何謂弧光 / 電弧?

在現代工業體系中，電力系統可謂生產活動的「中樞神經」。然而，隨著設備容量不斷擴充、短路電流日益增大，電氣作業現場潛藏的風險亦隨之升高。其中，電弧閃絡（Arc Flash）事故或稱弧光閃絡，已被公認為僅次於感電之外，最具致命性的電氣危害之一。
根據工業實務與國際經驗，弧光事故不僅可能造成嚴重人員灼傷，亦常伴隨設備毀損與長時間停機，對企業安全與營運皆構成重大衝擊。此一議題，已成為近代電力工程與工業安全領域中不可忽視的重要課題。

所謂弧光，係指在高電壓或高電流條件下，導體間或導體對地因絕緣破壞而產生之電離氣體通道，使電流以電弧形式持續導通。
常見誘發原因包括：

設備老化與絕緣劣化
潮濕、粉塵或污染導致的爬電與閃絡
人為操作不當、工具滑落或接觸不良
短路故障或切換瞬間產生的高能量放電

一旦弧光形成，其溫度可瞬間超過 20,000 °C，並釋放大量輻射熱、壓力波與熔融金屬飛濺，形成高度破壞性的能量環境。

弧光的危害與影響

1. 對人員的危害

弧光事故對人體主要造成：

熱灼傷：高熱輻射可在極短時間內造成二至三度燒燙傷
爆炸衝擊：氣體膨脹與壓力波可能導致跌落、內傷甚至致命
飛散金屬與熔渣傷害：造成穿刺、切割或二次燒傷
強光與噪音傷害：可能引起暫時或永久性視力、聽力損害

2. 對設備與系統的影響

配電盤與匯流排嚴重燒毀
絕緣材料碳化，降低後續運轉可靠度
保護協調失效，擴大停電範圍
產線停工與復原成本大幅提高

報告指出，弧光能量大小與電壓等級、短路電流、保護裝置動作時間及盤體結構密切相關，若未事前評估，實際風險往往被嚴重低估。

防護方式與解決對策

1. 弧光危害分析（Arc Flash Study）

依據 IEEE 1584 與 NFPA 70E 標準，應系統性進行：

短路電流計算
保護協調分析
弧光能量與危險邊界評估
危險等級分類與標示

此為所有防護策略之基礎，亦是目前弧光分析中常採用之危險等級評估方法。

2. 個人防護裝備（PPE）

依弧光能量等級選用適當防護：

阻燃防護衣（Arc-Rated Clothing）
防護面罩與護目鏡
絕緣手套與安全鞋

適切之 PPE 可大幅降低人員傷害程度，但並非根本解決之道。

3. 保護系統與工程改善

高速保護與保護協調最佳化：縮短故障清除時間
裝置弧光保護系統或滅弧系統：即時偵測並跳脫故障回路
設備分區與隔離設計：限制弧光影響範圍
盤體結構與通風設計改善：降低能量集中效應

由許多報告與論文實證顯示，導入弧光保護系統後，可有效降低弧光燃燒時間與事故能量，顯著提升人員與設備安全。

綜合而言，弧光並非罕見意外，而是可預期、可分析、亦可控制之工程風險。
唯有結合：

科學化的弧光能量分析
完整的保護協調設計
適當的個人防護與制度化管理

方能在高負載與高可靠度需求並存的現代電力系統中，確保人員安全與設備長期穩定運轉。

弧光防護，不僅是一項技術議題，更是一項工業安全文化的具體實踐。

何謂 弧光 / 電弧?