Qu'est-ce que l'analyse des arcs électriques ?
Une analyse d’arc électrique est essentiellement une évaluation des risques d’un environnement particulier au sein d’un lieu de travail qui détermine les risques d’arc électrique présents. Les employeurs sont tenus de procéder à ces évaluations afin de s'assurer que leurs travailleurs comprennent les risques qu'ils courent et la meilleure façon de s'en protéger.
La question centrale à laquelle cherche à répondre une analyse d’arc électrique est la suivante : quelle serait l’ampleur de la détonation en cas d’explosion électrique ? En sachant cela, les entreprises peuvent protéger adéquatement leurs employés contre les risques d’arc électrique présents dans leur environnement de travail en leur fournissant les équipements de protection individuelle (EPI) appropriés.
Une analyse Arc Flash identifie les zones à faible risque, ainsi que celles à haut risque d'incident d'arc électrique. Cela permet aux employeurs d’adapter leur stratégie de protection contre les arcs électriques en conséquence. Une analyse évalue également la gravité potentielle des blessures à une distance donnée et localise la limite de protection à laquelle il existe un risque grave de brûlures au deuxième degré.
Une analyse réussie des arcs électriques comporte de nombreuses facettes et, généralement, elles sont adaptées au secteur d’activité spécifique et aux exigences d’une entreprise. Ils peuvent inclure des calculs d’arc électrique, des études complètes du site et des études de niveau de défaut.
Qui peut effectuer une analyse Arc Flash ?
Une analyse d'arc électrique ne doit être effectuée que par des ingénieurs électriciens expérimentés et qualifiés, familiarisés avec la qualité de l'énergie, les études de courts-circuits, la NFPA 70E et l'IEEE 1584.
La personne effectuant l'analyse peut être un ingénieur électricien interne, une entreprise externe d'ingénierie électrique ou, idéalement, une société spécialisée dans l'analyse des arcs électriques.
Afin d'identifier et de calculer correctement l'énergie incidente d'un arc électrique, certaines étapes doivent être effectuées. Voici quelques points de référence clés :
- IEEE 1584 - Guide IEEE pour effectuer des calculs de risques d'arc électrique
- 1 Guide IEEE pour la spécification de la portée et des exigences livrables pour une étude de calcul des risques d'arc électrique conformément à la norme IEEE Std 1584™
- Expérience pratique
Qu'est-ce que le processus d'analyse des arcs électriques ?
Nous pouvons intégrer les étapes recommandées dans l’analyse et les calculs. Les étapes recommandées vous permettront d'identifier l'énergie incidente de l'arc électrique, la limite de l'arc électrique et fourniront des recommandations d'amélioration. Bien que IEEE1584 et IEEE1584.1 fournissent déjà des guides utiles, je les ai ajustés un peu plus en fonction de mon expérience pour montrer comment parcourir l'analyse Arc Flash de la manière la plus utile et la plus pratique.
Comment effectuer une analyse Arc Flash en 16 étapes
Les 8 premières étapes sont minimales pour identifier l’énergie incidente d’arc électrique existante dans notre système électrique. C'est acceptable mais il existe un meilleur moyen. Chez MR Power Tech, leur objectif est d'identifier et d'améliorer les situations lors de l'installation du client. Il est donc recommandé d'inclure des étapes supplémentaires. Cela signifie ajuster un peu plus le modèle pour permettre les meilleures solutions et couvrir le sujet de A à Z.
Voici un aperçu de toutes les étapes :
Étape 1. Portée de l'étude
Quelle partie de l'installation ? Quel est le but ? Approche d’améliorations
Étape 2. Collecte de données
Collecter des données en visitant le site, en rassemblant de la documentation et en créant des scénarios d'exploitation
Étape 3. Modélisation du système
- 3a. Déterminer le type de boîtier, les dimensions et l'espace typique
- 3b. Déterminer la configuration des électrodes
- 3c. Déterminer la distance de travail
- 3d. Caractéristiques du modèle de dispositif de protection
Étape 4. Effectuer une analyse du courant de court-circuit
CEI 60909, ANSI, CEI 61660 (DC), etc.
Étape 5. Effectuer une analyse de sélectivité
Identification de la situation existante, création d'une base de référence pour les recommandations et commentaires
Étape 6. Évaluation de la résistance de l'équipement
Vérifiez si les appareillages de commutation, les disjoncteurs et les fusibles se situent dans les courants de court-circuit calculés.
Étape 7. Effectuer une analyse d'arc électrique
Résultats de la situation existante et commentaires pour des améliorations en fonction de l'étendue des travaux selon. IEEE-1584-2018 (Allemagne - Informations DGUV 203-077)
Étape 8. Examiner les résultats
La vérification de tous identifie les problèmes liés à la protection du système, à la sélectivité, à la résistance et au risque d'arc électrique.
Étape 9. Effectuer une analyse de sélectivité
Recommandation d'amélioration des paramètres des dispositifs de protection, suggestions de modernisation ou d'échange matériel et logiciel.
Étape 10. Effectuer une analyse d'arc électrique
Recommandations liées à l'analyse de sélectivité, améliorations possibles en utilisant les techniques disponibles en fonction de la portée des travaux
Étape 11. Rapport final
Créer un rapport final qui comprend tous les résultats, commentaires, hypothèses et recommandations
Étape 12. Formation Arc Flash
Formation sur site chez le client pour identifier les besoins de connaissances et d'échanges sur la sécurité. Apprenez-en davantage sur la formation contre les arcs électriques ici .
Étape 13. Étiquetage de l'équipement
Poser des étiquettes sur les équipements lors de la visite du site ou permettre au client de le faire. Apprenez-en davantage sur l’étiquetage des arcs électriques ici .
Étape 14. Sélection des EPI Arc et FR
Recherchez des solutions auprès d'un fournisseur d'EPI résistant aux arcs électriques et aux flammes garantissant que les vêtements répondent aux exigences du projet. Consultez notre collection de vêtements Arc Flash et FR ici.
Étape 15. Recommandations, suivi et actions
Toutes les activités associées doivent fournir des recommandations, soutenant les activités de conception d'ingénierie électrique basées sur le modèle.
Étape 16. Révision tous les 5 ans ou à chaque changement majeur
Maintenir et maintenir à jour le modèle. S'assurer que toutes les dernières normes sont à jour après toute modification ou changement.
Quelle est l’étendue des travaux pour une analyse Arc Flash ?
Dans la phase initiale précédant l'analyse Arc Flash, il est important d'identifier l'étendue des travaux. Ci-dessous, j'ai souligné quelques éléments les plus courants qui auront le plus grand impact :
- Cibles spécifiques du client (rénovation du système, problèmes de sécurité spécifiques, modernisation, etc.)
- Quelle partie de l'installation ? (système complet ou partie seulement)
- Tension du système BT, MT ou HT
- AC uniquement ou AC&DC
- Type d'installation (laboratoire de test, marine, centre de données, industriel, etc.)
- Type d'installation DC (BESS, UPS, UPSaaR, DRUPS, moteurs DC, générateurs DC, etc.)
- Scénarios de fonctionnement, configurations système possibles
- Procédures clients associées (EHS, règles d'entreprise arc flash)
- Toute autre information pertinente
Où trouver les informations ?
Notre prochaine étape consiste à avoir une discussion de lancement entre l'ingénieur système électrique et un client. Il s'agit jusqu'à présent du moyen le plus simple d'expliquer les détails importants et d'identifier la portée du travail pour l'analyse Arc Flash. Pour évaluer l'étendue des travaux, nous avons besoin d'informations qui peuvent être trouvées dans :
- Documentation (études antérieures, plannings de charges, instructions)
- Schémas unifilaires avec données de réseaux MT et BT
- Toutes les listes de charges Excel, listes de moteurs
- Instructions ou procédures EHS
- Exigences et documents spécifiques au site
Quelles sont les limites de l'analyse Arc Flash ?
C'est très bien si l'installation s'inscrit dans la gamme de modèles IEEE 1584, c'est-à-dire :
- 208 V à 600 V : 500 A à 106 000 A (CA)
- 601 V à 15 000 V : 200 A à 65 000 A (CA)
Au-dessus de 15 kV, nous suivrons les directives basées sur EPRI ou ArcPro (OSHA 1910.269) jusqu'à la plage de système de 800 kV, mais une tension d'alimentation supérieure à 15 kV pour les applications industrielles ne se produit que dans des situations spécifiques. Les règles pratiques pour l’évaluation des limites d’Arc Flash du point de vue des dispositifs de protection consistent à commencer (ou à arrêter) :
- Disjoncteur BT ≥ 63A 3P (MCB, MCCB)
- Fusible BT ≥ 100A
- Moteurs BT ≥ 50HP (37kW)
- Système MT jusqu'à 15kV (*>15kV EPRI/ArcPro OSHA 1910.269)
- Systèmes DC jusqu'à 1000VDC
Que faire lorsqu'il n'y a pas de documentation ou qu'elle est très limitée ?
Nous avons deux options :
- Attendre la mise à jour de la documentation (la plus longue)
- Organiser une visite sur site pour l'estimation du système (le plus rapide)
L'objectif de la visite d'estimation du système est de procéder à un examen rapide de l'installation et de collecter des informations sur :
- Taille du système électrique
- État de l'installation
- Type d'équipement
- Montant du matériel
Le manque de documentation est un obstacle, mais pour un ingénieur expérimenté, après une telle visite, il devrait être possible de fournir une estimation raisonnable du coût et un plan général de suivi. L'absence de documentation est une situation moins confortable pour le propriétaire de l'installation. Il est donc bon d'avoir une approche flexible et de fournir une assistance.
Qu’est-ce que la cartographie du système ?
S'il n'existe pas ou peu de documentation, il est nécessaire de la réaliser. Étant donné que l'analyse Arc Flash nécessite la collecte de certaines données spécifiques, il est judicieux d'organiser la collecte de données avec une cartographie du système. Alors, qu’est-ce que la cartographie du système ? Il s'agit simplement de créer un schéma unifilaire du système (départs MT vers BT). Ce processus peut prendre des jours ou des semaines selon la taille du système. Il présente une valeur supplémentaire importante car il peut être combiné avec la collecte de données pour l’analyse des arcs électriques. Ainsi, cela permettra d'économiser du temps et de l'argent en fournissant une vue d'ensemble précieuse du système et tous les détails nécessaires à une analyse plus approfondie.
(Figure 1. Exemple de diagramme unifilaire)
Si vous avez besoin d'aide pour effectuer une analyse Arc Flash, cliquez ici .
Préparé par Marcin Ruta Power System Engineer chez MR Power Tech - marcinruta@mrpowertech.com - M: +31 616 243 335
