Vanwege de risico’s bij een vlamboog kan je een zogeheten vlamboogrisicoanalyse of vlambooggevarenanalyse uitvoeren. Deze drukt het risico op het ontstaan van een vlamboog op een specifieke plek uit in cijfers. Als er een hoog risico blijkt te zijn, kan je maatregelen nemen om het risico te voorkomen of te verkleinen tot een acceptabel niveau.
Wat is een vlamboog?
Een vlamboog wordt ook wel elektrische boog of lichtboog genoemd en is een plotselinge ontlading van hoog- of laagspanningsstroom. Het bekendste voorbeeld is de ontlading van een bliksem. De stroomontlading gaat daarbij door een gas of gasmengsel, zoals lucht, van het ene geleidende deel naar het andere. De temperatuur van een vlamboog kan oplopen tot maar liefst 20.000 graden Celsius! Je kan hier bewust gebruik van maken zoals met vlambooglassen of in een vlamboogoven, maar bij onderhoud van elektrische installaties gaat het om risico’s waar je heel goed rekening mee moet houden.
Wat zijn de gevaren van een vlamboog?
Extreme hitte, giftige koper- en staaldampen door het smelten van de installatie, zware rookvorming, fel ultraviolet en/of infrarood licht, drukgolven met rondvliegende splinters van geleiders en geluidsgolven tot boven de 140 dB zijn allemaal mogelijke gevaren bij een vlamboog. Dit alles kan leiden tot blindheid, ernstige brandwonden en zelfs overlijden. Meer dan 60% van de verwondingen doet zich voor aan de onderarmen en handen, 50% betreft hoofdwonden en romp en benen ondervinden in minder dan 10% van de gevallen schade. Tot slot kan het flinke schade aan elektrische apparatuur opleveren.
Hoe ontstaan vlambogen?
Genoeg bedrijven vertrouwen te veel op de veiligheid van de gebruikte apparatuur. Dit is onterecht omdat vlambogen vooral ontstaan door menselijke fouten, zoals het laten vallen van gereedschap tussen installatiedelen die onder spanning staan. In de bekabeling van een elektrische installatie kom je zowel seriële als parallelle vlambogen tegen. Seriële vlambogen komen het meest voor. Ze ontstaan door een fout in de fase- of in de nulleider en zijn alleen detecteerbaar met een vlamboogbeveiligingscomponent. Parallelle vlambogen krijg je door een fout tússen de fase- en de nulleider en ontstaat bijvoorbeeld tijdens het ophangen van een schilderij, waarbij de schroef de bedrading beschadigt.
De vlamboog risicoanalyse
Een vlamboog risicoanalyse maakt een uitvoerige inschatting van de mogelijke gevaren bij elektrische vlambogen. Het belangrijkste doel is het beschermen van werknemers en verder het beperken van schade aan apparatuur en installaties ten bate van de betrouwbaarheid en continuïteit van industriële processen. Ook wordt bekeken in hoeverre wordt voldaan aan alle bestaande nationale en internationale veiligheidsnormen, richtlijnen en standaarden. De analyse maakt duidelijk onder welke omstandigheden vlambogen kunnen optreden, berekent daarbij de hoeveelheid energie die vrijkomt en stelt vast welke persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) vereist zijn.
Uitvoering van de vlamboog risicoanalyse
Allereerst worden gegevens verzameld, bijvoorbeeld aan de hand van vragen als:
- welke en hoeveel elektrische installaties en systemen zijn er
- hoe zijn deze ingesteld
- wat zijn de spanningsniveaus,
- hoe zit het met de kortsluitstromen, en
- welke (typen) beveiligingscomponenten zijn gebruikt?
Om na te gaan op welke locaties vlambogen zouden kunnen ontstaan, maak je via software een model van het geheel aan elektrische systemen. Met dat computermodel kan de werkelijkheid worden nagebootst (via simulaties) om zo stroomstoringen met de bijbehorende energieniveaus te berekenen. Hiertoe kunnen de berekeningsmethoden uit de IEEE Std 1584 worden toegepast, waarbij de vrijkomende energie in joules per vierkante centimeter (J/cm²) wordt berekend. De energie kan ook met calorieën worden bepaald (cal/cm²). Bij de berekening moeten verder delekstroom (foutstroom), foutduur en werkafstand in acht worden genomen. Daarbij wordt de zogeheten vlamboogzone gedefinieerd als de grensafstand waar de vrijkomende energie is afgenomen tot 5 J/cm² (of 1,2 cal/cm²). Dat is namelijk de grenswaarde tussen een eerste- en tweedegraads verbranding bij een blootstelling aan die energie gedurende één seconde.
Persoonlijke beschermingsmiddelen tegen een vlamboog
Bij het bepalen van vlamboogzones hoort ook het bekijken van de noodzaak voor aanvullende persoonlijke beschermingsmaatregelen. Afhankelijk van de berekende energieniveaus, kan je kiezen voor zaken als vlamboogbestendige kleding, handschoenen, gezichtsbescherming en gehoorbescherming. Daarnaast is het zeer raadzaam om veilige werkprocedures in te voeren, zoals het spanningsloos maken van apparatuur tijdens onderhoud.
Preventie en inperking
Het biedt geen garantie maar door het continu analyseren van de stroomvormen is er een kans dat patronen van slechte verbindingen herkend worden en het systeem tijdig afgeschakeld wordt. Er zijn ook systemen die interne vlambogen na het ontstaan detecteren en alles snel uitschakelen of zelfs een kortsluiting creëren om de boog te doven. Een andere (bouw)vorm van het indammen van de risico’s is het toepassen van metalen behuizingen met hoge IP-waarden. IP staat voor ‘Ingress Protection’, wat ‘bescherming tegen binnendringing’ betekent. Daarnaast zijn nog belangrijk het periodieke onderhoud en de controle op het correct functioneren van beveiligingssystemen. Tot slot is het zinvol trainingen te geven in veilige werkmethoden en hoe de persoonlijke beschermingsmiddelen te gebruiken.
Richtlijnen, normen en standaarden
Er zijn meerdere Europese richtlijnen, normen en standaarden die van toepassing zijn op risicovolle omstandigheden, waaronder de Europese Richtlijn 89/391/EEC, Europese normen als de IEC 62271-200 en IEC 61439-1 en de minimumvereisten voor veilig werken in elektrische installaties vastgelegd in de Europese standaard EN 50110 (voor CENELEC-landen). In Nederland hebben we nog de NEN1010:2015 die de extra bescherming beschrijft tegen de effecten van vlambogen in eindgroepen. Bij een slechte verbinding, bijvoorbeeld in een lasklem of in de aansluiting van een draad op een klem, kan namelijk een vlamboog in serie met de geleider ontstaan die de bestaande beveiligingscomponenten niet opmerken. De NEN1010 doet de aanbeveling bijzondere bescherming toe te passen in een aantal situaties aan: bijvoorbeeld in verblijfsobjecten met slaapgelegenheid, maar ook op plekken met extra brandgevaar.
