Zwarcie łukowe – zagrożenie dla infrastruktury energetycznej

Zwarcie łukowe to jedno z największych zagrożeń w trakcie pracy elektryków. Mogą one osiągać temperaturę nawet 19 000^oC, czyli ponad trzy razy większą niż ta panująca na powierzchni Słońca. Zjawisko to może prowadzić do poważnego zagrożenia zdrowia i życia pracowników, lecz także zniszczenia sprzętu, pożarów czy kosztownych przestojów. Dla bezpieczeństwa infrastruktury energetycznej niezbędna jest edukacja pracowników oraz wdrażanie odpowiednich rozwiązań technicznych, takich jak systemy wykrywania i gaszenia łuku elektrycznego.

Czytaj: Firma stworzona z jakości produktów i wsparcia sprzedaży

Wywiad ze Zbigniewem Kuną, dyrektorem zarządzającym Hensel Polska Sp. z o.o., z okazji 30-lecia firmy w Polsce

Zwarcie łukowe i jego konsekwencje

Zwarcie łukowe to przedłużone w czasie wyładowanie, które powstaje w wyniku przebicia izolacji (np. powietrza) między dwoma punktami o dużej różnicy potencjałów. W momencie powstawania łuku elektrycznego przez powietrze (które w normalnych warunkach nie jest przewodnikiem) przepływa prąd i tworzy tzw. plazmę.

W kontrolowanych warunkach łuk elektryczny wykorzystywany jest np. w spawarkach do rozpuszczania materiału i spoiwa. Jednak zjawisko to może pojawić się także w wyniku niekontrolowanego przebicia izolacji w instalacji elektrycznej. Powstałemu w ten sposób zwarciu łukowemu towarzyszy wybuch ogromnej ilości energii cieplnej, toksycznych gazów, promieniowania oraz fali akustycznej. Może również wiązać się z wyrzutem odłamków metali w stanie płynnym i stałym.

Zwarcie łukowe w rozdzielnicach niskiego napięcia może powstać zarówno w wyniku błędu ludzkiego, jak i awarii sprzętu. Przyczyny tego zjawiska to m.in. wady konstrukcyjne lub materiałowe, przepięcia łączeniowe, uszkodzenia izolacji, warunki środowiskowe, skroplenie pary wodnej czy ingerencja zwierząt.

– Zwarcia łukowe mogą być wywołane przez różne czynniki. Czasem wystarczy, że mysz znajdzie się między przewodnikami głównych szyn zbiorczych rozdzielnicy albo pracownik pozostawi w niej narzędzia, aby doszło do poważnego incydentu. Taka sytuacja może też szybko przeobrazić się w pożar, który będzie w stanie zniszczyć nie tylko rozdzielnicę, ale także cały budynek. Jeśli w pobliżu znajduje się pracownik, ryzyko porażenia prądem, poparzenia, a nawet śmiertelnego wypadku jest bardzo wysokie. Regularne przeglądy i konserwacja, a także szkolenia dla personelu mogą znacznie zredukować ryzyko wystąpienia takich niebezpiecznych zdarzeń – wskazuje Paweł Karwowski, Business Development Manager w firmie Eaton.

Czytaj: Jak prowadzić własną firmę ze wsparciem zaufanej sieci hurtowni?

Ochrona personelu i urządzeń

Podstawowa ochrona przed zwarciami łukowymi to sprawdzanie stanu rozdzielnic, ocena ryzyka związanego z obsługą urządzeń oraz wdrażanie środków minimalizujących zagrożenie. Nowoczesne rozdzielnice często są wyposażone w aktywny system wykrywania łuku elektrycznego, który dodatkowo może być połączony z urządzeniem gaszącym.

Warto pamiętać również o bezpośrednim zabezpieczeniu personelu za pomocą odpowiednich środków ochrony indywidualnej (ŚOI), czyli ubioru i sprzętu dostosowanego do nagłego kontaktu z energią cieplną, emitowaną przy zwarciu łukowym.

– System detekcji, połączony z instalacją gaszącą łuk elektryczny, to obecnie najnowocześniejsze rozwiązanie na rynku, zapewniające aktywną ochronę personelu i urządzeń. Po wykryciu zwarcia jednostka gasząca (odbierająca energię), która jest umieszczona blisko źródła zasilania, tworzy drugie zwarcie powodujące spadek napięcia na szynach rozdzielnicy i natychmiast gasi łuk. Czas reakcji systemu gaszenia to zaledwie kilka milisekund. Pozwala to minimalizować szkody do lekkiego osmolenia elementów instalacji – tłumaczy Paweł Karwowski.

Patrząc w przyszłość, niebagatelne znaczenie będzie miał rozwój inteligentnych systemów zarządzania infrastrukturą energetyczną, które dzięki analizie danych i algorytmom sztucznej inteligencji będą w stanie przewidywać i zapobiegać awariom, zanim się pojawią. Jednak zanim to nastąpi, już teraz kluczową rolę odgrywa edukacja i regularne szkolenia personelu, które pozwalają zwiększyć świadomość zagrożeń oraz umiejętność szybkiego i skutecznego reagowania w sytuacjach awaryjnych.

RE na podstawie materiałów Eaton