Cómo realizar un estudio de cálculo de riesgo de arco eléctrico utilizando cálculos de CC y IEEE 1584

Jim Phillips, PE, le muestra cómo realizar cálculos de arco eléctrico y llevar a cabo un estudio integral de arco eléctrico en esta clase de capacitación de dos días sobre arco eléctrico. Realizará cálculos de energía incidente, corriente de arco, límite de arco eléctrico y arco eléctrico de CC utilizando las hojas de cálculo de Jim. Verá cómo simplificar el estudio de arco eléctrico y el etiquetado de arco eléctrico, así como también comprenderá cómo modelar correctamente el sistema de energía. Reciba respuestas a preguntas como: ¿de dónde surgió el umbral de 40 calorías por centímetro cuadrado y por qué se eliminó?, ¿qué sucede si la información de la empresa de servicios públicos no está disponible?, ¿qué es la excepción de 125 kVA?, ¿de qué se trata la "regla de los 2 segundos"?, ¿qué es lo que realmente debe incluirse en una etiqueta de arco eléctrico y mucho más? Además, también obtendrá un vistazo al estado y desarrollo de la próxima edición de IEEE 1584.

Jim Phillips no es solo otro entrenador que lee un guión. El entrenamiento de Jim se basa en su La visión desde dentro El hecho de haber ocupado muchos puestos de liderazgo en el desarrollo de diversas normas de seguridad eléctrica, junto con su experiencia en pruebas de arco eléctrico y su amplia experiencia en energía eléctrica, le proporciona una perspectiva única desde dentro, una perspectiva que le encanta compartir con los demás. Cuando se le hacen preguntas sobre algunos temas, sus explicaciones suelen ir en la línea de “Bueno, esto es lo que pasó en el laboratorio cuando lo hicimos explotar…”

He aquí una muestra de la participación de Jim.

♦ Vicepresidente – IEEE 1584 – Guía IEEE para realizar cálculos de arco eléctrico
♦ Cátedra internacional – con sede en Ginebra, Suiza, IEC TC78 Trabajo en vivo – 40+ Normas mundiales, incluidas muchas sobre arco eléctrico.
♦ Proyecto de investigación colaborativa sobre arcos eléctricos del IEEE/NFPA: miembro del comité directivo
♦ Autor de la Guía completa para realizar estudios de cálculo de riesgo de arco eléctrico

Para obtener un resumen de los cambios de 2018 a NFPA 70E según el artículo de Jim publicado en la revista multipremiada Electrical Contractor Magazine, [HAGA CLIC AQUÍ]

[Más información sobre Jim Phillips]

Vea a Jim explicar por qué un estudio de arco eléctrico se basa en que las puertas del equipo estén abiertas. Una de sus pruebas de arco eléctrico ilustra cómo las puertas pueden abrirse de golpe durante un arco eléctrico.

Lo que recibirá con esta clase de capacitación sobre arco eléctrico:

♦ Instrucciones sobre cómo realizar un estudio de arco eléctrico
♦ Hojas de trabajo de Jim para el cálculo de arcos eléctricos de CA y CC
♦ Manual de capacitación que contiene más de 300 páginas.
♦ Guía de cálculo de arco eléctrico de 30 páginas de Jim
♦ Numerosos ejemplos de cálculo y problemas.
♦ 16 horas de crédito de educación continua

Primer día – Agenda – Clase de capacitación sobre arco eléctrico

EFECTOS HUMANOS
Efectos fisiológicos, electrocución, daño tisular, daño a órganos internos, quemaduras, fibrilación, quemadura de segundo grado “curable”

CÓDIGOS Y NORMAS
OSHA 29 CFR – Parte 1910, Subparte S, NFPA 70, Código Eléctrico Nacional®, NFPA 70E 2018, Norma para la seguridad eléctrica en el lugar de trabajo, Estándar IEEE 1584™, Guía IEEE para realizar cálculos de riesgo de arco eléctrico, Requisitos legales, Responsabilidad

PELIGROS ELÉCTRICOS
Descarga eléctrica, arco eléctrico, explosión de arco, luz ultravioleta, presión sonora, quemaduras

DINÁMICA DEL CIRCUITO DE ARCO ELÉCTRICO: CORRIENTE DE FALLA, DURACIÓN DEL ARCO, PLASMA
Fallas de arco frente a fallas de perno / IEEE 1584, Efecto de la corriente en el tiempo de despeje del dispositivo de sobrecorriente, Limitación de corriente, Efecto del tamaño del transformador y la intensidad de la fuente

REQUISITOS DE LA NORMA NFPA 70E DE 2018
Evaluaciones de riesgo de descarga eléctrica y arco eléctrico, creación de permisos de trabajo energizados, condiciones de trabajo eléctricamente seguras, etiquetas de arco eléctrico, persona calificada

PERMISO DE TRABAJO ELÉCTRICO ENERGIZADO
Propósito del permiso, uso de los cálculos IEEE 1584 para el EEWP, proceso de aprobación, exenciones

LÍMITE DE ARCO ELÉCTRICO
Definición de AFB, propósito, trabajo dentro del límite del arco eléctrico, enfoque de Jim: uso de límites grandes estandarizados, descripción general del enfoque IEEE 1584.

TABLA DE IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS DE ARCO ELÉCTRICO
NFPA 70E Tabla 130.7(C)(15)(A)(a) Identificación de peligros de arco eléctrico para sistemas de CA,
¿Cuándo es necesario el uso de EPP contra arco eléctrico?

CATEGORÍAS DE EPI CON RIESGO DE ARCO ELÉCTRICO
Uso de categorías de EPP de riesgo de arco eléctrico de la Tabla 130.7(C)(15)(A)(b) de la NFPA 70E

SELECCIÓN DE ROPA Y EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL CON CLASIFICACIÓN CONTRA ARCOS ELÉCTRICOS
Uso de los cálculos de energía incidente IEEE 1584 para seleccionar ropa protectora y EPP, protección facial, protección de la cabeza, protección de las manos, protección de los pies, limitaciones

IEEE 1584 – GUÍA PARA REALIZAR CÁLCULOS DE PELIGRO DE ARCO ELÉCTRICO
Historia y descripción general, rango de aplicabilidad, requisitos de datos, proceso de estudio, tabla de resultados para el informe del estudio de arco eléctrico.

Segunda parte – Agenda – Clase de capacitación sobre arco eléctrico

ESTUDIO DE ARCO ELÉCTRICO BASADO EN CÁLCULOS IEEE 1584
Descripción general, requisitos de datos, por dónde empezar

DATOS DE LA COMPAÑÍA DE SERVICIOS ELÉCTRICOS
¿Qué datos se deben solicitar, corriente de falla mínima y máxima, por qué no utilizar cálculos de bus infinito, qué pasa si no se pueden obtener los datos?

DIAGRAMA UNIFILAR Y MODELADO DE SISTEMAS
Importancia de un diagrama actualizado, configuraciones del sistema, corriente de falla alta y baja, excepción del transformador de 125 kVA, contribución del motor

CÁLCULOS DE CORRIENTE DE ARCO, HOJAS DE TRABAJO, EJEMPLOS Y PROBLEMAS
IEEE 1584 Cálculos de corriente de arco < 1 kV y de 1 kV a 15 kV, definición de la separación del arco en función del tipo de equipo, K1 para corriente de arco en una caja frente a corriente al aire libre

DURACIÓN DEL ARCO ELÉCTRICO – CURVAS DE CORRIENTE Y TIEMPO
Determinación del tiempo de despeje de la corriente de arco, 85% frente a 100%, tolerancia de corte de 2 segundos, curvas de corriente temporal, autoextinción del arco

CÁLCULOS DE ENERGÍA INCIDENTAL, HOJAS DE TRABAJO Y PROBLEMAS DE CLASE
Cálculos de energía incidente según IEEE 1584, parámetros de cálculo, factor de cálculo Cf, exponente de distancia X, distancia de trabajo, conexión a tierra frente a conexión a tierra, efecto del tipo de equipo en los cálculos de energía incidente

CÁLCULOS DE LÍMITES DE ARCO ELÉCTRICO, HOJAS DE TRABAJO Y PROBLEMAS DE CLASE
Cálculos de límites de arco eléctrico basados en ecuaciones IEEE 1584, límites inusualmente grandes, hojas de cálculo, resolución de problemas

CÁLCULOS DE ARCO ELÉCTRICO DE CC, HOJAS DE TRABAJO, EJEMPLOS Y PROBLEMAS
Características de VI, cálculos de resistencia de arco de CC, cálculos de energía incidente de CC, cálculos de arco abierto frente a arco de caja, hojas de cálculo, resolución de problemas

DETERMINACIÓN DE LOS REQUISITOS DE EPP A PARTIR DE LOS CÁLCULOS DE ENERGÍA INCIDENTAL
Uso de la energía incidente calculada para determinar los requisitos de EPP. Simplificación de la selección

ETIQUETAS DE ADVERTENCIA DE ARCO ELÉCTRICO
Simplificación de las etiquetas de arco eléctrico, requisitos mínimos, ubicaciones de las etiquetas, requisitos de la norma ANSI Z535, energía incidente frente a equipo de protección personal específico del sitio frente a clasificación de arco, palabras y colores de señalización

RECOMENDACIONES PARA REDUCIR EL PELIGRO DE ARCO ELÉCTRICO
Aumento de la distancia de trabajo, operación remota, configuraciones de mantenimiento, equipos resistentes al arco, dispositivos limitadores de corriente, “vacíos” en las normas actuales, la paradoja de las condiciones de trabajo eléctricamente seguras, investigaciones y desarrollos futuros

PASOS PARA SIMPLIFICAR EL ESTUDIO DE CÁLCULO DE ARCO ELÉCTRICO
El enfoque de Jim "¿Cuál le gustaría que fuera la respuesta?", simplifica la selección de EPP y el límite de arco eléctrico

¿TIENE PREGUNTAS SOBRE ESTA CLASE? CONTÁCTENOS AL 800.874.8883

Reciba respuestas a estas preguntas y más:

• ¿Cómo organizo un estudio?
• ¿Qué equipos realmente necesitan estar etiquetados?
• ¿Dónde obtengo los datos requeridos?
• ¿Cuánta información se requiere realmente en la etiqueta de arco eléctrico?
• ¿Necesito todos los datos como la longitud de los conductores?
• ¿Cómo calculo la energía incidente de CA, la corriente de arco y el límite del arco eléctrico?
• ¿Cuál es la diferencia entre los cálculos de baja tensión y media tensión?
• ¿Cómo calculo la energía incidente de CC de un arco eléctrico?
• ¿Cómo calculo la resistencia del arco de CC y qué es una característica VI?
• ¿Qué tan precisos son los cálculos IEEE 1584?
• ¿Puedo combinar las tablas NFPA 70E con los cálculos de arco eléctrico?
• ¿Qué EPP debo usar cuando estoy recopilando datos para estudiar qué EPP debo usar?
• ¿Por qué también tengo que analizar el arco eléctrico durante el proceso para obtener corrientes de falla mínimas?
• ¿Qué pregunta muy importante le hago a la compañía eléctrica?
• ¿Son las curvas de tiempo-corriente una forma confiable de determinar el tiempo de eliminación del arco eléctrico?
• ¿Qué pasa si tengo una corriente de arco baja que provoca un tiempo de limpieza prolongado?
• ¿Es apropiada la exclusión de 125 kVA 208 V discutida en IEEE 1584?
• ¿Es apropiado el “corte de 2 segundos”?
• ¿Cuánto tiempo puede mantenerse un arco? – Discusión de datos de pruebas recientes.
• ¿Cómo utilizo las Tablas NESC 410.1 y 410.2 para sistemas de servicios eléctricos?
• ¿Por qué utilizo una comparación de 100% y 85% de la corriente de arco?
• ¿El tipo de equipo influye en los cálculos?
• ¿Qué pasa con los sistemas conectados a tierra y los no conectados a tierra?
• ¿Qué pasa con Arc Blast y el límite máximo de 40 calorías por centímetro cuadrado? – ¿Es realista?
• ¿Cómo incluyo la contribución del motor en los cálculos?
• ¿Cuáles son el factor de cálculo Cf y el factor de exponente de distancia X?
• ¿Cómo puedo simplificar en gran medida el límite de protección contra arco eléctrico y la selección de EPP?
• ¿Cómo pueden los dispositivos limitadores de corriente reducir la energía incidente?
• ¿Por qué utilizar operación remota, equipos resistentes al arco e interruptores de mantenimiento?
• ¿Por qué seleccionar la distancia de trabajo correcta es una parte importante de los cálculos?
• ¿Cuáles son las últimas pruebas de Jim y cuáles son los planes para la próxima revisión de IEEE 1584?
• ¿Por qué es tan importante la relación L/E™?

¿Qué es un estudio de arco eléctrico?

Como parte de un estudio de arco eléctrico (evaluación de riesgos), el nivel de exposición a la energía incidente se determina en función de la distancia de trabajo de las áreas del rostro y el pecho del empleado respecto de una posible fuente de arco. Se selecciona ropa y otros EPP con clasificación de protección contra arcos con una clasificación suficiente para la exposición a la energía incidente y el empleado debe usarlos en función de la tarea específica. La norma IEEE Std. 1584 tm, Guía IEEE para realizar cálculos de peligro de arco eléctrico, es el método utilizado a nivel mundial para calcular la posible energía incidente.
La norma NFPA 70E también exige determinar el límite del arco eléctrico, que es la distancia desde una fuente de arco potencial donde la energía incidente es de 1,2 cal/cm2. Este valor se considera el punto en el que se produce el inicio de una quemadura de segundo grado. El trabajo en tensión realizado fuera del límite del arco eléctrico no requiere EPP, aunque aún existe el riesgo de sufrir alguna lesión.

El concepto de estos requisitos es simple. En cada ubicación, el estudio del arco eléctrico se utiliza para determinar: la perspectiva de exposición a la energía incidente para el pecho y la cara de un trabajador, la clasificación del EPP en función de la perspectiva de la energía incidente y el límite del arco eléctrico.

Aunque la edición 2015 de la norma NFPA 70E proporciona tablas de EPP más generalizadas como una alternativa simplificada para la selección de EPP, un estudio de cálculo de arco eléctrico requiere realizar cálculos para estimar la magnitud de la exposición a la energía incidente. Estos cálculos se basan en detalles específicos, incluida la corriente de cortocircuito disponible, el tiempo de despeje del dispositivo, la conexión a tierra, la distancia de separación del arco, el tipo de equipo y muchos otros factores.

Esta información, así como los datos sobre la protección contra descargas eléctricas y los límites de aproximación, se pueden incluir en las etiquetas de advertencia de arco eléctrico colocadas en el equipo en estudio. Antes de realizar un trabajo con corriente eléctrica, un trabajador calificado puede consultar la etiqueta y obtener los datos necesarios para la evaluación del riesgo de descarga eléctrica y la evaluación del riesgo de arco eléctrico según lo exige la norma NFPA 70E.

Aunque un estudio de arco eléctrico puede parecer complejo, puede ser más manejable cuando se divide en pasos básicos como se describe en este programa de capacitación.

¿Por qué realizar un estudio de arco eléctrico?

Según OSHA 1910.132(d), el empleador es responsable de evaluar los peligros en el trabajo.

Colocar, seleccionar, tener y usar el equipo de protección personal (EPP) correcto y documentar la evaluación. Se ha recurrido a la norma NFPA 70E y otras normas de consenso relacionadas con la industria para demostrar si un empleador actuó de manera razonable cuando se puede tomar una medida de cumplimiento de la OSHA.

Entonces, si bien la NFPA 70E no es parte directa de las normas de OSHA, puede usarse como evidencia de si un empleador actuó razonablemente al cumplir con las normas de OSHA y abordar los “peligros reconocidos”.

También existen enlaces más específicos dentro de las normas de OSHA. Un ejemplo típico se encuentra en 1910.335, Medidas de seguridad para la protección del personal, que exige: “(a)(1)(i) Los empleados que trabajen en áreas donde existan riesgos eléctricos potenciales deberán contar con, y deberán usar, equipo de protección eléctrica que sea apropiado para las partes específicas del cuerpo que se van a proteger y para el trabajo que se va a realizar”.

Esta normativa exige que los empleados estén debidamente protegidos de posibles peligros eléctricos mediante el uso de EPP adecuados, pero no proporciona detalles específicos sobre qué equipo de protección personal específico es necesario para lograr el objetivo. Se podría considerar que, en función de esta afirmación generalizada, la selección del EPP correcto está abierta a interpretación; sin embargo, esto sería incorrecto y se debería realizar un estudio de arco eléctrico.