在（zài）過去十（shí）年裏，對電弧事故本質及其對電弧附近的人（rén）身傷害等方麵的（de）認知取得了顯著進展。除了觸電和電擊等顯著傷害（hài）外，還有其它（tā）形式的傷害，也（yě）許影響相對不直觀（guān），如電弧事故中（zhōng）形成的熱效應。說這些傷害較不直（zhí）觀，原（yuán）因是電弧產生較大比例的熱輻射肉眼不可（kě）見，盡管（guǎn）如此，卻可能會對（duì）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。

灼傷程度測量

在19世紀60年代2，3，Stoll和Chianta的研究有助於人體皮膚和（hé）組織對（duì）熱能的響應給出定量結果。當人體組織溫度從36.5℃提高到大約44℃，開始（shǐ）發生皮膚灼傷，皮膚灼（zhuó）傷等級取決於溫度的升高程度。例如，在50℃，皮膚傷害（hài）速度（dù）比45℃快100倍。在（zài）72℃幾（jǐ）乎立刻發生（shēng）表皮損傷。考慮到電弧的高強度熱能會產生大約13000℃的高（gāo）溫，是太（tài）陽表麵溫度的2倍多4。因此，事故附近人體造成2度或3度灼傷的風險非常高。
Stoll和Chianta以及其他工作者研究（jiū）早（zǎo）期，就發展了（le）溫度傳感器用來測（cè）量人體皮膚對（duì）高溫的反應情況，描述在可控實驗室條件下，2度灼傷的起始溫度。這些傳感器是已知熱容的（de）銅片，後麵粘附熱電偶，向計算機程序傳遞溫度變化信息， 
形成圖像輸出。 
圖1給出了Stoll曲線的典型輸出結果，即在傳感器一側（cè）的溫度升高速（sù）度（攝氏度）。測試可以在台式測量儀上進行，使用可控的對流熱源，輻射熱源或者是兩者結合的熱源。一旦熱（rè）源的熱能（néng）水平已知，將織物放置到傳感器前方，由於織物能夠阻止熱量傳輸到傳感器，從而可以測量出織物的熱防護性能（néng）。本防護參數（shù）單位為卡（kǎ）/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。這樣就（jiù）可（kě）以對（duì）不同織物（wù）的熱防護性能進行評價。
除去（qù）在台式測量儀上進行織（zhī）物性能（néng）測試外，本理（lǐ）論還可以擴展使用，檢測人體模型上的服裝係統（tǒng）。該模型與熱量傳感器連（lián）接方式相似，帶（dài）有計算機軟件，用於定量分析。一種這樣（yàng）的人體模型是杜邦熱人（rén）模（mó）型（xíng）（圖2），全身配有122個傳感器，燃燒（shāo）時產生一定（dìng）時間的明（míng）火，軟件將（jiāng）溫度（dù）升高數據轉化為2度和3度灼傷預測百分比。
由於電（diàn）弧熱能遠高於典型明火，因此發展了專門裝備產生可控電弧。一種這樣（yàng）的裝置就是（shì）杜邦電弧（hú）-人（圖3），該裝置安裝在日內瓦杜邦歐洲技術中心附近（jìn）。根據美國標（biāo）準ASTM F19585 和F19596，這些測試裝置（zhì）可以幫助最終用戶對織物和（hé）服裝係統進行定性和定量評價，獲（huò）得（dé）產品對電（diàn）弧熱效應的防（fáng）護性能。圖4給出了織物和防護服測試（shì）裝（zhuāng）置示意圖。 
 

電弧（hú）防護服必（bì）須具有永久阻燃性能，暴露於電（diàn）弧時絕對不能夠（gòu）熔（róng）化或點燃以及持（chí）續（xù）燃燒。不能開裂，能（néng）夠對電弧熱能起到隔離作用。很多日常工作服（fú）均能被點燃並燃燒（shāo），增加了工人灼傷範圍。容（róng）易點燃的織物包括棉、粘膠和羊毛，能夠點燃並熔化的織物包括（kuò）聚酯和尼龍。如今，有大量的工（gōng）人還使用這些織物製備的（de）防護服。在（zài）電弧事故中，防護服不（bú）能夠（gòu）對大量的熱能進行防護，從而造成嚴重灼傷甚至喪命，因（yīn）此應該使用耐熱和阻燃纖維製備的防護服，提高（gāo）電弧危害的防護（hù）水平，這方麵還有很多工作要做。

電弧熱效應防護

雇主在這方麵進（jìn）行改進，首先必（bì）須對具體工作環境進行風險評價，要（yào）考慮到最大的電弧電流、電弧電壓（yā）、電弧距離以及電弧（hú）持續時間等造成的最苛刻的情況，同時還要考慮工人和事故電弧源之間的常規距離（lí）。采用這些輸入數據就可以計算出（chū）那些具體（tǐ）工況下的電（diàn）弧熱能，卡（kǎ）/平方厘米（cal/cm2）。
同時，對（duì）織物進行多次電弧暴露測（cè）試（shì），使用已有的電弧測（cè）試裝置，測量織物（wù）的熱防護性能，單位為卡/平方厘米（mǐ）（cal/cm2）。在具體的電弧防護情況下，這（zhè）個熱防護性能參數稱（chēng）為電弧（hú）熱性能值（ATPV）。這個數（shù）值定（dìng）義為使用者出現2度（dù）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（xìng）能越好。
雇主結合風險評價以及不同織物的ATPV測量（liàng）結果，就可以為工人選（xuǎn）擇正確的防護服。例如，在最（zuì）惡劣（liè）的條件下（xià），如果（guǒ）風（fēng）險評價電弧產生的熱能（néng）為6卡（kǎ）/平（píng）方（fāng）厘米（cal/cm2），則防（fáng）電弧服的ATPV值至（zhì）少（shǎo）為6卡/平方厘米（cal/cm2）。 

事故熱能測量值，cal/cm2 服裝級別（bié） 服裝描述（層（céng）數（shù）） 總重（chóng）量，g/m2 2度（dù）灼傷的防護測量水平，cal/cm2
0-2 0 非（fēi）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（yī）+阻（zǔ）燃襯衫和褲子（2層） 300-400 8-18
5-16 2B 阻燃內（nèi）衣+阻燃襯衫和褲子（2層） 340-480 16-22
8-25 3 非阻燃內（nèi）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（hé）褲子+雙（shuāng）層外衣（4層） 800-1000 40->60

杜邦在可控實驗室條件下已經進（jìn）行了8000多次電（diàn）弧測試，製定了導則表（表1），該表給出了不同工作條件7－9下可以使用的工作服。例如，按照此表，最壞條件下電弧（hú）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。對於這（zhè）種情況，一般的棉質內衣（未處理）+單層（céng）阻燃服就可以為電弧熱能進行有效防護，多次測試表（biǎo）明，這（zhè）種（zhǒng）工作服一般具有的ATPV最（zuì）小值為8卡（kǎ）/平方厘米（cal/cm2）。
隨（suí）著工作服的重量增加，ATPV也（yě）增加。另外，雙層輕薄織物相對於單（dān）層厚重織物具有相對（duì）較高的電弧防護性能，並且是單層輕薄織物防護服（fú）防護能力的2倍以上。其主要作用是2層織物間的空氣起到了隔離效果。例如，220g/m2 的Nomex舒適型防護服的ATPV值為8.7 cal/cm2，這種布料的雙（shuāng）層防護服（fú）ATPV值不是17.4 cal/cm2(2×8.7)，而是33.1 cal/cm2。熱防護性能增加了15.7l/cm2。
回到上個範例，最（zuì）壞條件下電弧（hú）能量值（zhí）為6卡/平方厘米（cal/cm2）：這（zhè）個能量等（děng）級可以通過不同方式（shì）獲得，因為能量計算結果（guǒ）中結合了電弧電流、電弧電壓、電弧持續時間、電弧間距（jù）以及工（gōng）人和電弧之間（jiān）的距離等（děng）綜（zōng）合因素。6卡/平方厘米（cal/cm2）可以采用表2中給出的方式獲得，其中電弧電流是4kA，電弧持續時間為0.5s，電弧電壓為300V，電弧間距（jù）為15cm，工人（rén）與電弧之間的距離為30cm（表示肘部到指尖的距離，這是一個典型（xíng）的低壓操作工況）。從表2可（kě）以看出，如果電弧（hú）電流或電弧持續時（shí）間增（zēng）加，電弧熱能將顯著提高。
對於電弧間距，結果相同。工人和電弧之間的距離平方與電弧熱能成反比，並且（qiě）非常關鍵；將工作距離（lí）減少一（yī）半，即工人靠近電弧，電弧能量相對於原來的工（gōng）作距離將增加到4倍。

采用其它方式，改（gǎi）變工作方法和工作規範，例如增加工人與（yǔ）帶電設備的距離，可以（yǐ）大幅度降低電弧（hú）熱效應。此外，有一點也（yě）非常明確，在較高的電弧能量水平下，工人也不能夠（gòu）僅僅依靠PPE就能夠獲得（dé）足夠的熱防護能力，還應當增（zēng）加自身和帶電設備之間的距離。
在電弧實驗室裝備上進行的服裝測試屬於織物體係ATPV值的補充試驗，這是一個定性測（cè）試方法，可以對ATPV值已知的（de）服（fú）裝進行目測檢（jiǎn）查，服裝測試表明是否會產生（shēng）點燃（rán）、熔化或開裂現象，同時，如果熱點偶連接了合適（shì）的（de）計算機軟件，就能夠生成Stoll曲線圖。
服裝（zhuāng）的對應曲線位於Stoll曲線參考值的上方或下方。如果曲線在參考曲線的上方，就表明服裝使用（yòng）者在測試（shì）條件下不（bú）能對2度灼傷產生有效（xiào）防護。如果曲線（xiàn）位於Stoll曲線下方，就表明服裝使用者在測試條件下能針對電弧熱量具備防護能力（lì）。