Lichtbogenexplosion
Englisch: arc blast
Eine Explosion, die durch die extreme Hitze eines unkontrollierten hochenergetischen Lichtbogens entsteht.
Lichtbogenschlag: Sprengkraft durch Ausfall eines Stromlichtbogens
Ein Lichtbogenschlag ist die heftige Ausdehnung von Luft und verdampftem Metall, die auftritt, wenn ein hochenergetischer Stromlichtbogen zündet und außer Kontrolle brennt. Die Lichtbogentemperatur erreicht innerhalb von Millisekunden tausende Grad Celsius und führt dazu, dass die umgebende Luft und alle leitenden Materialien in der Lücke explosionsartig expandieren. Diese Expansion erzeugt eine Druckwelle, die Trümmer fortschleudern kann, schwere Verbrennungen verursacht und Arbeiter über einen ganzen Raum werfen kann.
Lichtbogenschläge treten am häufigsten in Mittel- und Hochspannungsanlagen auf: Schaltanlagen, Sammelschienen, Kabelendverschlüsse und Transformatorverbindungen. Der Schlag unterscheidet sich vom Lichtbogen selbst; die Verletzungen verursacht der Schlag. Ein Arbeiter, der 60 Zentimeter von einem 30.000-Ampere-Lichtbogen entfernt steht, kann Verbrennungen zweiten Grades erleiden; die Druckwelle allein kann 2.000 Pfund pro Quadratfuß übersteigen. Der Schall erreicht 160 Dezibel und verursacht permanente Gehörschäden.
Was löst Lichtbogenschläge aus
Lichtbogenschläge treten auf, wenn die elektrische Isolierung ausfällt, wenn Komponenten bei Wartungsarbeiten falsch ausgerichtet sind oder wenn Feuchtigkeit und leitendes Staub die Durchschlagspannung zwischen Leitern herabsetzen. Eine lose Verbindung, ein Werkzeug, das über Klemmen fällt, oder absichtlicher Kontakt können einen Lichtbogen einleiten. Sobald die Lücke ionisiert ist und Strom fließt, heizt der Widerstand des Lichtbogens selbst die Luft und das Metallgas auf extreme Temperaturen auf. Der Blitz kann nur wenige Zyklen des Wechselstroms dauern, aber das reicht für die Explosion.
Der Schutz vor Lichtbogenschlag stützt sich auf mehrere Schichten: richtige Auslegung der Ausrüstung mit ausreichendem Abstand, Schutzarten von Gehäusen, die den Schlag eindämmen, isolierte Werkzeuge, spezielle flammfeste persönliche Schutzausrüstung und Arbeitsverfahren für Arbeiten unter Spannung, die unter Spannung stehende Stromkreise isolieren. Viele Länder schreiben jetzt eine Lichtbogenblitzanalyse nach Standards wie NFPA 70E vor, um die Eintrittsenergie an jedem Punkt zu quantifizieren, an dem Arbeiter ausgesetzt sein könnten. Flammfeste Kleidung wird nach Kalorien pro Quadratzentimeter der Wärmeleistung bewertet, die sie vor der Entflammung aushalten kann.
Der Begriff Lichtbogenschlag unterscheidet die physische Explosion vom Lichtbogenblitz, der Wärmestrahlung und Licht ist. Beide treten während des gleichen Ereignisses auf, aber Lichtbogenschlag bezieht sich speziell auf die Druckwelle. Technische Kontrollen wie Abbrandkontakte, die dem Lichtbogen ein sicheres Abbrennen weg vom Arbeiter ermöglichen, oder schnell ansprechende Lichtbogenmeldegeräte, die den Stromkreis in Millisekunden öffnen, verringern die Schwere beider Gefahren.