Hazards due to electric fault arcs

Schau, Holger

Vortrag wurde gehalten zum Technisches Symposium im Rahmen der Generalversammlung der IVSS, 8. Juni 2005 Dresden

Symposium ISSA Electricity Section, June 7-8, 2005, Dresden/Germany,

Abstract: Almost all short-circuits in electric power installations are accompanied by electric fault arcs. These arcs are huge energy sources. Energies converted during an arcing fault at the fault point are in the range of some Megawatts depending on the shortcircuit capacity of the electric power system and the clearing time of the protection devices. The temperatures in the arcs exceed 10,000 °C. Besides the thermal and dynamic current effects, fault arcs have direct destroying impacts to the equipment related, and are very dangerous for human injury for this reason. There may be a direct or indirect exposure of persons by the arcs. Exposures are the strong radiation and heat flux, the sound effect, the pressure rise, the hot metal splashes, vapours and particles resulting from the arcs. In the paper, these hazards are analysed, based on extensive investigations in the high power test lab. Exposures are quantified and compared with physiological limits.

Zusammenfassung: Fast jeder Kurzschluss in einer elektrischen Anlage ist von Störlichtbögen begleitet. Diese Lichtbögen setzen große Energien frei. Die Energie, die bei einem Störlichtbogen am Fehlerort umgesetzt wird, liegt im Bereich von einigen Megawatt je nach Höhe der Kurzschlussleistung des elektrischen Netzes und der Ausschaltzeit der Schutzeinrichtungen. Die Temperaturen innerhalb dieser Lichtbögen überschreiten 10000 °C. Neben den thermischen und dynamischen Wirkungen der Kurzschlussströme besitzen Störlichtbögen unmittelbar zerstörende Auswirkungen auf die betroffenen Anlagen und bergen von daher große Verletzungsrisiken für Personen in sich. Die betroffenen Personen können einem Störlichtbogen dabei mittelbar oder unmittelbar ausgesetzt sein. Gefahren durch Störlichtbögen bestehen in einer intensiven Strahlung und einem starken Wärmestrom, einer Schallentwicklung, einem Druckanstieg sowie der Entstehung metallischen Dämpfe, Metallteile und Spritzer. Im Vortrag werden diese Gefahren auf der Basis von umfangreichen Untersuchungen im Hochleistungs-Prüflabor analysiert. Die Lichtbogenwirkungen werden quantifiziert und mit physiologischen Grenzwerten für den Menschen verglichen.

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Schau, Holger: Hazards due to electric fault arcs. 2005.

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