浅谈非标在线测量设备的电气安全

俞荣贵

福州工大联合智能科技有限公司（350014）

浅谈非标在线测量设备的电气安全

俞荣贵

福州工大联合智能科技有限公司（350014）

对非标在线测量设备的电气安全进行全面阐述，介绍引起电气安全问题的原因，提出有效的预防措施。

非标在线测量设备；电气安全；防护措施

随着工业4.0时代的到来，高精度的工件加工越来越多。手工测量工件，人工成本高，测量的误差大，测量精度达不到要求。高精密度设备操作复杂，检测效率低。因此，催生了在线测量设备。在线测量设备是在不改变或少量改变生产工艺设备的情况下。进行增设加装的。这就要求设备的电气要适用于各种不同的应用场景。电气安全是关系到人员安全、设备好坏、生产是否能正常进行的大事，要作为重中之重抓起、抓紧。要求人们不但要有防范各种电气危险因素，消除电气事故隐患，防止电气安全事故的发生，更为有效保障人们的生命和财产免受损失。

1 非标在线测量设备的事故分类

1.1 触电事故

人身触及带电体（或过分接近高压带电体）时，由于电流流过人体而造成的人身伤害事故。触电事故是由于电流能量施于人体而造成的。

1.2 雷电和静电事故

局部范围内暂时失去平衡的正、负电荷，在一定条件下将电荷的能量释放出来，对人体造成的伤害或引发的其他事故。雷击常可摧毁建筑物，伤及人、畜，还可能引起火灾。静电放电的最大威胁是引起火灾或爆炸事故，也会造成对人体的伤害[1]。

1.3 射频伤害

电磁场的能量对人体造成的伤害，亦即电磁场伤害。在高频电磁场的作用下，人体因吸收辐射能量,各器官会受到不同程度的伤害,从而引起各种疾病。除高频电磁场外，高压的高强度工频电磁场也会对人体造成一定的伤害。

1.4 电路故障

电能在传递、分配、转换过程中，由于失去控制而造成的事故。线路和设备故障不但威胁人身安全，而且会严重损坏电气设备。

以上四种电气事故，以触电事故最为常见。但无论哪种事故，都是由于各种类型的电流、电荷、电磁场的能量不适当释放或转移造成的。

在非标在线测量设备设计、安装、维护中应充分分析电气事故原因，采用一切可以应用的方法去杜绝和减少事故的发生。

2 避免常见触电事故的措施

触电事故是常见的，占电气事故的大部分,因此，研究和探讨触电事故的规律和预防措施是十分必要的。为有效防止触电事故，既要有技术措施又要有组织管理措施，归纳起来有以下几个方面：

2.1 防止接触带电部件

最常见、最常用的安全措施有绝缘、屏护和安全间距。就防止电击而言，屏护和间距属于防止直接接触电击的安全措施。此外，屏护和安全间距还是防止短路、故障接地等电气事故的安全措施之一。

2.2 防止电气设备漏电伤人

保护接地和保护接零，是防止间接触电的基本技术措施。

2.3 保护接地

即将正常运行的电气设备不带电的金属部分和大地紧密连接起来。其原理是通过接地把漏电设备的对地电压限制在安全范围内，防止触电事故。保护接地适用于中性点不接地的电网中，一般设备接地电阻不大于4欧。

2.4 保护接零

在380/220 V三相四线制供电系统中，把用电设备在正常情况下不带电的金属外壳与电网中的零线紧密连接起来。其原理是在设备漏电时，电流经过设备的外壳和零线形单相短路，短路电流烧断保险丝或使自动开关跳闸，从而切断电源，消除触电危险。保护接零适用于电网中性点接地的低压系统中。

2.5 采用安全电压

IEC提出，由相应的预期接触电压、时间曲线，得出，在干燥条件下接触电压不大于50 V时，人体不致发生心室纤颤，因此规定了特低电压不超过50 V，安全特低电压不超过42 V。我国标准《安全电压》（GB 3805—83）规定我国安全电压额定值的等级为42 V、36 V、24 V、12 V和6 V，应根据作业场所、操作员条件、使用方式、供电方式、线路状况等因素选用。非标在线测量设备，除了电源供电外，设备中的控制回路和主回路均优先采用相应等级的安全电压，是防止发生触电伤亡事故的根本性措施。通常采用24V电源进行供电。

2.6 安装漏电保护装置

漏电保护装置，又称触电保安器。在低压电网中发生电气设备及线路漏电或触电时，它可以立即发出报警信号并迅速自动切断电源，从而保护人身安全。漏电保护装置按动作原理可分为电压型、零序电流型、泄漏电流型和中性点型四类。其中，电压型和零序电流型两类应用较为广泛，非标在线测量设备中通采用电流型，常用于电源进向侧保护。

2.7 合理使用防护用具

在特殊的非标在线测量电气作业中，合理匹配和使用绝缘防护用具，对防止触电事故，保障操作人员在生产过程中的安全健康具有重要意义。

2.8 实施安全用电组织措施

防止触电事故，技术措施十分重要，组织管理措施亦必不可少。其中，包括制定非标在线测量设备电气安全使用说明书，对操作人员进行安全用电检查、教育和培训，组织事故分析，建立安全资料档案等。

3 防止雷电和静电事故的措施

由于非标在线测量设备在厂房室内，一般防雷主要是防浪涌电流。设备上加装保险丝（1.5倍额定电流）、加装防雷器和接地保护。

静电的处理方法主要有，工艺控制、接地和屏蔽、增湿、抗静电添加剂和采用静电中和器。

4 防止电路故障的措施

4.1 防止人为因素引起电路故障

非标在线测量设备的电路故障形式多种多样，故障原因主要有：人为失误、电气器件失效和各种不确定的外界因素。为预防这类故障，总结以下措施：

在设备的周围常有三种人员，一是相关的设备操作人员。二是设备维修保养人员，三是不相关的人员，按照三种人员的学历、工作特点、习惯以及有可能发生的风险进行评估：

设备操作人员在测量过程中双手有可能被夹到，这时，就需要操作人员用双手按钮触发动作。用双手按钮设备设计应注意事项：必须同时在0.3 s之内按按钮才能触发动作；两手按按钮间隔超过0.3 s时间无效；单手按钮一直按住，然后再按另一按钮触发无效。

参考程序如图1所示。

图1 按钮程序图

设备维护人员在维护设备时需要有明确的设备状态指示，可以实现LOTO（加标上锁）设备气源和电源开关，保证设备维修时不发生意外启动。外围设备与主机的连接线路全部采用快速插拔装置，以便于设备维修，外围设备包含电气、气动、油路装置设备。外围电气装置采用航空插头，航空插头带电端必须为母头。

对不相关的人员，要有设备设计安全解锁开关，以防止乱动、误操作等；

4.2 防止电气器件失效

器件失效的原因通常有：产品质量差、厂家不正规、器件到使用寿命、器件使用不当等。首先要熟悉和认知器件，按照审核制度筛选设计选型不对的器件；对于重要电气器件要选择正规厂商生产的产品，如ABB、SMC、施耐德等，先验证后采购，避免采购到假冒伪劣商品。

4.3 减少外界因素的影响

外界因素的影响主要是设备的工作环境，非标在线测量设备在开始进行评估时，就应到现场查看情况，评估影响，建立备案，以便在后期设计、交付后避开外界因素的影响。

[1]陆荣华.电气安全技术手册[S].北京：中国建筑工业出版社, 1999,1.