The Basics of Arc Flash Protection

Document Sample
The Basics of Arc Flash Protection Powered By Docstoc
					   

 

 

2008 
The Basics Arc Flash Protection

“An arcing fault can be defined as the flow of current through a path where it is not intended to flow”
 

Rob Vajko     12/15/2008 

www.nationalsafetyinc.com   

What is an Arc‐Flash? 
An arc flash starts with an arcing fault. An arcing fault can be defined as the flow of current  through a path where it is not intended to flow. The current creates an electric arc plasma and  releases dangerous amounts of energy  An electric arc is the passage of substantial electrical current through ionized air and gases. 

 

Bad things can happen.  An electric arc fault is a bad thing! 

 
© National Safety, Inc. 

Page 2 

www.nationalsafetyinc.com   

 

  The above photo is a still shot of a video clip of a arc flash that you can view online at  http://205.243.100.155/frames/mpg/345kV_SWITCH.MPG 

 
© National Safety, Inc. 

Page 3 

www.nationalsafetyinc.com   

  The above photo is a still shot of a video clip of a arc flash that you can view online at:  http://205.243.100.155/frames/mpg/500kV_Switch.mpg 

 
© National Safety, Inc. 

Page 4 

www.nationalsafetyinc.com   

 

 

     

 
© National Safety, Inc. 

Page 5 

www.nationalsafetyinc.com   
Clothed areas can be more severely burned than exposed skin! 

  The Costs of Burn Injury 

Personal 
• • • Burns are one of the most painful injuries a human can experience  Burn victims often seek psychological care  Rehabilitation is a slow and difficult process 

Financial 
• •   Medical costs quickly accumulate due to years of treatment  Rehabilitation costs can exceed 1 million US$ per person   

 
© National Safety, Inc. 

Page 6 

www.nationalsafetyinc.com   

 

Arc Blast Hazards 
Up to 80% of all electrical injuries are burns resulting from an arc flash and ignition of FLAMABLE  clothing  Approximately 1 person dies daily in the U.S. from arc blasts, and 6‐7 people are admitted to  hospitals for associated injuries  Pressure waves associated with Arc Blasts can:  Vaporize copper, expanding it 67,000 times its initial volume  Create a sonic boom condition 

 
© National Safety, Inc. 

Page 7 

www.nationalsafetyinc.com   
There is a known case where a utility cabinet door was blown off the hinges and embedded in a  concrete wall 1.5 inches 10 feet away from the utility cabinet. 

 

     

 

 
© National Safety, Inc. 

Page 8 

www.nationalsafetyinc.com   
HOW TO PREVENT ARC FLASH 
Regulations and Standards 
Several industry standards concern the prevention of arc flash incidents:   OSHA 29 ‐ Code of Federal Regulations (CFR) Part 1910 Subpart S.   NFPA 70‐2002 ‐ National Electrical Code.   NFPA 70E‐2000 ‐ Standard for Electrical Safety Requirements for Employee Workplaces.   IEEE Standard 1584‐2002 ‐ Guide for Performing Arc Flash Hazard Calculations.  

 

  Regulations for the State of Washington (Check with your own state agencies) 
WAC 295‐155 – Washington State Electrical Standards for Construction  WAC 296‐44 – Washington State Electrical Construction Code  WAC 296‐45 – Washington State Electrical Work Safety Rules 

WISHA 6 Point Plan 
Compliance with the latest OSHA standards involves adherence to a six‐point plan:  A facility must provide, and be able to demonstrate a safety program with defined  responsibilities.   Calculations for the degree of arc flash hazard.   Correct personal protective equipment (PPE) for workers.   Training for workers on the hazards of arc flash.  

 
© National Safety, Inc. 

Page 9 

www.nationalsafetyinc.com   
Appropriate tools for safe working.   Warning labels on equipment.   Companies will be cited and fined for not complying with these standards.     NFPA 70E promotes establishing electrically safe work conditions by...  1. Identifying all power sources  2. Interrupting the load and disconnecting power  3. Visually verifying that a disconnect has opened the circuit  4. Locking out and tagging the circuit  5. Testing for voltage  6. Grounding all power conductors    How can we prevent arc flash when we have to work on or near energized parts?  Special situations:    Interruption of life support equipment   Deactivation of emergency alarm systems   Shutdown of hazardous location ventilation equipment    Removal of illumination for an area    A. Use written permit system for planning & conducting work in these situations  B. Use the appropriate tools for voltage and current levels when performing all electrical work     NFPA 70E ‐ Key PPE Steps 

 
© National Safety, Inc. 

Page 10 

www.nationalsafetyinc.com   
1. Determine Arc Flash Protection Boundary   2. Conduct Arc Flash Hazard Analysis  3. Select Required “FR Clothing” & “PPE” Based on Specific Hazard Present Within Flash Protection  Boundary         

 
© National Safety, Inc. 

Page 11 

www.nationalsafetyinc.com   
Personal Protective Equipment 
Select Required “FR Clothing” & “PPE” Based on Specific Hazard Present Within Flash Protection  Boundary 

   

Wear the appropriate protection when working on or around  energized equipment! 

 
© National Safety, Inc. 

Page 12 

www.nationalsafetyinc.com   
  What Types Of Arc Protective Flame Resistant Garments Are Available?  Basic FR Clothing Options  Shirts  • •  Pants  • • • Uniform  Dress  Jeans  Knit and Woven  Short and Long Sleeve 

 Coveralls  Cold and Inclement Weather FR Clothing Options  • • • • • • • •   Rain wear   Lined and Unlined Jackets  Fleece Sweatshirts and Sweatpants  Insulated Overalls and Coveralls  Insulated Parkas  Long Underwear and Socks  Hoods/Balaclavas  Vests   

 
© National Safety, Inc. 

Page 13 

www.nationalsafetyinc.com   
FR Garment Examples    
                         Category 1                   Category 2                    Category 2 

    Category 3 and 4 

   

 

       

 
© National Safety, Inc. 

Page 14 

www.nationalsafetyinc.com   
FR Clothing Selection Criteria 
Protection   Wearer Comfort   Durability   • • Flame Resistance Durability  Garment Wear Life   

 Cost Effectiveness  • •

Initial Cost  Life Cycle Cost     

 Ease of Care / Appearance    In Summary  • • Burn Injuries From Electric Arc Exposures Can Be Fatal or Can Severely Injure the Worker  Based on Known Electrical Parameters and Work Practices, Arc Exposure Intensity Can Be  Estimated for the Hazard, hence job tasks listed and recommendations on PPE to wear.  Based On Estimated Arc Exposure Intensity, Appropriate Protective Clothing Selections  Can Be  Made To Minimize Worker Burn Injury Levels In The Event Of An Electric Arc Accident  In Many Situations, Layering of FR Clothing Is Required to Match Electric Arc Hazard Energy  Levels 

•

•

 

 
© National Safety, Inc. 

Page 15 

www.nationalsafetyinc.com   

     Rain wear with Non‐Meltable Substrate                                       (ASTM F‐1891) 

    Rain wear with Meltable Substrate                   

   Photo courtesy of Hugh Hoagland www.arcwear.com   

REMEMBER  
• • The Outermost Garment Must Be Flame and Arc Resistant  Meltable Substrates Can Increase Worker Injury 

Other Considerations  • Face Shields Rated for Arc Hazard  • •   Hearing Protection Rated for Arc Hazard  Hand and Foot Protection Rated for Arc Hazard 

 
© National Safety, Inc. 

Page 16 

www.nationalsafetyinc.com   
Exposure Energy Basics 
• • • Exposure Energy is Expressed in cal/cm2  Measured Using Thermal Sensors  1 cal/cm2  » the Exposure on the Tip of a Finger by a Cigarette Lighter in 1 Second 

  An Exposure Energy of 1 to 2 cal/cm2 Will Cause a 2nd Degree Burn on Human Skin   

Definitions 
ARC RATING ‐ The maximum incident energy resistance demonstrated by a material PRIOR TO  BREAKOPEN OR AT THE ONSET OF A SECOND DEGREE BURN.  A 1st Degree Burn or less is the  goal during an electrical arc flash.  HRC ‐ Hazard Risk Category.  Current categories that apply to workers are Level 0‐4. Remember  4, 8, 25, 40!  FLAT PANEL TESTING ‐ This is how our fabrics are tested and how the calorie rating is found  (breakthrough threshold).  CALORIE/CM² ‐ This is a measurement of ENERGY.  A Cigarette lighter placed under your finger  for 1 second equals roughly a 1 calorie burn.  What is a Calorie?  • • A Calorie is a measurement of energy, similar to labels on food products  A 100 cal/cm² blast can reach temperatures of up to 35,000 degrees Fahrenheit in the  center, and 11,000 degrees on the perimeter  

  Arc Hazard Exposure Levels  Category 0 –   N/A  Category 1 –   4 cal/cm²*  Category 2 –   8 cal/cm²*  Category 3 – 25 cal/cm²* 

 
© National Safety, Inc. 

Page 17 

www.nationalsafetyinc.com   
Category 4 – 40 cal/cm²*  Over 40 cal – Recommended to re‐engineer system to a lower rating.    * Req'd minimum Rating of PPE.  1.2 cal/cm² is the ONSET of a second degree burn  PPE Levels are the maximum at each exposure category 

     

 
© National Safety, Inc. 

Page 18 


				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:232
posted:1/26/2009
language:English
pages:18
Description: A series of articles covering OSHA regulations and other workplace safety regulations on various topics (head, hand, cut resistance, fall protection, hearing, respiratory, signs, etc...)