§6.3 — Електрична дуга: ризик, енергія та захист

Електрична дуга (англ. arc flash) — це дуга короткого замикання, що проскакує крізь повітря між струмовідними частинами або між фазою та землею. Дуга іонізує повітря в плазму з температурою ~20 000 °C — гарячіше за поверхню Сонця — і вибухоподібно випаровує метал. Супутня ударна хвиля (arc blast) здатна зірвати дверцята шафи, пошкодити слух і буквально скинути людину з драбини.

Як виникає дуга

• Комутація під навантаженням або витягування навантаженого роз'єднувача.
• Забутий інструмент чи відірваний провід, що замкнув дві фази.
• Пробій ізоляції через вологу, забруднення, гризунів або старіння.
• Помилка вимірювання: невірна межа на щиті з високим струмом КЗ.

Енергія дуги та ЗІЗ

Падаюча енергія (incident energy) виражається в кал/см² і залежить від очікуваного струму короткого замикання, часу вимкнення захисту та відстані до дуги. Що повільніше спрацьовує захист, то більше енергії дуга передає тілу. Розрахункове значення визначає дугостійкі ЗІЗ (категорія (пороги — орієнтир за американською методикою NFPA 70E, яка не входить до NEN 3140. У Європі дугостійкий одяг і щитки випробовують і класифікують за IEC 61482-1-1 та IEC 61482-1-2):

Звичайний бавовняний спецодяг або сигнальний жилет захисту не дають і можуть самі загорітися та приплавитися до шкіри.

Що вимагають NEN 3140 / NEN-EN 50110

Робота на струмовідних частинах або поблизу них дозволяється лише після оцінки ризику (LMRA). Ієрархія заходів жорстка:

1. Зняття напруги — норма: застосовуйте п'ять правил безпеки та LOTO. Немає напруги — немає дуги.
2. Якщо робота без напруги доказово неможлива: дугостійкі ЗІЗ, ізолюючий інструмент, позначена робоча зона та принцип «чотирьох очей».
3. Визначте межу дугового впливу — відстань, у межах якої енергія перевищує 1,2 кал/см² (поріг опіку другого ступеня).

Поширена помилка

Відкрити щит під напругою, «щоб швидко заміряти», без дугостійких ЗІЗ. Саме такі рутинні дії — вимірювання, заміна запобіжника, огляд — дають більшість дугових травм, бо захист у цій частині установки вимикається повільно, а струм короткого замикання високий.

Струм через тіло — чому малі значення вже небезпечні

Ці значення пояснюють, чому для захисту людини обрано диференціальний вимикач на 30 мА: 30 мА лежить вище порогу «відпускання», але нижче порогу фібриляції (близько 40 мА за впливу в кілька секунд), а пристрій вимикає за частки секунди, тому час впливу залишається коротким.

Тяжкість ураження залежить не лише від сили струму, а й від струму × часу × шляху через тіло. Шлях струму рука-рука небезпечніший за рука-нога, оскільки в першому випадку струм проходить прямо крізь серце; при шляху рука-нога більша частина струму оминає серце. Опір тіла не є сталою величиною: суха, огрубіла шкіра може мати опір від кількох кОм до десятків кОм, тоді як волога або спітніла шкіра знижує його до кількох сотень Ом — за тієї самої напруги крізь тіло тектиме значно більший струм. Саме тому безпечну напругу дотику встановлюють нижче за стандартні 50 В змінного струму у вологих або струмопровідних середовищах (робота надворі, сільськогосподарські об'єкти, вологі приміщення).

Що робити при ураженні електричним струмом

1. Не торкайтеся потерпілого безпосередньо, поки не переконаєтесь, що джерело знеструмлене — інакше рятувальник сам стане потерпілим.
2. Знеструмте установку через головний вимикач або відштовхніть потерпілого сухим, непровідним предметом (дерев'яна ручка, суха тканина), якщо негайно вимкнути живлення неможливо.
3. Зателефонуйте на 112 і за потреби почніть реанімацію / використайте дефібрилятор (AED), щойно середовище стане безпечним.
4. Завжди показуйте потерпілого лікарю, навіть якщо видимих ушкоджень немає — внутрішні пошкодження (порушення серцевого ритму, пошкодження м'язів, порушення функції нирок через продукти розпаду) можуть проявитися пізніше.
5. Повідомте про інцидент — електричний нещасний випадок із травмою (чи її загрозою) підлягає обов'язковому повідомленню Нідерландської інспекції праці (Arbeidsinspectie).

Що робити при пожежі через електричну несправність

• Використовуйте лише вуглекислотний або порошковий вогнегасник — ніколи не гасіть водою чи піною установку, яка, можливо, ще під напругою.
• Провітріть приміщення після гасіння CO₂: вуглекислий газ витісняє кисень і сам створює ризик задухи в невеликому закритому приміщенні.
• Не відкривайте розподільну шафу, що горить, про всяк випадок — через раптовий приплив кисню дуга може спалахнути знову.

Перша допомога при опіку від електричної дуги

• Охолоджуйте опік 10–20 хвилин прохолодною проточною водою (не крижаною).
• Не відривайте обгорілий одяг, що прилип до шкіри — це посилить травму.
• При дузі поблизу обличчя завжди перевіряйте наявність пошкоджень очей (яскравий спалах може пошкодити сітківку) і зверніться за медичним оглядом.