弧闪边界计算器

电弧闪光释放的热能爆发极快，远在工作人员能做出反应之前就足以造成严重烧伤——用来量化这一危险的两个数值是入射能量（在给定距离处到达暴露皮肤的热量）和弧闪边界（热量降低到可治愈烧伤水平的距离）。本计算器使用Lee方法——即IEEE 1584-2002 / NFPA 70E附录D中的理论开放电弧方程——根据四个输入估算这两个数值，然后将结果映射到NFPA 70E的PPE类别档位，使输出读起来像指导性建议，而不是一个孤立的无标签数字。

使用方法

1. 输入系统电压（V）——故障点处的线间电压（例如低压配电盘为480 V，中压开关设备为4160 V）。
2. 输入螺栓型故障电流（kA）——设备处可用的三相短路电流，来自短路电流研究。
3. 输入电弧持续时间 / 清除时间（s）——保护装置（断路器、继电器、熔断器）清除故障所需的时间，来自其时-电流特性曲线。
4. 输入工作距离（mm）——从潜在电弧源到工作人员面部和胸部的距离。455 mm（18英寸）是常见的低压默认值；中压开关设备通常为610–910 mm。

该工具会在弧闪估算结果表中报告入射能量、弧闪边界、公式明细（公式与明细）以及简化的PPE类别估算。

计算公式

E (J/cm²) = 2.142×10⁶ × V(kV) × I(kA) × t(s) / D(mm)²

除以4.184转换为cal/cm²。这就是Lee方法——拉尔夫·李1982年提出的理论开放电弧方程，采用IEEE 1584-2002和NFPA 70E附录D记载的形式。在同一方程中对D求解1.2 cal/cm²可治愈烧伤阈值，即可得到弧闪边界：

D_boundary (mm) = √( 2.142×10⁶ × V(kV) × I(kA) × t(s) / (1.2 × 4.184) )

• V — 系统电压（kV）
• I — 螺栓型故障电流（kA）
• t — 电弧持续时间 / 清除时间（s）
• D — 工作距离（mm）

该方程假定在满螺栓型故障电流下于开放空气中产生电弧——与封闭开关设备内部的电弧相比更为保守（能量更高），因此它是一种简化的筛选估算，而非针对具体设备的IEEE 1584经验计算。

PPE类别（简化）

入射能量被映射到广泛使用的NFPA 70E cal/cm²档位：

该档位表只是信息性的简写，并非NFPA 70E表130.7(C)(15)(a)针对常见任务所使用的基于设备的PPE类别方法——请始终对照适用于您现场的NFPA 70E版本确认PPE选择。

为什么清除时间如此重要？

入射能量与电弧持续时间成正比——将清除时间减半（更快的继电器整定、限流熔断器或弧闪继电器）即可将入射能量减半。当边界或PPE类别比预期更差时，保护装置配合审查往往是最便宜的解决方案，比升级PPE更便宜。

这足以选择PPE或设定带电作业边界吗？

**不能。**这只是理论筛选估算。可靠的弧闪研究需要完整的IEEE 1584经验模型，包括设备类别、导体间距、外壳类型和箱体尺寸、准确的电弧电流计算（不仅仅是螺栓型故障电流）以及保护装置配合数据——并由合格工程师执行或审核。请勿单独使用本计算器选择PPE、张贴弧闪标签或授权带电作业。

隐私

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相关工具

若要估算本计算器所需的可用故障电流，请使用短路电流计算器。有关保护同一设备的接地系统，请参阅接地网电阻计算器。