56 ELEKTRO 8-9/2013 inovace, technologie, projekty Nový přístup k hodnocení rizika vzniku popálení od elektrického oblouku v průmyslovém rozvodu Úvod Termín Arc-Flash označuje fyzikální jev při kterém dochází k velmi rychlému uvol-nění energie v důsledku vzniku obloukové-ho zkratu mezi fázovými vodiči, mezi fází a středním vodičem a mezi fází a zemí (obr. 1). Mezi důsledky vzniku obloukového zkratu (formy přeměněné energie z energie elektric-ké při vzniku elektrického oblouku) patří: 1. vyzářené teplo, 2. hluk, 3. rozpínání okolní-ho vzduchu vlivem oteplení a 4. tavení vodi-čů a kovových částí v blízkosti oblouku. Vý-skyt obloukových zkratů je obecně omezen na elektrické rozvody o jmenovitém napětí vyšším než 120 V AC nebo 50 V DC. Riziko vzniku obloukového zkratu musí být uvažo-váno zejména v případech práce na elektric-kém zařízení v blízkosti živých částí nebo ve styku s živými částmi (práce pod napětím, viz dále norma EN 50110-1). Na základě zkuše-ností z praxe je pravděpodobnost vzniku ob-loukového zkratu právě v těchto případech největší. Zkušenost ukazuje, že přestože se v současnosti při návrhu elektrických zaří-zení uplatňují všechny dostupné poznatky, k úrazům popálením od elektrického oblou-ku (výskytu jevu Arc-Flash) neustále dochází.Rozsáhlý experimentální výzkum v této oblasti vedl k odvození vztahů k určení ve-likosti rizika vzniku popálení od elektrické-ho oblouku při vzniku obloukového zkratu. Uvedené vztahy byly publikovány v normách NFPA 70E-2012 (IEEE Standard 1584TM--2002). Norma NFPA 70E-2012 je závazná v USA a zabývá se obsluhou a prací na elek-trických zařízeních. Tuto normu tak lze po-važovat za analogickou evropské, popř. čes-ké normě EN 50110-1 a -2, popř. ČSN EN 50110-1 (ed. 2, 10/2005) a ČSN EN 50110-2 (12/2003). V případě českých norem je ten-to soubor ještě doplněn o technickou nor-malizační informaci TNI 34 3100:2005-10. Základem normy EN 50110-1 je rozdělení pracovní činnosti (working) na tři základ-ní typy prací:– práce pod napětím (live working),– práce na vypnutém zařízení (dead working),– práce v blízkosti živých částí (working in the vicinity of live parts).Norma EN 50110-1 dále definuje tři zá-kladní typy zranění podle příčiny jeho vzni-ku. Uvádí, že zranění může být způsobeno (kap. č. 3 odst. 3.1.6):– elektrickým proudem – podle normy ČSN 33 0050-826 je úraz elektrickým proudem definován jako patofyziologický účinek elektrického proudu procházejícího tělem člověka nebo zvířete (Shock Hazard),– popálením elektrickým obloukem (Arc Flash),– ohněm nebo explozí způsobenou elektric-kou energií při obsluze elektrického zaří-zení nebo při práci na něm.Pracovní postupy upravené normou EN 50110-1 jsou navrženy tak, aby působi-ly preventivně, a úrazům elektrickým prou-dem tak bylo předcházeno (práce na vypnu-tém zařízení – základní pracovní podmínka – používání prvků pasivní bezpečnosti: ochra-na zábranou, přepážkou, krytem nebo izolo-vaným zakrytím). Tyto pracovní postupy sni-žují pravděpodobnost vzniku elektrického ob-louku, ale nesnižují riziko vzniku popálení od oblouku. Norma NFPA 70E-2012 oproti tomu ve srovnání s normou EN 50110 dále ještě vyžaduje analýzu rizika vzniku popále-ní od elektrického oblouku, což znamená, že před vykonáváním práce na elektrickém za-řízení v blízkosti živých částí nebo ve styku s živými částmi (práce pod napětím) musí být provedeny tyto kroky:– je nezbytné kvantifikovat riziko popálení od elektrického oblouku v souladu s nor-mou IEEE Standard 1584TM-2002 a pro-vést analýzu Arc-Flash (kvantifikuje pou-ze hustotu vyzářeného tepla (definice viz dále), neřeší ostatní důsledky obloukové-ho zkratu),– pro omezení rizika musí být dále provede-no měření,– pracovník musí být vybaven odpovídají-cími osobními ochrannými pomůckami (PPE – Personal Protective Equipment) v případě, že riziko nemůže být omezeno jinými prostředky.Kromě normy NFPA 70E-2012 vyža-duje analýzu rizika vzniku popálení od elektrického oblouku v určitých případech ještě norma NEN 3140, která je založena na evropské normě EN 50110-1 a je plat-Ing. et Ing. Jan Pígl, Engineering Manager ESS, Eaton Elektrotechnika, s. r. o.Současná doba vyžaduje neustálé zlepšování úrovně bezpečnosti (ochrany) pracovníků při práci, a to ve všech oblastech lidské činnosti. Nejnovějším trendem v oblasti obsluhy a práce na elektrickém zařízení je hodnocení rizika popálení od elektrického oblouku, tzv. Arc-Flash Hazard Analysis, která je již nyní závazná na základě normy NFPA 70E--2012 v USA a nově také díky normě NEN 3140 (založena na normě EN 50110-1) v Ni-zozemí. Cílem tohoto příspěvku je přiblížit problematiku hodnocení rizika vzniku popá-lení od elektrického oblouku v průmyslových rozvodech na základě normy NFPA 70E- -2012 (IEEE Standard 1584TM-2002) a dále na třech příkladech z praxe ukázat, proč je tato analýza důležitá.Obr. 1. Rozváděč nn, na kterém došlo ke vzniku jevu Arc-Flash;v elektronické verzi tohoto čísla časopisu Elektro se dále můžete podívat na zá-znam zkoušky při které byl simulován vznik jevu Arc-Flash na rozváděči nn ve zkušeb-ní laboratoři prof. Damstra v Hengelo – viz http://bit.ly/elektro_ arc (zdroj: Eaton Corporation)