人身。
3防电弧产品的配用
3.1防电弧服在供电企业的配用
由于电弧事故的危害性大,因而,对于供电企业来说,无论是出于保护员工的角度,还是出于减少自身的财产损失的角度,都应该避免电弧事故的发生。从目前科技的发展程度来说,配备防电弧服是一个十分有效的手段。这里会涉及到一个概念:故障电弧下的人身防护,所谓的故障电弧下的人身防护指的就是开关组合电器在故障电弧的机械和热力作用下限制威胁人身安全的能力。
供电企业在配用防电弧服的时候,应该综合考虑各方面的因素:如防电弧服的性价比,即防电弧服的使用成本、使用时间、需要修补的次数等;电弧事故的特点,如前所述由于电弧事故的时间短、速度快、能量大、温度高等特点,在配置防电弧服的时候需要非常注意防电弧服的防热功能,只有防热功能好的才能发挥效果,否则,配置防电弧服不仅达不到应有的效果,而且可能会造成更大的伤害;防电弧服的抗撕裂性也是需要考虑的一个重要因素,因而在电弧事故发生的时候,巨大的能量会撕裂一般的衣物,因而具备强抗撕裂性的衣物才能保护工作人员的身体,避免工作人员的身体暴露在高温、火焰中,保护工作人员的人身安全。
供电企业可按最容易受到电弧危害的工种如变电站操作员、电闸操作员、电站员工、地下电缆工、电工、读表员/保养人员、电线装修工等进行合理配置防电弧服。
3.2防电弧产品配置的理性分析
随着科技的发展,防电弧产品的性能也越来越好,防电弧的效果也越来越有效,工作人员所受到的电弧伤害也越来越少,但是防电弧服毕竟是从外因来预防人身伤害。正如,马克思主义哲学所揭示的,事物是内外因综合作用的结果,外因是次要的原因,内因才是根本的原因,外因通过内因起作用。因而,对于供电企业来说,仅仅从防电弧服的配置上并不能把威胁工作人员人身安全的危险因素降到最低,最为重要的还是要从工作人员本身入手,利用多元化的方式增强他们的安全意识,提高他们工作时的规范性,提升所有人员的自我保护意识,消除工作时的违规行为和侥幸心理,这些都会为电弧事故的发生创造条件。同时也需要对于电力的相关配置进行定时的安全检查,及时的更换老化和有问题的电力设备,从各个方面入手,保护工作人员的人身安全。
参考文献
[1] 陈增发,张泽.电弧防护发展历史与防护服的选择[J].电力安全技术,2008,(11).
[2] 年培新,罗时璜,董葆生,熊其求.低压配电领域中的故障电弧防护[J].低压电器,2000,(1).
[3] Genevieve Laverty.电弧防护服防护性能测试[J].电力安全技术,2008,(9).
[4] 刘丙江.电弧事故的危害及其预防措施[J].电工园地,2003,(3).
[5] 李建基.故障电弧情况下的人身和设备防护[J].华通技术,2004,(2).