在過去（qù）十年裏，對電弧（hú）事故本質及其對電弧（hú）附近的人（rén）身傷害等方麵的認知取得了顯著進展。除了觸電和電（diàn）擊等顯著傷害外，還有其它形式的傷害，也許影響相（xiàng）對不直觀，如（rú）電弧（hú）事故中形（xíng）成的熱效應。說這（zhè）些傷害（hài）較不直觀，原因是電（diàn）弧產生較大比例的熱輻射肉（ròu）眼（yǎn）不可見，盡管如此，卻（què）可能會對人體皮膚造（zào）成二度和三度灼傷，導致更嚴重甚至致命的傷（shāng）害。

灼傷程度測（cè）量

在19世紀60年代2，3，Stoll和Chianta的研究有助於人體皮膚和組織（zhī）對熱（rè）能的響應給出定量結果。當人體組織溫度從36.5℃提高（gāo）到大約（yuē）44℃，開始發生皮膚灼傷（shāng），皮膚灼傷等級取決於溫度的（de）升高程度。例如，在50℃，皮膚傷害速度比45℃快100倍。在72℃幾乎立刻發生表皮損傷。考慮到電弧的高強度熱能會產生大約13000℃的（de）高（gāo）溫，是太陽表麵溫度的2倍多4。因此，事故附近人體造成2度（dù）或3度灼傷的風險非常高。
Stoll和Chianta以（yǐ）及其他工作者研究早期，就發（fā）展了溫度傳感器用來測量人體皮膚對高溫的反應情況，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銅片，後麵粘附熱電偶，向（xiàng）計算機程序傳遞溫度（dù）變化信（xìn）息， 
形成圖像輸出。 
圖1給出了Stoll曲線的典型輸出結果（guǒ），即在（zài）傳感器一側的溫度升高速度（攝氏度）。測試可以（yǐ）在台式測量儀上進行，使用可控的對流熱源（yuán），輻射熱（rè）源或者是兩者結合的熱源。一旦熱源的熱能水平已知，將織物（wù）放置到傳感器前方，由於織物能夠阻止熱量（liàng）傳輸到傳感（gǎn）器，從而可以測量（liàng）出織物的熱（rè）防護性能。本防護參數（shù）單位為卡/平方厘（lí）米（cal/cm2），該（gāi）數值越大，說明織物的熱防護性能越高。這樣就（jiù）可以對不同（tóng）織物的熱防（fáng）護性（xìng）能進行評價。
除去在台式測量儀上進（jìn）行織物性（xìng）能測試外，本（běn）理論還可以擴展使用（yòng），檢測人體模型上的服裝係統。該模型與熱量傳感器（qì）連接方式相似，帶（dài）有計算機軟件，用（yòng）於定量分析。一種這樣的人體模型是杜邦熱人模型（xíng）（圖2），全身配有122個傳感器，燃燒時產生一定時間的明（míng）火，軟（ruǎn）件將溫度升高數據轉化（huà）為2度和3度灼傷（shāng）預（yù）測百（bǎi）分比。
由於（yú）電弧熱能遠高於典（diǎn）型明火，因此發展了專門裝備產生可控電（diàn）弧。一種這樣的裝置就是杜邦電弧-人（圖3），該（gāi）裝置安裝在日內瓦杜邦歐洲技術中心附近。根據美國標準ASTM F19585 和F19596，這些測試裝置可以幫助最終用戶對織物和服裝係統進行定性（xìng）和定量評（píng）價（jià），獲得產品對電弧熱效應的防（fáng）護性能。圖4給出了織物和防護服測試裝置示意圖。 
 

電弧防護服必須具有永久阻燃性能，暴露於電弧時絕（jué）對不能夠熔（róng）化或點燃以及持續燃燒。不能開（kāi）裂，能夠對電（diàn）弧熱能起到隔離作（zuò）用（yòng）。很多日常工作服均能（néng）被（bèi）點燃（rán）並燃燒，增加了工人灼傷範圍。容易點燃的織物（wù）包括棉、粘膠和羊毛，能夠點燃並熔化的織物（wù）包括聚（jù）酯和尼龍。如今，有大量的（de）工人還使用這些織物製備的（de）防護服。在電弧事故中，防護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，因此應該使用耐熱和阻燃纖（xiān）維製備的防護服，提高電弧危害的防護水平，這方麵還有很多工作要做。

電弧（hú）熱效應防（fáng）護

雇主在這方麵（miàn）進（jìn）行改進，首先必（bì）須對具體工作環境（jìng）進行風險評價，要考慮到最大的電弧電流、電弧（hú）電壓、電弧（hú）距離以及電弧持續（xù）時間等造成的最苛刻的情況，同時還要考（kǎo）慮（lǜ）工人和事故電弧源之間的常規距離。采（cǎi）用這些（xiē）輸入數據就可以計算出那些具體工況下的電弧熱能，卡/平方厘米（cal/cm2）。
同時，對織物進行（háng）多次電弧暴露測試，使（shǐ）用已有的電弧測（cè）試裝置，測量織物的熱防護性能，單（dān）位為卡/平方厘米（cal/cm2）。在具體的電弧（hú）防護情況下，這個熱防護性（xìng）能參（cān）數稱為電弧熱性能值（ATPV）。這個數值定義為使用者出現2度灼傷前能夠承受的最大事故熱能。顯然ATPV值越大，織物的熱防護性（xìng）能越好。
雇主結合風險評價以及不同織（zhī）物的ATPV測量結果，就可以為工人選擇正確的防護（hù）服。例如，在最惡劣的條件（jiàn）下，如果風險評價電弧產生的熱能為6卡/平（píng）方（fāng）厘米（cal/cm2），則防電弧服的ATPV值至少為6卡/平方厘米（cal/cm2）。 

事故熱能測量值，cal/cm2 服裝級別 服裝描述（層數） 總重量，g/m2 2度（dù）灼傷的防護（hù）測量水平，cal/cm2
0-2 0 非阻燃（1層） 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+阻燃襯（chèn）衫（shān）和褲子（2層） 300-400 8-18
5-16 2B 阻燃內衣+阻燃襯（chèn）衫和褲子（2層） 340-480 16-22
8-25 3 非阻燃內衣+阻（zǔ）燃襯衫和褲子+阻燃連體服（3層） 540-680 25-50
25-40 4 非阻燃內衣+阻燃襯衫和褲子+雙層外衣（4層） 800-1000 40->60

杜邦在可控實驗室條件下已經進行了8000多次電（diàn）弧測試，製定了導則表（表1），該表給出了不（bú）同工作條件7－9下可以使用的（de）工作服。例如，按（àn）照此表，最壞條件（jiàn）下電弧熱（rè）能為6卡/平方厘米（cal/cm2）工（gōng）作（zuò）環境中使用的工作服總類（lèi）為2A。對於這種情況，一般的棉質內衣（未處理）+單層阻燃服就可以為電弧熱（rè）能進行有效（xiào）防護，多次測試表明，這種工作服一般具有的ATPV最小（xiǎo）值為8卡/平方厘米（cal/cm2）。
隨著工作服的重量增加，ATPV也增加。另外，雙層輕薄織物相對於單層厚重織物具有相對較高的電弧（hú）防護性能，並且是單層輕（qīng）薄織物防護（hù）服防（fáng）護能力的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Nomex舒適（shì）型防護服的ATPV值為8.7 cal/cm2，這種（zhǒng）布料的雙層防護服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，最壞條件下電弧能量值為6卡/平方厘米（cal/cm2）：這（zhè）個能（néng）量等級可以通過不同方式獲得，因為能量計算結果中結合了電弧電流、電弧電壓、電弧持續（xù）時間、電弧間距以及工人和電弧之間的距離等綜合（hé）因素。6卡/平方厘（lí）米（cal/cm2）可以采用表2中給出的方式獲得，其中電弧電流是（shì）4kA，電弧持續時間（jiān）為0.5s，電弧電壓為300V，電弧間距為15cm，工人與電弧之間的距離為30cm（表示（shì）肘部到指尖的距離，這是一個典型的低壓（yā）操作工況）。從表2可以看出，如果電弧電流或電弧持續時間增加，電弧熱能將顯著（zhe）提高（gāo）。
對於電（diàn）弧間距，結果相同。工人和電弧之間的距離平方（fāng）與（yǔ）電弧熱能成反比，並且非（fēi）常（cháng）關鍵；將工作距離減少一半，即工人靠近電弧，電弧能量相（xiàng）對於（yú）原來的工（gōng）作距離將增加到4倍。

采用其它方式，改變工作方法和工作規範，例如增加工人與帶電設備的（de）距離，可以大幅度（dù）降低電弧（hú）熱效（xiào）應。此（cǐ）外，有一點也非常明確，在較高的電弧能量水（shuǐ）平下（xià），工（gōng）人也不能夠（gòu）僅僅依靠PPE就能夠獲得足夠（gòu）的（de）熱防護能力，還（hái）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（zhuāng）測（cè）試屬於織物體係ATPV值（zhí）的補充試驗，這是一個（gè）定（dìng）性測試方法，可以對ATPV值已知的服裝（zhuāng）進行目測檢查，服裝測（cè）試表明是否會產生點燃、熔（róng）化或（huò）開裂現象，同時，如果熱點偶（ǒu）連接了合適的計算機軟件，就能夠生（shēng）成Stoll曲線圖。
服裝的對應曲線位於Stoll曲線參考值（zhí）的上（shàng）方或下方。如果曲線在參考曲線的上方，就表明服裝使用者在測試條件下不能對2度灼傷產生有（yǒu）效防護。如果曲線位於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。