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Estudio de arc Flash

Estudio de arc Flash

Cuando ocurre un corto circuito se genera un  arco eléctrico (Arc Flash). Esto se manifiesta como una explosión que incluye una bola de fuego con plasma metálico así como una onda de presión o soplado.  Los aspectos desafortunados de un arco eléctrico es que muchas veces hay una persona parada en su camino. Esta persona recibe una onda de sonido que daña los oídos, una onda de presión que puede proyectarla varios metros, una luz intensa que puede dañar los ojos,  una mezcla de vapor y plasma metálico con una cantidad de calor extrema.  El arco eléctrico es el fenómeno que puede producir una de las más altas temperaturas conocidas en la tierra, puede alcanzar un valor de 35,000 grados Fahrenheit, esto es cuatro veces la temperatura de la superficie solar.

El “Arc Flash” esta relacionado con la corriente disponible de falla y el tiempo total de liberación de la misma y es medido en energía térmica  (cal/cm²). En términos del análisis de Arc Flash es referido como “Energía Incidental” del circuito.                            

OBJETIVO:

El objetivo de un análisis de riesgo por “Arc Flash” es en primer lugar determinar el tipo de equipo de protección personal (EPP), requerido para que en el caso de ser expuesto al arco eléctrico, los daños en el trabajador se limiten a sufrir quemaduras de segundo grado que aún son curables y en segundo lugar, determinar la distancia segura desde el equipo energizado para personas sin ropa de protección adecuada. Se hace notar que existen puntos en el sistema donde la energía incidental que podría generarse es muy grande y aún teniendo el mejor equipo de protección personal del mercado este no sería suficiente y la única manera de trabajar en ese equipo o cerca de el, es des energizado. Este hecho solo se hace evidente al realizar el análisis de riesgo por “Arc Flash”.

REQUERIMIENTOS:

1. Haber efectuado el estudio de corto circuito de manera detallada, determinando los valores máximos y mínimos de la corriente de falla.
2. Haber efectuado en estudio de coordinación de protecciones.
3. Haber realizado el levantamiento de acuerdo con lo indicado en el anexo “A”, de la Guía IEEE Std. 1584-2002.
   
   

PROCEDIMIENTO:

1. Determinar los modos de operación y las tolerancias de confiabilidad de los modelos del sistema.
2. En el estudio de corto circuito se deben calcular  los valores máximos y mínimos de las corrientes de corto circuito francas, para cada bus que represente un equipo.
3. En base a los valores de corto circuito calculados para fallas francas, se deberán estimar los valores máximos y mínimos de la corriente de falla por arco eléctrico, para cada bus que represente un equipo.
4. Determinar la corriente de falla por arco eléctrico que es vista por cada dispositivo de protección.
5. Determinar el tiempo de operación de cada elemento de protección basado en los valores máximo y mínimo de la corriente de falla por arco eléctrico.
6. Calcular el máximo valor de la energía incidente a la distancia de trabajo especificada, incluyendo  un valor apropiado de tolerancia para la corriente de falla por arco eléctrico.
7. Calcular la distancia segura para trabajar sin protección en la vecindad de un equipo energizado, donde el daño al trabajador sea de un máximo de quemaduras de segundo grado.
8. Determinar el equipo de protección necesario.
9. Se documentan los resultados y se generan etiquetas para colocarlas en cada equipo.
10. Se realizan recomendaciones para disminuir los niveles de energía incidente a valores manejables.
11. Este estudio se realiza tomando como base las limitaciones, guías y  prácticas  recomendadas por las normas siguientes:
12. NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-029-STPS-2005, Mantenimiento de las instalaciones eléctricas en los centros de trabajo – condiciones de seguridad.
13. NOM-017-STPS-2001, Equipo de protección personal – selección, uso y manejo en los centros de trabajo.
14. ANSI/IEEE Std. 242.- IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems.
15. ANSI/IEEE Std. 141.- IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants.
16. ANSI/IEEE Std. 399 .- IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis.
17. IEEE Std. 1584-2002.-  IEEE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations
18. NFPA 70-2002.- National Electrical Code.
19. NFPA 70E-2004.- Standard for Electrical Safety in the Workplace.
20. El análisis  se realiza por medio del módulo “Arc Flash” del programa computacional “SKM SYSTEMS ANALYSIS” de origen norteamericano, donde se realizan los cálculos de energía incidental.

BENEFICIOS AL DESARROLLAR UN ANALISIS DE RIESGO POR ARC FLASH:

Además de reducir o prevenir daño a los trabajadores, los beneficios asociados al desarrollar el análisis de riesgo por arco eléctrico son los siguientes:

1. Proporcionar a los trabajadores el equipo de protección personal más adecuado.
2. Las primas de los seguros pueden ser disminuidos.
3. Proporciona información del sistema eléctrico documentada y actualizada.
4. La confiabilidad del sistema puede ser mejorada al lograr que la protección mas cercana a la falla la libera.
5. Equipos que pueden ser sometidos a esfuerzos mayores a sus capacidades pueden ser identificados.
6. Lo más importante es que el riesgo de daño físico por arco eléctrico será disminuido al implementar las recomendaciones derivadas del estudio.

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