淺談工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計中的安全措施

摘要：根據(jù)電氣設(shè)計實踐經(jīng)驗，闡述了工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計中最常見和最基本的一些電氣安全措施，為相關(guān)電氣設(shè)計人員提供了參考。

關(guān)鍵詞：供電電源;安全距離;斷電保護(hù);接地;等電位聯(lián)結(jié)

0 引言

工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計在工程建設(shè)中占據(jù)重要地位，其規(guī)范性和技術(shù)性要求較高，既要滿足國家強(qiáng)制性專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還要與建筑結(jié)構(gòu)、暖通設(shè)備等相配合，否則會引發(fā)一系列問題，對工程設(shè)計質(zhì)量和工程進(jìn)度控制十分不利。

1 供電電源的安全措施

供電電源安全就是指對應(yīng)不同的用電負(fù)荷，應(yīng)配備能滿足其安全可靠工作需求的供電電源。對于工業(yè)企業(yè)的普通負(fù)荷，配備一般的供電電源即可滿足其用電要求;對于重要負(fù)荷，一般需采用雙路電源對其供電;對于特別重要負(fù)荷，為保證其生產(chǎn)安全和操作人員的人身安全，對供電電源的要求會更高。

《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50052—2009）對于各種不同的用電設(shè)備有明確的等級要求。根據(jù)突然停電可能造成的后果及影響，可將用電負(fù)荷分為一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷三個等級。其中，對于中斷供電將造成人身傷亡和危及生產(chǎn)安全的用電負(fù)荷視為一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷;特別重要負(fù)荷就是不能突然斷電的設(shè)備，必須采取可靠的供電保障措施，保證其不能停電。

《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50052—2009）第3.0.3條規(guī)定：對于一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，其供電電源應(yīng)滿足下列要求：

（1）除由雙重電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

（2）設(shè)備供電電源的切換時間，應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷的供電時間要求。

應(yīng)急電源的主要選擇依據(jù)包括允許中斷的供電時間、能保證特別重要負(fù)荷的電壓及功率、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等?？梢宰鳛閼?yīng)急電源的主要電源有：獨立于正常電源的發(fā)電機(jī)組及專用饋電線路;UPS、EPS等帶有蓄電池的不停電電源裝置及干電池等。

對于停電后果僅造成經(jīng)濟(jì)損失的，其用電負(fù)荷分級依據(jù)主要取決于用戶所能接受經(jīng)濟(jì)損失的能力。

電氣設(shè)計的首要任務(wù)是為工業(yè)企業(yè)的各類用電設(shè)備進(jìn)行分級，然后為不同等級的用電設(shè)備配備符合其用電要求的供電電源。

2 空間距離的安全措施

工業(yè)企業(yè)的電氣設(shè)計在空間上保證有足夠的安全距離，是保證企業(yè)生產(chǎn)安全、人員操作安全、維護(hù)檢修安全及設(shè)備安全的重要保證。

架空線路及電氣設(shè)備等要滿足其與各種建筑物、構(gòu)筑物（特別是甲乙類或爆炸危險類建、筑物構(gòu)筑物）等的最小安全距離;各種電壓等級的電氣設(shè)備布置要滿足方便操作、檢修、維護(hù)等的必要安全距離。例如，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016—2014）第10.2.1條規(guī)定：甲、乙類廠房（倉庫）與架空電力線的距離不應(yīng)小于電桿（塔）高度的1.5倍。

3 斷電保護(hù)的安全措施

斷電保護(hù)是指在電氣參數(shù)超出正常運行值范圍，可能危及人員及設(shè)備安全的情況下，配電設(shè)備配置的保護(hù)自動動作，切斷供電電源。所有的供配電回路都會根據(jù)需要配備各種斷電保護(hù)措施，以保證用電安全。主要的斷電保護(hù)措施有短路保護(hù)、過電流保護(hù)、過載保護(hù)、接地保護(hù)、漏電保護(hù)、過電壓保護(hù)等。上述各種斷電保護(hù)的配置必須滿足國家規(guī)范的相關(guān)要求。

4 隔離和聯(lián)鎖的安全措施

隔離是為了保證人員和設(shè)備安全，在設(shè)備前裝設(shè)能有效隔離電源，并有明顯斷開點的隔離電器等設(shè)備，保證檢修時設(shè)備不會突然帶電。例如，在設(shè)備前設(shè)隔離開關(guān);配置檢修專用的電氣設(shè)備隔離掛鎖等。

聯(lián)鎖是為了保證人員和設(shè)備安全，在關(guān)聯(lián)的一組設(shè)備或元件之間，通過機(jī)械或電氣的方式建立一種既相互聯(lián)系又相互制約的聯(lián)動關(guān)系，包括機(jī)械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖。例如，高壓開關(guān)柜的電氣五防聯(lián)鎖。聯(lián)鎖還包含控制回路中的前后動作順序聯(lián)鎖。特別是對自動化生產(chǎn)線，必須保證在斷電或其他緊急情況下，各運行中的設(shè)備、閥門等動作的安全有序，不會危及到人員安全，不會造成設(shè)備的重大損壞，盡量減少生產(chǎn)損失。

國家相關(guān)規(guī)范中針對工業(yè)企業(yè)有關(guān)隔離和聯(lián)鎖的各種具體情況均有明確的要求，電氣設(shè)計時要嚴(yán)格遵照執(zhí)行。

5 防護(hù)安全措施

防護(hù)安全是指在特定的場所，選用符合使用場所環(huán)境條件的安全合格的電氣設(shè)備。例如，在爆炸危險環(huán)境要選用防爆設(shè)備;在腐蝕性環(huán)境要選用防腐設(shè)備;在戶外要選用防雨防水設(shè)備;灰塵比較大的地方要選用防塵設(shè)備;高海拔地區(qū)要選用特制的高海拔設(shè)備等。

電氣設(shè)計時必須保證所選的電氣設(shè)備能滿足相應(yīng)場地環(huán)境所要求的各方面防護(hù)要求。

6 預(yù)告信號安全措施

在帶式輸送機(jī)及工業(yè)生產(chǎn)線等處，為了保證人員安全，在設(shè)備啟動前，必須預(yù)先在沿線進(jìn)行聲光預(yù)告，以保證現(xiàn)場人員的安全。只有現(xiàn)場人員均處于安全位置的情況下，才可以啟動設(shè)備。

7 緊急停止安全措施

對于一些用電設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)設(shè)備、帶式輸送機(jī)等，需設(shè)計急停按鈕、拉繩開關(guān)等裝置，保證人員在危險或緊急情況下，就近可以立刻斷開可能造成危險的設(shè)備的運行。急停按鈕等要安裝在設(shè)備現(xiàn)場人員方便觀察和操作的地方。

8 特殊場合的安全措施

井下及一些特殊場所的電氣接地系統(tǒng)要采用IT系統(tǒng)，要設(shè)有絕緣監(jiān)測裝置。

特殊場所應(yīng)采用50 V以下的安全電壓;金屬容器內(nèi)等狹窄的工作地點應(yīng)采用12 V以下的安全電壓;電梯井道內(nèi)要采用36 V照明電壓等。

電氣設(shè)計時要根據(jù)不同的場所，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求采取相應(yīng)的特殊安全措施。

9 防雷、接地及等電位聯(lián)結(jié)的安全措施

建筑物、構(gòu)筑物的防雷等級要根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性及后果進(jìn)行劃分，分為三類，各類建筑物的防雷接地措施可參見國家規(guī)范要求，本文不再細(xì)述。

接地可以分為工作接地、保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地等。工作接地是為了保證電氣設(shè)備的正常運行所需要的接地;保護(hù)接地的主要作用是防止人身遭受電擊，防止設(shè)備和線路遭受損壞等;防雷接地主要是把雷電電流引入地下，避免發(fā)生人身觸電、設(shè)備損壞和建/構(gòu)筑物火災(zāi)、爆炸等事故;防靜電接地是為防止靜電對電子器件造成損害，或?qū)σ兹家妆锲返仍斐晌ｋU而采取的接地措施。

等電位聯(lián)結(jié)的主要作用是減小電位差，使電力系統(tǒng)的PE線、電氣設(shè)備外殼、周圍金屬物、地面鋼筋等連接在一起，電位相等。即使漏電，也可以極大地減輕或避免電擊的傷害，其原理類似于雙腳站在高壓線上的小鳥，因身體部位間沒有電位差而不會被電擊。

電氣設(shè)計時，必須按照國家相關(guān)規(guī)范進(jìn)行相關(guān)的防雷、接地、等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計。

10 結(jié)語

電氣安全措施涉及的內(nèi)容非常多，本文闡述的是工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計中最常見和最基本的一些電氣安全措施。近些年，電氣專業(yè)的設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)在不斷更新，作為電氣設(shè)計人員，應(yīng)緊跟形勢，充分消化理解規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的具體含義，并結(jié)合實際的設(shè)計任務(wù)，設(shè)計出更加合理、完善的電氣方案。

收稿日期：2020-04-01

作者簡介：柳志剛（1966—），男，山西祁縣人，高級工程師，研究方向：供配電。