Výpočty obloukových výbojů v industriálních sítích dle DGUV 203-077

Abstract

Diplomová práce se věnuje výpočtům elektrických obloukových výbojů v prostředí průmyslových elektrických sítí podle německé metodiky DGUV 203-077. Tento přístup je určen pro jednoduché a konzervativní hodnocení rizik spojených s elektrickým obloukem, zejména v běžných provozech nízkonapěťových zařízení. Práce popisuje fyzikální podstatu elektrického oblouku, jeho vznik a účinky, a navazuje přehledem příslušných norem, včetně porovnání s metodikou IEEE 1584-2018. Hlavní část práce je věnována detailní analýze struktury směrnice DGUV, včetně jednotlivých výpočetních kroků a hodnocení rizik pomocí matice. Součástí výzkumu je návrh a implementace vlastního výpočetního nástroje v prostředí MS Excel, který umožňuje snadnou aplikaci metodiky v praxi. Nástroj zahrnuje výpočet energie oblouku, posouzení pracovních podmínek a výběr osobních ochranných prostředků proti tepelným účinkům (PPEaA). Práce také analyzuje možnosti snižování rizik prostřednictvím organizačních a technických opatření a nabízí doporučení pro praktické použití metodiky. Výsledky potvrzují, že i jednodušší výpočetní přístup může vést ke spolehlivému a bezpečnému návrhu ochranných opatření v prostředí průmyslové elektroinstalace.

This thesis focuses on the calculation of electric arc flash hazards in industrial power systems based on the German DGUV 203-077 methodology. This approach provides a simple and conservative risk assessment framework, particularly suitable for low-voltage installations in standard operating environments. The thesis describes the physical nature of arc flash, its causes and effects, and presents an overview of relevant standards, including a comparison with the IEEE 1584-2018 method. The core of the work is a detailed analysis of the DGUV guideline structure, including each step of the calculation process and risk evaluation using a matrix approach. A key output of the thesis is the development and implementation of a custom calculation tool in Microsoft Excel, enabling practical application of the method. The tool includes arc energy estimation, assessment of work conditions, and selection of personal protective equipment against thermal effects (PPEaA). The thesis also examines options for reducing arc risk through organizational and technical measures and offers recommendations for practical use. The results indicate that even a relatively simple method can lead to reliable and safe design of protective measures in industrial electrical systems.