Калькулятор границы дуговой вспышки
Оцените энергию дуговой вспышки и границу защиты от дуговой вспышки по напряжению системы, току короткого замыкания, длительности дуги и рабочему расстоянию методом Ли — с оценкой категории PPE и предупреждением о безопасности.
Ввод
Линейное напряжение системы в точке короткого замыкания, напр. 480 В (НН) или 4160 В (СН).
Доступный ток трёхфазного металлического короткого замыкания на оборудовании — из расчёта токов КЗ.
Время, за которое защитное устройство отключает дугу, — по время-токовой характеристике выключателя/реле/предохранителя.
Расстояние от возможного источника дуги до лица/груди работника — обычно 455 мм (18 дюймов) для панелей НН, 610–910 мм для ячеек СН.
Вывод
| Величина | Значение |
|---|---|
| No data yet | |
Руководства
Дуговая вспышка выделяет всплеск тепловой энергии настолько быстро, что может вызвать серьёзный ожог задолго до того, как работник успеет среагировать — два числа, которые описывают опасность: энергия инцидента (сколько тепла достигает открытой кожи на заданном расстоянии) и граница дуговой вспышки (на каком расстоянии это тепло падает до уровня излечимого ожога). Этот калькулятор оценивает оба показателя по четырём входным данным методом Ли — теоретическим уравнением дуги на открытом воздухе из IEEE 1584-2002 / Приложения D к NFPA 70E, — а затем сопоставляет результат с диапазонами категорий PPE по NFPA 70E, чтобы выходные данные читались как руководство, а не как одно число без пояснений.
Как пользоваться
- Введите напряжение системы (В) — линейное, в точке короткого замыкания (напр. 480 В для панели низкого напряжения, 4160 В для ячеек среднего напряжения).
- Введите ток металлического КЗ (kA) — доступный ток трёхфазного короткого замыкания на оборудовании, из расчёта токов КЗ.
- Введите длительность дуги / время отключения (с) — время, за которое защитное устройство (выключатель, реле, предохранитель) отключает КЗ, по его время-токовой характеристике.
- Введите рабочее расстояние (мм) — от возможного источника дуги до лица и груди работника. 455 мм (18 дюймов) — обычное значение по умолчанию для низкого напряжения; для ячеек среднего напряжения чаще 610–910 мм.
Калькулятор сообщает энергию инцидента, границу дуговой вспышки, разбор формулы (Формула и разбор) и упрощённую оценку категории PPE в таблице результатов Оценка дуговой вспышки.
Формула
E (J/cm²) = 2.142×10⁶ × V(kV) × I(kA) × t(s) / D(mm)²переведённую в cal/cm² делением на 4.184. Это метод Ли — теоретическое уравнение дуги на открытом воздухе Ральфа Ли 1982 года в форме, которую документируют IEEE 1584-2002 и Приложение D к NFPA 70E. Решая то же уравнение относительно D на пороге излечимого ожога 1.2 cal/cm², получаем границу дуговой вспышки:
D_boundary (mm) = √( 2.142×10⁶ × V(kV) × I(kA) × t(s) / (1.2 × 4.184) )V— напряжение системы (kV)I— ток металлического КЗ (kA)t— длительность дуги / время отключения (с)D— рабочее расстояние (мм)
Уравнение предполагает дугу на открытом воздухе при полном токе металлического КЗ — консервативно (с большей энергией) по сравнению с дугой внутри закрытых ячеек, поэтому это упрощённая предварительная оценка, а не эмпирический расчёт по IEEE 1584 для конкретного оборудования.
Категория PPE (упрощённо)
Энергия инцидента сопоставляется с широко используемыми диапазонами cal/cm² из NFPA 70E:
| Энергия инцидента | Категория PPE |
|---|---|
| ≤ 1.2 cal/cm² | Category 0 — arc rating ≥ 1.2 cal/cm² |
| ≤ 4 cal/cm² | Category 1 — arc rating ≥ 4 cal/cm² |
| ≤ 8 cal/cm² | Category 2 — arc rating ≥ 8 cal/cm² |
| ≤ 25 cal/cm² | Category 3 — arc rating ≥ 25 cal/cm² |
| ≤ 40 cal/cm² | Category 4 — arc rating ≥ 40 cal/cm² |
| > 40 cal/cm² | Exceeds Category 4 — de-energized work practices required |
Эта таблица диапазонов — информационная краткая справка, а не метод категорий PPE, основанный на типе оборудования, который NFPA 70E Таблица 130.7(C)(15)(a) использует для типовых задач — всегда сверяйте выбор PPE с той редакцией NFPA 70E, которая действует на вашем объекте.
Почему время отключения так важно?
Энергия инцидента прямо пропорциональна длительности дуги — сокращение времени отключения вдвое (более быстрая уставка реле, токоограничивающий предохранитель или реле дуговой защиты) уменьшает энергию инцидента вдвое. Если граница или категория PPE оказывается хуже ожидаемой, пересмотр координации защитных устройств часто оказывается самым дешёвым решением — дешевле, чем модернизация PPE.
Достаточно ли этого для выбора PPE или установления границы работ под напряжением?
Нет. Это только теоретическая предварительная оценка. Официально обоснованный расчёт дуговой вспышки требует полной эмпирической модели IEEE 1584 с классом оборудования, зазором между проводниками, типом и размером корпуса, точным расчётом тока дуги (а не только тока металлического КЗ) и данными о координации защитных устройств — выполненной и проверенной квалифицированным инженером. Не используйте этот калькулятор отдельно для выбора PPE, размещения наклейки о дуговой вспышке или допуска к работам под напряжением.
Конфиденциальность
Все расчёты выполняются в вашем браузере. Никакие данные не отправляются.
Связанные инструменты
Чтобы оценить доступный ток короткого замыкания, который нужен этому калькулятору на входе, воспользуйтесь Калькулятором тока короткого замыкания. Для системы заземления, защищающей то же оборудование, см. Калькулятор сопротивления контура заземления.
Use it from code
From 3 credits per callREST API
curl -X POST https://api.iotools.cloud/v1/tool/arc-flash-boundary-estimator \
-H "Authorization: Bearer YOUR_API_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"systemVoltage": "480",
"faultCurrent": "20",
"arcDuration": "0.2",
"workingDistance": "455"
}'Swap in your own key from your account. The tool's fields are the body — no wrapper.
Ask an AI agent
Use the IOTools `arc-flash-boundary-estimator` tool (Arc Flash Boundary Calculator) on this input:
YOUR_INPUT_HEREPaste this at any agent connected to the IOTools MCP server, then add your input.