電氣產(chǎn)品的安全設(shè)計(jì)原則

電氣產(chǎn)品的安全制定原則一、電氣產(chǎn)品安全制定基本要求在設(shè)備的安全制定中，會(huì)出現(xiàn)安全技術(shù)和經(jīng)濟(jì)利益之間的矛盾，這時(shí)應(yīng)優(yōu)先合計(jì)安全技術(shù)上的要求，并按以下順序合計(jì)安全技術(shù)措施：〔1〕直接安全技術(shù)措施。指在結(jié)構(gòu)等方面采用安全措施，將設(shè)備制定得無任何危和隱患。〔2〕間接安全技術(shù)措施。指如果不可能或不完全可能實(shí)現(xiàn)直接安全技術(shù)措施時(shí)，所采納的特別安全技術(shù)措施。這種措施只具有改善和保證安全使用設(shè)備的目的而不帶有其他功能?！?〕提示性安全技術(shù)措施。假設(shè)上述兩種措施都達(dá)不到，或不能完全充分達(dá)到目的，可以采用這種以說明書、標(biāo)記、符號(hào)等形式簡(jiǎn)練地說明在什么條件下采用何種措施，才能完全地使用設(shè)備。例如，設(shè)備必須進(jìn)行某種定位、安裝、維護(hù)；必須按某種程序操作；必須采用某種運(yùn)輸、儲(chǔ)存方式；使用修理中必須注意何種規(guī)則才能預(yù)防某種危險(xiǎn)等。設(shè)備的制定必須合計(jì)環(huán)境條件和應(yīng)用條件，特別應(yīng)合計(jì)特別條件下的安全。所謂環(huán)境條件是指電氣設(shè)備所承受的四周的物理、化學(xué)和生物的條件。這些條件是由單一環(huán)境參數(shù)及其嚴(yán)酷程度組合而成的。它們通常包括自然界中出現(xiàn)的和產(chǎn)品自身或外部產(chǎn)生的條件?！?〕單一環(huán)境參數(shù)包括：1〕氣候環(huán)境。溫度、溫度變化、濕度、壓力、壓力變化、環(huán)境介質(zhì)〔空氣/水〕的運(yùn)行〔包括產(chǎn)品相關(guān)于環(huán)境介質(zhì)的運(yùn)行〕、降水〔包括雨、雪、冰雹〕、輻射〔包括太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)輻射以外的熱輻射、離子輻射〕、水〔除了雨以外的滴水、濺水、噴水、射水、水浪、浸水〕，濕潤(rùn)等。2〕生物環(huán)境。各種霉菌和真菌，假設(shè)干昆蟲及包括鳥、鼠、蛇等假設(shè)干動(dòng)物。3〕化學(xué)〔包括微?！抄h(huán)境。海鹽、二氧化硫、硫化氫、氧化氮、臭氧、有機(jī)碳?xì)浠衔?、氨、機(jī)械活性粒子〔沙、塵、泥漿〕。4〕機(jī)械環(huán)境。包括沖擊的非穩(wěn)態(tài)振動(dòng)、周期性〔正弦的〕和非周期性〔隨機(jī)的〕的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)、自由跌落、外物的碰撞、滾動(dòng)和傾斜、穩(wěn)態(tài)加速度和靜負(fù)荷的穩(wěn)態(tài)力。5〕電氣和電磁環(huán)境。靜態(tài)和交變電場(chǎng)、靜態(tài)和交變磁場(chǎng)、傳輸導(dǎo)線的干擾。確定電氣設(shè)備的單個(gè)環(huán)境參數(shù)的嚴(yán)酷程度應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《電工電子產(chǎn)品環(huán)境參數(shù)分類及其嚴(yán)酷程度分級(jí)》。產(chǎn)品所處的實(shí)際環(huán)境條件通常是復(fù)雜的，往往同時(shí)暴露在假設(shè)干個(gè)環(huán)境條件之內(nèi)，因此在設(shè)備的安全制定中應(yīng)當(dāng)確知：產(chǎn)品同時(shí)暴露在哪幾種環(huán)境條件中；每種環(huán)境條件的嚴(yán)酷程度?！?〕特別的環(huán)境或運(yùn)行條件。有以下幾種：易燃和易爆危險(xiǎn)；異常高或異常低的溫度；異常的潮濕；特別的化學(xué)、物理和生物作用。在特別條件下運(yùn)行的設(shè)備除應(yīng)遵守一般安全制定規(guī)則外，還必須制訂和遵守相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。例如在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境下的電氣設(shè)備必須遵守現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》的要求。現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件》是依據(jù)產(chǎn)品的不同用途，同時(shí)合計(jì)了產(chǎn)品在從優(yōu)良的氣候防護(hù)條件到各種無氣候防護(hù)條件的不同狀況，對(duì)環(huán)境條件及其嚴(yán)酷程度進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)并制訂的，可作為產(chǎn)品制定和制造等的依據(jù)。〔3〕環(huán)境條件按產(chǎn)品使用狀況分為以下標(biāo)準(zhǔn)：1〕儲(chǔ)存，見現(xiàn)行國(guó)標(biāo)。2〕運(yùn)輸，見現(xiàn)行國(guó)標(biāo)。3〕有氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用。4〕無氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用。5〕地面車輛使用，見現(xiàn)行國(guó)標(biāo)。6〕船用，見現(xiàn)行國(guó)標(biāo)。7〕攜帶和非固定使用，見現(xiàn)行國(guó)標(biāo)。8〕移動(dòng)和固定使用。安全制定必須合計(jì)設(shè)備在制造過程中的安全，這個(gè)要求可能需要從設(shè)備結(jié)構(gòu)制定和制造工藝制定兩方面的結(jié)合來合計(jì)。設(shè)備的安全制定還應(yīng)合計(jì)其他一些因素或條件，例如操作人員的素養(yǎng)，人機(jī)工效學(xué)的要求，產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響等。二、電氣產(chǎn)品制定安全規(guī)則〔一〕電能防護(hù)電能可能以直接和間接兩種作用形式造成危險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)予以相應(yīng)防護(hù)。一些特別電氣設(shè)備或器具會(huì)將電能以導(dǎo)電、照耀、電場(chǎng)和類似形式有意施加到人體，這類設(shè)備的例子有某些醫(yī)療設(shè)備、單相驗(yàn)電筆、電子感應(yīng)開關(guān)等。這類設(shè)備的安全制定應(yīng)當(dāng)經(jīng)過特別合計(jì)，應(yīng)將通過人體的能量限制在絕對(duì)安全的程度。醫(yī)療電氣設(shè)備的安全制定見現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《醫(yī)用電氣設(shè)備安全要求》。〔1〕過負(fù)載。設(shè)備必須有一定的承受過載的能力而又不危及安全?！?〕包括雷電過電壓在內(nèi)的各種過電壓。電氣接線和連接與安全性直接相關(guān)，為此提出如下要求：設(shè)備必須裝設(shè)有能與電源可靠連接的裝置；所需要的連接手段，如接插件、連接線、接線端子等，必須能承受所規(guī)定的電〔電壓、電流和功率〕、熱〔內(nèi)部或外部受熱〕和機(jī)械〔拉、壓、彎、扭等〕負(fù)載，特別容易造成危害的部位必須通過位置排列、結(jié)構(gòu)制定或附加裝置來保護(hù)；母線和導(dǎo)線或帶電的連接件，按規(guī)定使用時(shí)，不應(yīng)發(fā)生過熱、松動(dòng)或造成其他危險(xiǎn)的變動(dòng)。標(biāo)志和標(biāo)牌是保證設(shè)備安全安裝、操作和維護(hù)的措施之一，為此，現(xiàn)行國(guó)標(biāo)規(guī)定：設(shè)備上必須有能堅(jiān)持長(zhǎng)期、容易識(shí)別而且清楚的標(biāo)志或標(biāo)牌，這些標(biāo)志或標(biāo)牌應(yīng)給出安全使用設(shè)備所必需的主要特征，例如額定參數(shù)、接線方式、接地標(biāo)記、危險(xiǎn)標(biāo)記、可能有的特別操作類型和運(yùn)行條件的說明等；關(guān)于能依據(jù)使用人員的選擇置于不同運(yùn)行或功能〔例如當(dāng)有幾個(gè)額定電壓可供選擇時(shí)〕狀態(tài)的設(shè)備，必須具有能夠清楚說明所選擇狀態(tài)的裝置或標(biāo)記。為此目的設(shè)置的裝置〔例如測(cè)量?jī)x器、功能選擇開關(guān)〕其定量或定性的指示值要有足夠的精度；由于設(shè)備本身的條件所限，不能在其上注明時(shí)，則必須以其他方式清楚、可靠和有效地將應(yīng)注意的事項(xiàng)告訴使用人員，例如用操作說明書或安裝說明書的形式，在此狀況下，這種文件應(yīng)被視為設(shè)備的組成部分?！捕尺\(yùn)行中危險(xiǎn)因素的防護(hù)電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，如果工件、工具、部件和所產(chǎn)生的金屬屑有可能飛甩出去，則應(yīng)該使用諸如防護(hù)罩等特別安全技術(shù)措施。設(shè)備的制定必須使其發(fā)出的噪聲和振動(dòng)堅(jiān)持在盡可能低的水平上。如果設(shè)備的灼熱或過冷部分能造成危險(xiǎn)，則應(yīng)采用隔離措施。伸臂范圍之內(nèi)的設(shè)備可觸及部分的最高溫度應(yīng)控制在表2-2-1所示值的范圍內(nèi)。

如果在工作過程中產(chǎn)生有害的粉塵、蒸氣和氣體，必須將其密閉起來或者使其變?yōu)闊o害后排出。如果采納這些措施有困難或者這些措施還不能保證安全，則必須在使用說明書中指出應(yīng)采用的其他措施。帶有液體的設(shè)備，在正常使用中，當(dāng)液體逸出時(shí)，不得損害電氣絕緣。在發(fā)生故障和事故時(shí)，不致使液體流到工作間或噴濺到工作人員身上。如果采用措施有困難或者采用了措施還不能保證安全，則必須在使用說明書中指出應(yīng)采用的其他措施。如果在運(yùn)行中出現(xiàn)有害的液體，則必須將其密閉起來，或者使其變?yōu)闊o害后排出。〔三〕開關(guān)、控制和調(diào)節(jié)裝置的制定〔1〕控制和調(diào)節(jié)裝置。電能的接通、分?jǐn)嗪涂刂疲仨毐ＷC可靠和安全。調(diào)節(jié)部分的制定要防止誤接通和誤分?jǐn)?。手?dòng)控制的操作件運(yùn)行方向和最終效應(yīng)應(yīng)符合表2-2-2規(guī)定，必要時(shí)應(yīng)輔以容易理解的圖形符號(hào)和文字說明。自動(dòng)或部分自動(dòng)開關(guān)和控制過程，必須排除由于過程堆疊或交叉可能造成的危險(xiǎn)，為此要有相應(yīng)的聯(lián)鎖或限位裝置。控制系統(tǒng)的制定，要保證即使在導(dǎo)線損壞的狀況下也不致造成危險(xiǎn)。復(fù)雜的安全技術(shù)系統(tǒng)要裝設(shè)監(jiān)控裝置。

如果在設(shè)備上裝有控制裝置和作為特別安全技術(shù)措施的離合器或聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)必須具有強(qiáng)制作用，為此應(yīng)當(dāng)做到：1〕特別安全技術(shù)裝置要與工作過程和運(yùn)行過程的開始同時(shí)起作用。2〕特別安全技術(shù)裝置起作用之后，工作過程和運(yùn)行過程才開始起作用。3〕在工作人員接近危險(xiǎn)的區(qū)域時(shí)，先強(qiáng)制性地停止工作過程和運(yùn)行過程。〔2〕緊急開關(guān)。在以下狀況下，設(shè)備必須裝設(shè)緊急開關(guān)：1〕在可能發(fā)生危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)，工作人員不能快速地操縱操作開關(guān)以終止可能造成的危險(xiǎn)。2〕設(shè)備中有幾個(gè)可能造成危險(xiǎn)的部分存在，工作人員不能快速地操縱一個(gè)共用的操作開關(guān)來終止可能造成的危險(xiǎn)。3〕切斷供電可能造成更大危險(xiǎn)。4〕當(dāng)工作人員在控制臺(tái)處不能看到所控制的全套設(shè)備。必須有足夠數(shù)量的開關(guān)裝設(shè)在從各個(gè)控制位置上人手都能迅速摸到的地方，緊急開關(guān)應(yīng)采納醒目的紅色標(biāo)記。無論是被接通還是被分?jǐn)嚯娫吹脑O(shè)備，都不同意由于起動(dòng)緊急開關(guān)而造成危險(xiǎn)。緊急開關(guān)應(yīng)當(dāng)手動(dòng)復(fù)位。〔3〕防止誤起動(dòng)。關(guān)于在安裝、維護(hù)、檢驗(yàn)時(shí)，人體或人體部分需要伸入危險(xiǎn)區(qū)域的設(shè)備，必須防止設(shè)備的誤起動(dòng)?？刹捎靡韵麓胧?〕首先強(qiáng)制分?jǐn)嘣O(shè)備的電能輸入。2〕在“斷開〞位置采納多重閉鎖的總開關(guān)。3〕將控制或聯(lián)鎖元器件布置在危險(xiǎn)區(qū)域，且只能在此區(qū)域閉鎖或起動(dòng)。4〕裝設(shè)或拔出的開關(guān)鑰匙?！?〕材料選擇。設(shè)備選用的材料應(yīng)能承受按規(guī)定條件使用時(shí)可能出現(xiàn)的物理和化學(xué)的作用，并應(yīng)合計(jì)材料對(duì)人體的危害、材料的老化、材料防腐蝕、材料的電氣絕緣性能等因素?！?〕結(jié)構(gòu)制定。1〕外殼防護(hù)等級(jí)確實(shí)定。應(yīng)依據(jù)設(shè)備的應(yīng)用條件確定設(shè)備外殼的防異物、防觸電和防水的等級(jí)，以保證安全。設(shè)備的旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)和傳動(dòng)部件應(yīng)制定得使人不能接近或觸及。采納外殼防護(hù)是安全技術(shù)措施之一。2〕設(shè)備的穩(wěn)定性。立式設(shè)備不同意由于振動(dòng)、大風(fēng)或其他外界作用力而翻倒。如果通過結(jié)構(gòu)設(shè)備和元器件重量分布不能或不完全能滿足這一要求，則必須采用特別安全措施，例如采納平衡砝碼，使其有較合理的重心位置。關(guān)于有駕駛位置的活動(dòng)式設(shè)備，要合計(jì)采納防傾覆措施。如果設(shè)備的穩(wěn)定性只有通過在安裝和使用現(xiàn)場(chǎng)采用一定的方式或特別措施才能實(shí)現(xiàn)時(shí)，則應(yīng)在設(shè)備上或使用說明書中加以說明。固定式設(shè)備可留固定孔，在固定點(diǎn)埋設(shè)地腳螺釘或其他限位部件，以保證穩(wěn)定性。3〕設(shè)備的運(yùn)輸。設(shè)備的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)便于移動(dòng)和搬運(yùn)。標(biāo)明重量，注明拆卸部分位置及重量。4〕部件的改換和可接近性。需要常改換的部件應(yīng)配置在易于改換處。部件和元器件的分布應(yīng)便于裝配、安裝、操作、測(cè)試、檢查、修理。設(shè)備表面應(yīng)避免過于粗糙，不得有尖角和利棱。〔6〕人類工效學(xué)要求。人類工效學(xué)是包括人體科學(xué)、勞作科學(xué)、技術(shù)科學(xué)等多學(xué)科，施行性很強(qiáng)的一門新興科學(xué)。主要研究人的本質(zhì)和能力；研究人—機(jī)器—環(huán)境的互相作用著的各個(gè)組成部分，包括效率、健康、安全、舒適等在工作和日常生活中如何達(dá)到最優(yōu)化的一門學(xué)科。電氣設(shè)備的安全制定，應(yīng)當(dāng)合計(jì)人類工效學(xué)的安全要求方面，主要有工位一般工效學(xué)要求；操縱器的操作方向和最終效應(yīng)；安全距離，噪聲限值，人體全身振動(dòng)暴露的評(píng)價(jià)等?！?〕其他要求。1〕共存性。設(shè)備的一些特性可能通過電網(wǎng)對(duì)其他電氣設(shè)備造成有害影響，也可能惡化供電電源質(zhì)量，所以必須在設(shè)備的安全制定中降低這些特性，必要時(shí)對(duì)這些特性作估計(jì)，這些特性有：①瞬時(shí)過電壓；②快速波動(dòng)負(fù)載；③起動(dòng)電流；④諧波電流；⑤直流反饋；⑥高頻振蕩；⑦對(duì)地泄漏電流；⑧附加接地的必要性