Auswahl von Persönlicher

Transkript

1 Schutz vor Störlichtbögen und Auswahl von Persönlicher Schutzausrüstung (PSA) Holger Schau Technische Universität Ilmenau, Deutschland Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik u, 2013, (1) oz. Dr.-Ing. habil. H. Scha TUI-EEV - Priv.-Do VI. SISE Internationales Symposium für Elektrische Sicherheit Januar 2014 in Quito, Ecuador 2014, (2) Übersicht Erfordernis des Lichtbogenschutzes Gefahren durch Störlichtbögen, Fokus thermische Risiken IVSS-Leitfaden, Anforderungen und Prüfung von PSA Auswahl und Anwendung der PSA Normungsprojekte bei IEC Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Elektrisches Risiko beim Arbeiten: Kurzschluss mit STÖRLICHTBOGEN

2 Bei Arbeiten: Gefahren durch Lichtbögen Kurzschlüsse Arbeiten an elektrischen Anlagen Störlichtbögen 2014, (3) Energieversorgung au, FG Elektrische E.-Ing. habil. H. Scha Priv.-Doz. Dr Lichtbogenschutz ist wichtiger Teil des Personenschutzes Riesige Energiemengen g werden frei Lichtbogenprüfungen an Schaltanlagen 2014, (7) Schaltanlagen werden heute geprüft MS: IEC / NS: IEC und TR Nachweis: keine Gefährdung von Personen bei geschlossener Anlage

3 Risiken durch Störlichtbögen bei Arbeiten Geschlossene Anlage Offene oder geöffnete Anlage Direkte Exposition bei Arbeiten 2014, (8) keine direkte Exposition Schutz für Bediener und Passanten Arbeiten in der Nähe unter Spannung stehender Teile Arbeiten unter Spannung Schutz von Personen durch PSA im Zusammenhang mit elektrischen Schutzeinrichtungen (Ausschalten) Lichtbogenwirkungen - Risiken Druckwelle Berstende Teile Schallemission 2014, (9) Direkte Einwirkung kurzzeitige Einwirkung häufig gerichtete Wirkung Strahlung: Wärme und intensives Licht Wärmestrom Konvektive Wärme (Plasma, heiße Gase) heiße Metallteile, -spritzer und -dampf Toxische Gase

4 Eau, FG Elektrische E Personenschutz Fokus Beherrschung der thermischen Wirkungen W LB heiße Gaswolke Plasma-Dampf (Metalloxid- Dampf bzw. Rauch) 2014, (10) 0iWÄRMESTROM EEnergieversorgungit.-Ing. habil. H. Scha Priv.-Doz. Dr Strahlung + Konvektion Metallpartikel Verbrennungswärme abhängig von Lichtbogenenergie und Wirkabstand Schauer (Niederschlag) geschmolzener Teilchen Plasmastrahlen Hautver- brennungenngen Personengefährdung Extreme thermische Risiken Hautverbrennungen 2014, (13) Große Anzahl, extreme Auswirkungen großflächige Verbrennungen, hohes Risiko tödlicher Folgen Energieversorgung au, FG Elektrische E.-Ing. habil. H. Scha Priv.-Doz. Dr Quelle: IVSS große Anzahl von Verbrennungen PSA ist erforderlich

5 Auswahl von PSA Internationale Vereinigung für Soziale Sicherheit: IVSS/ISSA-Richtlinie Energieversorgung au, FG Elektrische E.-Ing. habil. H. Scha Priv.-Doz. Dr 2014, (14) Praevention/Section-for-Electricity-Gas-and-Water/Sectionresources Überarbeitete Fassung seit 12/2011 Anforderungen an PSA - Kleidung 2014, (16) Allgemeine PSA- Eigenschaften Flammfestigkeit Flammenausbreitungsindex 3 (Außenmaterial) Reißfestigkeit Weiterreißfestigkeit >15N(>220 g/m2) Zugfestigkeit > 400 N (> 220 g/m2) Berstfestigkeit > 200 kpa (Strickwaren) < 3 % (Gewebematerial) < 5 % (Strickwaren) Maß- und Formbeständigkeit Lichtbogen- Bestandene Licht- ATPV-Prüfung Boxtest schutzeigenschaften bogenprüfung IEC IEC der Prüflichtbogen offen gerichtet PSA Wärme- hauptsächlich Strahlung, Konvektion, Partikel, Verübertragung durch Strahlung brennungswärme Auswahl anhand der Schutzpegel der PSA Prüfergebnis ATPV Klasse 1/Klasse 2 Gefährdungsbeurteilung Parameter E i W LB Algorithmus nach NFPA 70E, Nach Verfahren IEEE 1584 IVSS-Leitfaden Auswahl der PSA auf der Basis einer Gefährdungsbeurteilung

6 Energetische Betrachtung der Risiken Direkte Exposition (geöffnete Anlage): Personenschutz durch PSA Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. H. Scha au, FG Elektrische Energieversorgung 2014, (17) Erwartungs wert der Lichtbogenenergie wert der W W Fehler W LB maximale elektrische Lichtbogenenergie äquiv Schutzpegel der PSA (äquivalente) Lichtbogenenergie Püf Prüfung Prüfpegel der PSA Lichtbogenprüfungen Boxtest - Materialprüfung Aufbau des Prüfkreises extreme Transmissions- und Expositionsverhältnisse 400 V Box 2014, (19) 1, Konstantan wire 2 Copper wire 90 1,6 13 Messung der Einwirkenergie (Durchgangsenergie) 300 mm 300 mm Ergebnis: Prüfung Klasse i bestanden: ja/nein 2 Prüfpegel (Energiestufen): Klasse 1 (Basis) oder Klasse 2 (erhöhte Stufe)

7 Messung der Einwirkenergie Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. H. Scha Energieversorgung au, FG Elektrische E 2014, (20) Prüfung von Kopf- und Gesichtsschutzmitteln Kalorimeter 350 mm 2014, (21) Kalorimeter Prüfung von Helmen und Visieren nach Prüfgrundsatz GS-ET-29 (DGUV Test) High speed

8 Prüf- und Schutzpegel für PSA W(Boxtest)LBPLBS 2014, (22) Basis- a 2 schutz 300 mm Erweiterter t Schutz (1...2,4) ( ) 158 kj a 300 mm 2 (1...2,4) ( ) 318 kj Störlicht- WSchutzpegel Prüfpegel bogenklasse 158 kj kj 2 Kleines Anlagenvolumen Offener LB a - Arbeitsabstand Mindestwert: Beständigkeit + Schutzwirkung PSA Arbeitskleidung, Klassifizierung nach Boxtest 2014, (23) Arbeitsort(e) 0 - Keine LB-Existenzmöglichkeit - Auswirkungen vernachlässigbar (wegen großer Arbeitsabstände, sehr kurzer Einwirkzeiten) - geschlossene Anlagen (Prüfnachweis) 2 Erweiterter Schutz Tätigkeiten Immer, wenn ein Störlichtbogen auftreten kann und direkte Exposition möglich ist Wenn Niveau der Einwirkenergie i i bzw. Bei großer Häufigkeit it Lichtbogenenergie es erfordert (> Kl.1) gefährlicher Szenarien 1 Basisschutz S Spezielle Energieniveau oberhalb der Grenze der - bei direktem Risiko (z.b. Ausrüstung Klasse 2 Schalten) oder sehr hohem Risiko der Entsprechende Prüfung erforderlich Lichtbogenentstehung (Ermittlung Prüf- und Schutzpegel W, E) Gefährdungsbeurteilung nach IVSS-Leitfaden - Bei speziellen (zeitlich begrenzten) Arbeiten - bei extremer Häufigkeit gefährlicher Szenarien PSA Klasse 1 + 2: allgemeine Arbeitsschutzkleidung für elektrotechnische Arbeiten

9 Voraussetzungen zur Erfüllung des Boxtests (Richtwerte) 2014, (24) ATPV = 6 30 cal/cm 2 ATPV > 30 cal/cm 2 PSA Klasse 1 Klasse 2 Textil- Flammbeständiges Flammbeständiges material/ Schutzkleidung Material, 1-lagig, > 280 g/m 2, Material, 2-lagig, > 560 g/m 2, Schutzhand- schuhe Isolierhandschuhe Kat. 0 oder Kat. 00 (mit Inliner) ; Geprüfte Arbeitshandschuhe (ohne Isoliereigenschaften) Isolierhandschuhe Kat. 1 oder Kat. 0 (mit Inliner); geprüfte Arbeitshandschuhe (ohne Isoliereigenschaften) Polykarbonatscheibe 2 mm, Transmission < 75 %, Augen- Polykarbonat- P l k b t und scheibe 1,5 mm, Gesichts- Transmission < 90 % schutz Visier mit Kinnschutz, Visier: ATPV > 6 Visiere: ATPV > 10 cal/cm 2 cal/cm 2 Für a >= 300 mm Überblick Normung PSA Projekte bei IEC und CENELEC 2014, (25) IEC Preliminary Work Item (PWI) Projektarbeit seit 2012 PSAgS Technical Report for correlating the results of arc test methods to electrotechnical applications in order to select the proper electric arc protective Schutztextilien equipment Schutzkleidung Prüfnormen IEC/EN Ed.1 IEC/EN Ed.1 Überarbeitung seit 2011 Überarbeitung seit 2009 Schutzhandschuhe Gesichtsschutz Produktnorm Spezifiz. LB- Prüfmethoden Produktnorm IEC Ed.1 Überarbeitung seit 2013 Bisher kein Prüfstandard, kein Produktstandard Überarbeitung IEC ohne Berücksichtigung g Preliminary Work Item (PWI) Determining the electric arc performance of hand protection equipment (zur Spezifizierung der LB-Prüfmethoden) Projektarbeit PT seit 2013 New Work Item Proposal (NWIP) Face protective products (eye, face and head protectors) Projektarbeit im PT IEC seit 2012 Erster Entwurf CD 2013

10 Standardisierte Prüfungen liefern PSA- Schutzpegel 2014, (26) Zusammenfassung Gefährdungen beim Arbeiten: Störlichtbögen Riesige Energiemengen g bei Kurzschlüssen, hohes Risiko bei offenen oder geöffneten Anlagen Geprüfte und zertifizierte i t PSA erforderlich PSA muss allgemeine Anforderungen (Entflammbarkeit, mechan. Eigensch.) und Lichtbogenschutzanforderungen erfüllen Gefährdungsbeurteilung: arbeitsplatz- und tätigkeitsbezogenen Auswahl von PSA Bestimmung Schutzklasse, Grundlage: Lichtbogenenergie Auswahlhilfen für Anwender: IVSS-Leitlinie Bild Quelle: BGI 5188 Anerkennung Der Autor möchte sich bei der 2014, (28) Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. H. Scha au, FG Elektrische Energieversorgung für die Unterstützung und enge Zusammenarbeit bedanken, die den Beitrag ermöglichten.