在過去十年裏，對電弧事（shì）故本質（zhì）及其（qí）對電弧附近的人身傷（shāng）害（hài）等方麵（miàn）的認知取得了顯（xiǎn）著進展。除了觸電和（hé）電擊等顯著傷害外，還有其它形式的傷害，也許影響相對不直觀（guān），如電弧事故中形（xíng）成的熱效應。說這些傷害較不直觀，原因是電弧產生較大比例的熱輻射（shè）肉眼不可見，盡管（guǎn）如此，卻可（kě）能會對人體皮膚造成二度和三度灼傷，導致（zhì）更嚴重甚至致命的傷害。

灼（zhuó）傷程度測量

在19世（shì）紀60年代（dài）2，3，Stoll和Chianta的研究有助於人體皮膚和組（zǔ）織對熱能的響（xiǎng）應給出定量結果。當人體組（zǔ）織溫度從36.5℃提高到大約44℃，開始發生皮（pí）膚灼傷，皮膚灼傷等（děng）級取決於溫度的升高程度。例如，在50℃，皮膚傷（shāng）害速度比45℃快100倍。在72℃幾乎立刻發生表皮損傷。考慮到電弧的高（gāo）強度熱能會產生（shēng）大（dà）約13000℃的高溫，是太陽表麵（miàn）溫度的2倍多4。因此，事故附近人體造成2度或3度灼傷的風險非（fēi）常高。
Stoll和Chianta以（yǐ）及其他工作（zuò）者研究早期，就發展了溫度傳感器用來測量人體皮膚（fū）對高溫的反應情況（kuàng），描述在可控（kòng）實驗室（shì）條件下，2度（dù）灼傷的起始溫度。這些傳感器是已知（zhī）熱容的（de）銅片，後麵粘附熱電偶，向計算機程序傳（chuán）遞溫度變化信息， 
形成圖（tú）像輸出。 
圖1給出（chū）了Stoll曲線的典型輸出結果，即在傳感器（qì）一側的溫（wēn）度升高速度（攝氏度）。測（cè）試可以在（zài）台式測量儀上（shàng）進行，使用可控的對流熱源（yuán），輻射熱源或者是兩者結合的熱源。一旦（dàn）熱源的熱能水平已知，將織物放置到傳感器前方，由（yóu）於（yú）織物能夠阻止熱量傳輸到傳感器，從（cóng）而可以（yǐ）測量出（chū）織物的熱（rè）防護性能。本防護參數單位為卡/平方厘米（cal/cm2），該數值越大（dà），說明織物的（de）熱防護性能越高（gāo）。這樣就可以對不同織物的熱防護性能進行評價。
除去在台式測量儀上進行織物性能測試外，本理論還可以擴展使用，檢測人體模型上的服裝係（xì）統。該模型與熱（rè）量傳感器連接方式相似（sì），帶有計算機軟件，用於定（dìng）量分析。一種這樣的人體模（mó）型是杜邦熱人模型（圖2），全身配有122個傳感器，燃（rán）燒時產生一定時間的明火，軟件將溫度升高數據轉化為2度和3度灼傷預測百分比。
由於電弧熱（rè）能遠高於（yú）典（diǎn）型明火，因此發展了專門裝備產生可控電弧。一種這樣的裝置（zhì）就是杜（dù）邦電弧-人（圖3），該裝置安裝在日內瓦杜邦歐洲技術中心附近。根據（jù）美（měi）國標準ASTM F19585 和F19596，這些測試裝置可以幫（bāng）助最終用戶對（duì）織物和服裝係統進行定（dìng）性和定量評價，獲（huò）得產品對電弧熱效應（yīng）的防護性能。圖4給（gěi）出了織物和（hé）防護服測試裝置示（shì）意圖。 
 

電弧防護服必須具（jù）有永久阻燃（rán）性能，暴露於電弧時絕對不（bú）能夠熔化或點燃以（yǐ）及持續燃（rán）燒。不能開裂，能夠對電弧熱（rè）能起到隔離作用。很多日常工作服均能被點燃並（bìng）燃燒（shāo），增加了工人（rén）灼傷範（fàn）圍。容（róng）易點燃（rán）的織（zhī）物包括棉、粘膠和羊毛，能夠點（diǎn）燃並熔化的織物包括聚酯和（hé）尼龍。如今，有大量的工人還使用這（zhè）些織物製備的防護服。在電弧事故中（zhōng），防護（hù）服不能夠對大量的熱能進行防護，從而造成嚴重灼傷甚至喪命（mìng），因此應該使用耐熱和阻燃纖維製備的防護服，提（tí）高電（diàn）弧（hú）危害的防護水平，這方麵還有很多工作（zuò）要（yào）做。

電弧熱效應防護

雇主在這方麵進行改進，首先必須對具（jù）體工作環境（jìng）進行風險評價，要考慮到最大的電弧（hú）電流、電弧電壓、電弧距離以及電弧持續時間等造（zào）成的最苛刻（kè）的情況，同時還要考慮工人和事故電弧源之間的常規距離。采用這些輸入（rù）數據就可以計算出那些具體工況下的電弧熱能，卡（kǎ）/平（píng）方厘米（cal/cm2）。
同時，對織物進行多次電弧暴露測試，使用已有的電弧測試裝置（zhì），測量織物的熱防護性能，單位為卡/平方厘（lí）米（cal/cm2）。在具體的電弧防護情況下，這個熱防（fáng）護性能參數稱為電弧熱性能值（ATPV）。這個數值定義為使用者（zhě）出現2度灼傷前能夠承受的最大事故熱能。顯然ATPV值越大，織物的（de）熱防護性能越好。
雇主結合風險評價以（yǐ）及（jí）不同織物的ATPV測量結果（guǒ），就可以為工人選擇正確的防護服（fú）。例如，在最惡劣的條件下，如果風險評價電（diàn）弧（hú）產生的熱（rè）能為（wéi）6卡/平方厘米（cal/cm2），則防電弧服的ATPV值至少為6卡/平方厘米（cal/cm2）。 

事故熱（rè）能（néng）測量值，cal/cm2 服裝級別 服（fú）裝描述（層數（shù）） 總重量，g/m2 2度（dù）灼傷的防護測量水平，cal/cm2
0-2 0 非阻燃（1層（céng）） 150-240 N/A
2-5 1 阻燃襯衫、褲子（1層） 150-270 5-7
5-8 2A 非阻燃內衣+阻（zǔ）燃（rán）襯衫和（hé）褲子（2層） 300-400 8-18
5-16 2B 阻燃內衣+阻燃襯衫和褲子（2層） 340-480 16-22
8-25 3 非阻燃內衣+阻燃襯衫和褲子+阻燃連體服（3層） 540-680 25-50
25-40 4 非阻燃（rán）內衣+阻燃襯衫和褲子+雙層外衣（4層） 800-1000 40->60

杜邦在可控實（shí）驗室（shì）條件下已經進行（háng）了8000多次電弧測試，製定了導（dǎo）則表（biǎo）（表（biǎo）1），該表給出（chū）了不同工（gōng）作條件7－9下可以使用的（de）工作服（fú）。例如，按照此表（biǎo），最壞條（tiáo）件下電弧熱能為6卡/平方厘米（cal/cm2）工作環境中使用的工作服總類為2A。對於（yú）這種情況（kuàng），一般的棉質內（nèi）衣（未處理）+單層阻燃服就可以為電弧熱能進行有效防護，多次測試表明，這種工作服（fú）一般具有的ATPV最小值為8卡/平方厘米（cal/cm2）。
隨著工作服的重量增加，ATPV也增加。另（lìng）外，雙層輕薄織物（wù）相對於（yú）單層厚重織物具有相對較高（gāo）的（de）電弧防護性能，並且是（shì）單層輕薄織物（wù）防護服防護能力（lì）的2倍以上。其主要作用是2層織物間的空氣（qì）起到了隔離效果。例如，220g/m2 的（de）Nomex舒適型防護服的ATPV值（zhí）為8.7 cal/cm2，這種布料（liào）的雙（shuāng）層防護服ATPV值不是17.4 cal/cm2(2×8.7)，而是33.1 cal/cm2。熱防護（hù）性能增加了15.7l/cm2。
回到上個範例，最壞條（tiáo）件下電弧能（néng）量值為6卡/平方厘米（cal/cm2）：這個能量等級可以（yǐ）通（tōng）過（guò）不同方式獲得，因為（wéi）能量計算結果中結合了（le）電弧（hú）電流、電弧電壓（yā）、電弧持續時間、電弧（hú）間距以及工人和電弧之間的距離等（děng）綜合因素。6卡/平方厘米（cal/cm2）可（kě）以采（cǎi）用表2中給（gěi）出的（de）方式獲（huò）得，其中電弧電流是4kA，電（diàn）弧（hú）持續時間為0.5s，電弧電壓為300V，電弧間距為15cm，工（gōng）人與電弧之間（jiān）的距離為30cm（表示肘部到指尖的距離，這是一（yī）個典型的低壓操作工況）。從表2可以看出，如果電（diàn）弧電流或電弧（hú）持續時間增加，電弧熱能將顯著提高。
對於電弧間（jiān）距，結果相（xiàng）同。工（gōng）人和電弧之間的距離平方與（yǔ）電弧熱能成反比，並（bìng）且非常關鍵；將工作（zuò）距離減少一半，即工人（rén）靠近電弧，電弧能量相對於原來的工作距離將增加到4倍。

采（cǎi）用其它方式，改變（biàn）工作方法和工作規範，例如增加工人（rén）與帶電設備的距離，可以大幅度降低電（diàn）弧熱效應。此外，有一點也非常明確，在（zài）較高的電弧（hú）能量水平下（xià），工人也不能夠僅僅依靠PPE就能夠獲得足夠的熱防護能力，還應當增加自身和帶電設備之間的距離。
在電弧實驗室裝（zhuāng）備上進行的服裝測（cè）試屬於織物體係ATPV值的補充試驗，這（zhè）是一個定性測試方法，可以對ATPV值已（yǐ）知的服裝進（jìn）行目測檢查，服裝測試表明是否會產生點燃、熔化（huà）或開裂現（xiàn）象，同時，如果（guǒ）熱點偶連接了合適的計（jì）算機軟件，就能夠生成Stoll曲（qǔ）線（xiàn）圖。
服裝的對應曲線位於（yú）Stoll曲線參考值的上方或（huò）下方。如果曲線在參（cān）考（kǎo）曲線的（de）上方，就表明服裝（zhuāng）使用者在測試條件下不（bú）能對2度（dù）灼傷產生有效（xiào）防護（hù）。如果曲線位於Stoll曲線（xiàn）下方，就表明服裝（zhuāng）使用者在測試（shì）條件下能針對電弧熱量具（jù）備防護能力（lì）。