A segurança em instalações elétricas e as conseqüências de suas prováveis falhas para eletricistas e operadores, tem sido objeto de estudos recentes, sendo o arco elétrico uma das nuances dessa preocupação.
O arco elétrico é resultante de uma ruptura dielétrica de um gás a qual produz uma descarga de plasma, similar a uma fagulha instantânea, resultante de um fluxo de corrente em meio normalmente isolante tal como o ar. A energia é liberada instantaneamente através do ar entre dois condutores energizados ou entre um condutor energizado e a terra e é proveniente de uma corrente elétrica que flui entre os mesmos. As causas do arco elétrico são variadas dentre algumas, por exemplo, temos: Mau contato (conexões soltas, mau apertadas ou devido a vibrações); Depreciação da isolação (sobretensão, sobrecarga e fim de vida do dielétrico); Defeito de fabricação de componentes ou equipamentos (quando não detectada no início, o mesmo aparece ao longo da vida); Projeto e instalação inadequada ou mal dimensionada e Contatos acidentais ou inadvertidos de ferramentas ou peças ou mesmo de animais com condutores vivos. O arco elétrico pode resultar em conseqüências desastrosas para os trabalhadores que intervém na instalação. A exposição ao arco elétrico pode resultar em: perda completa ou parcial da visão (pelos efeitos dos raios infravermelhos e ultravioletas originados no arco); surdez parcial ou total (devido ao ruído provocado na formação do arco), queimaduras de 3º grau; traumatismos de órgãos internos como fígado e baço, causados pelo impacto direto da onda de pressão. Danos psicológicos posteriores, como depressão e medo de se integrar novamente ao trabalho com eletricidade.
Embora os programas de segurança em instalações elétricas existam desde o começo do uso da eletricidade, o perigo instantâneo do arco não foi abordado com a devida atenção até recentemente. A realização de trabalhos rotineiros em instalações elétricas, como a inserção de um disjuntor, pode dar origem ao arco voltaico. Este evento pode resultar em efeitos negativos irreversíveis à saúde do trabalhador. Assim com vistas a buscar uma maneira de gerenciar os riscos do arco elétrico, surgiu a necessidade de uma metodologia para análise das instalações que forneça uma estimativa da energia irradiada do arco. Vários trabalhos foram realizados nesse sentido com destaque para o que é considerado o primeiro artigo técnico relevante sobre o tema: “ The Other Electrical Hazard: Electric Arc Blast Burns” publicado por Ralph Lee em 1982. Outras intituições do ramo da engenharia elétrica e da segurança do trabalho também têm se preocupado com o tema. O IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers ) possui uma publicação intitulada “ Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations (IEEE 1584 / 2002) ” a norma é um guia para o cálculo dos perigos do arco elétrico. O método IEEE foi criado para determinar o fluxo de calor existente em um arco elétrico. O cálculo da energia incidente pelo método do IEEE é baseado em equações empíricas através de análises estatísticas, ensaios e testes que tentam reproduzir uma situação real de arco elétrico e de medições obtidas em diversos testes de laboratório. A norma possui muitos exemplos práticos. Também entidades como o OSHA (Occupational and Safety and Health Administration) e NFPA (National Fire Protection Association) dos Estados Unidos tem buscado o estudo e divulgação dos riscos do arco elétrico. A NFPA 79E em sua edição de 1995 já reconhecia e publicou uma formula teórica de Ralph Lee, publicada pelo IEEE, em 1982 para determinar a distância mínima entre o operador e o ponto de falha que poderia ser considerado seguro durante o arco. Também são empregadas metodologias adotadas em programas como o Heat Flux (Duke energy) e o ARC PRO que usam o modelo de energia de arco elétrico incidente transmitido via equações de transferência de calor.
Considerando que são liberadas grandes quantidades de energia e calor num espaço de tempo muito curto, os eventos com arco voltaico tornaram-se o foco de estudos para melhoria da segurança das equipes de operação. Com a utilização dessas normas e softwares o calor liberado num curto circuito com arco pode ser determinado e estimado para cada ponto de operação de um sistema elétrico, o que se traduz em uma melhoria da segurança das equipes de operação e manutenção e da minimização dos danos aos equipamentos e painéis de cubículos. Os resultados desses cálculos levam a especificação de roupas especiais e adequadas ao ambiente de trabalho, cubículos resistentes ao arco e mais recentemente ao uso de relés de proteção que possam detectar a formação de um arco voltaico.
O arco elétrico é resultante de uma ruptura dielétrica de um gás a qual produz uma descarga de plasma, similar a uma fagulha instantânea, resultante de um fluxo de corrente em meio normalmente isolante tal como o ar. A energia é liberada instantaneamente através do ar entre dois condutores energizados ou entre um condutor energizado e a terra e é proveniente de uma corrente elétrica que flui entre os mesmos. As causas do arco elétrico são variadas dentre algumas, por exemplo, temos: Mau contato (conexões soltas, mau apertadas ou devido a vibrações); Depreciação da isolação (sobretensão, sobrecarga e fim de vida do dielétrico); Defeito de fabricação de componentes ou equipamentos (quando não detectada no início, o mesmo aparece ao longo da vida); Projeto e instalação inadequada ou mal dimensionada e Contatos acidentais ou inadvertidos de ferramentas ou peças ou mesmo de animais com condutores vivos. O arco elétrico pode resultar em conseqüências desastrosas para os trabalhadores que intervém na instalação. A exposição ao arco elétrico pode resultar em: perda completa ou parcial da visão (pelos efeitos dos raios infravermelhos e ultravioletas originados no arco); surdez parcial ou total (devido ao ruído provocado na formação do arco), queimaduras de 3º grau; traumatismos de órgãos internos como fígado e baço, causados pelo impacto direto da onda de pressão. Danos psicológicos posteriores, como depressão e medo de se integrar novamente ao trabalho com eletricidade.
Embora os programas de segurança em instalações elétricas existam desde o começo do uso da eletricidade, o perigo instantâneo do arco não foi abordado com a devida atenção até recentemente. A realização de trabalhos rotineiros em instalações elétricas, como a inserção de um disjuntor, pode dar origem ao arco voltaico. Este evento pode resultar em efeitos negativos irreversíveis à saúde do trabalhador. Assim com vistas a buscar uma maneira de gerenciar os riscos do arco elétrico, surgiu a necessidade de uma metodologia para análise das instalações que forneça uma estimativa da energia irradiada do arco. Vários trabalhos foram realizados nesse sentido com destaque para o que é considerado o primeiro artigo técnico relevante sobre o tema: “ The Other Electrical Hazard: Electric Arc Blast Burns” publicado por Ralph Lee em 1982. Outras intituições do ramo da engenharia elétrica e da segurança do trabalho também têm se preocupado com o tema. O IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers ) possui uma publicação intitulada “ Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations (IEEE 1584 / 2002) ” a norma é um guia para o cálculo dos perigos do arco elétrico. O método IEEE foi criado para determinar o fluxo de calor existente em um arco elétrico. O cálculo da energia incidente pelo método do IEEE é baseado em equações empíricas através de análises estatísticas, ensaios e testes que tentam reproduzir uma situação real de arco elétrico e de medições obtidas em diversos testes de laboratório. A norma possui muitos exemplos práticos. Também entidades como o OSHA (Occupational and Safety and Health Administration) e NFPA (National Fire Protection Association) dos Estados Unidos tem buscado o estudo e divulgação dos riscos do arco elétrico. A NFPA 79E em sua edição de 1995 já reconhecia e publicou uma formula teórica de Ralph Lee, publicada pelo IEEE, em 1982 para determinar a distância mínima entre o operador e o ponto de falha que poderia ser considerado seguro durante o arco. Também são empregadas metodologias adotadas em programas como o Heat Flux (Duke energy) e o ARC PRO que usam o modelo de energia de arco elétrico incidente transmitido via equações de transferência de calor.
Considerando que são liberadas grandes quantidades de energia e calor num espaço de tempo muito curto, os eventos com arco voltaico tornaram-se o foco de estudos para melhoria da segurança das equipes de operação. Com a utilização dessas normas e softwares o calor liberado num curto circuito com arco pode ser determinado e estimado para cada ponto de operação de um sistema elétrico, o que se traduz em uma melhoria da segurança das equipes de operação e manutenção e da minimização dos danos aos equipamentos e painéis de cubículos. Os resultados desses cálculos levam a especificação de roupas especiais e adequadas ao ambiente de trabalho, cubículos resistentes ao arco e mais recentemente ao uso de relés de proteção que possam detectar a formação de um arco voltaico.
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