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本质安全型设备的设计方法

更新时间:2009-03-28

“本质安全”一词源于GB 3836.1—2000标准,“本质安全”作为一个定语修饰防名词“防爆电器”,组成一个“本质安全型防爆电器”的词组,本质安全型防爆电器在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物。随着时间发展,人们给本质安全赋予了更多的内涵,公认的本质安全定义是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性,即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。

1 环节与风险识别是本质安全设计的基本前提

以一个简单电路为例,如图1所示,阐述影响本质安全的环节及风险。假设灯泡亮为安全,灯泡灭掉为不安全,那么影响安全的环节有导线、开关和电源。设计本质安全首先要识别影响安全的各种因素,如果影响因素没有被正确识别,那么本质安全的设计就会失败。影响灯泡亮灭的基本因素中,如过开关的影响没有被识别出来,一旦开关发生故障,灯泡就会灭掉,安全状态变成不安全状态。所以,环节及风险识别是本质安全型设备与本质安全管理体系设计的基本前提。

  

图1 简单电路示意图

2 设计本质安全的基本方法

2.1 单线强化设计

以图1为例,为保证灯泡不灭掉,可以更换更粗的导线、使用质量更好的开关,保证电源可靠,保证各元件之间连接可靠。这些影响因素及风险是串联在一起的,各种措施都是单线的强化,有一定程度上可以提高安全系数,但如果某一环节发生问题就会影响到整体的安全性。单线强化设计在环节少和风险比较简单的情况下可以使用,如在某些场合,加粗线径就可以保证安全绳不被拉断。在环节多和作业风险比较复杂时,单线强化设计的作用就会降低,甚至完全失效。

2.2 联锁、自锁与互锁设计

联锁是指将电气设备相互制约的关系。自锁就是当启动按钮按下后,电气动作,放开按钮后电气依然动作不会因为按钮放开而复位,互锁简单来说是2个接触器任何一个动作了都会切断另一个接触器的线圈,结果就是在同一时间内始终只有一个接触器能动作。通常控制电机正反转的接触器要接成互锁状态。本质安全型设备的设计,经常会用到上述3种闭锁方式,如双电源用户为防止倒送电,要安装闭锁装置;为防止误操作,一些控制设备的二次线路采用闭锁装置;运行中的高压开关柜门闭锁,无法开启。这些都是很好的本质安全型设备。

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在本质性安全管理体系的设计当中,电力设备的3种闭锁方式也会用到,如同杆塔架设部分线路的停电检修工作,为防止作业人员误入带电侧发生触电事故,工作前要对作业人员进行安全技术交底,让作业人员明确危险点及带电部位,作业人员时刻注意自己的工作状态,这是一种本质安全的自锁设计。规程要求,此类作业必须设有专职监护人,专职监护人的职责要明确被监护人员和监护范围,监督被监护人员遵守安全作业规程和执行现场安全措施,及时纠正被监护人员的不安全行为,这是一种本质安全的联锁设计。但此时,本次作业仍没有达到本质安全作业的要求,如果专职监护人玩忽职守,被监护人员自己失误,仍有可能误入带电线路侧。在本质安全管理体系的设计当中,仍要增加一些技术措施与安全措施保障安全作业,如工作人员佩戴近电感应的安全帽;佩戴近电感应的手环;在靠近带电侧的合理安全的部位放置超声波近电报警器,类似汽车的倒车雷达,当人靠近带电部位时会声光报警;专职监护人监护过程中要使用声像执法仪,既可以监督被监护人员,又会对专职监护人的监护行为进行监督,相当于加了多重保险。这是一系列的本质安全的联锁设计。

在线路停电检修工作中,工作票签发人不签发工作票,工作票无法执行,工作许可人不签字许可开工,工作负责人拿不到工作票就不能开工,工作负责人不签字终结工作票,不把工作票上交给工作许可人,工作许可人就不得恢复送电。这是一种典型的本质安全互锁设计。在实际工作当中,各单位还要引入现场安全督察人员,全程监督工作票的执行环节。在互锁设计的基础上加上联锁及监督,安全系数得到更大的提高。

但是我国目前财务管理者的专业水平较低,对管理会计内容与特征没有充分认识,对企业未来的运营与发展的认识不够,这也在一定程度上阻碍了管理会计在财政预算管理中的实践应用。

在实际工作当中,联锁、自锁与互锁的设计方法可以单独使用,也可以综合使用,在一项管理措施里往往会同时看到3种设计方法的同时存在。随着科学技术发展,一些本质安全设备还有进一步改进和完善的空间,本质安全的管理体系也能引入更客观、更可靠的控制措施,特别是计算机联锁控制,引入现场拍照,互联网实时上传等功能,在复杂节点控制方面具有更高的可靠性。

2.3 冗余设计

采用冗余设计的本质安全型设备及本质安全性管理体系,必须进行科学论证,避免发生共因失效(common cause failure,简称CCF),共因失效是指在一个系统中由于某种共同原因而引起2个及以上单元的同时失效,从而造成整个冗余系统失效。如主用与备用设备采用同一电源,电源发生故障,所有设备都无法工作;安全带、后备保护绳要固定在不同的牢固构件上,防止固定在单一构件上,固件松动后安全带、后备保护绳同时失去保护作用。通常,一起电力安全生产事故往往是由一系列违章行为联锁反应引起的,甚至是工作人员责任心集体丧失。有些安全生产工作,管理责任不明确,大家都在管大家都不管,人浮于事,缺乏有效客观的监管。

冗余设计是指通过重复配置某些关键设备或部件,当系统出现故障时,冗余的设备或部件介入工作,承担已损设备或部件的功能,为系统提供服务,减少宕机事件的发生。一个在杆塔上作业的人员,如果他操作失误意外跌落,保证他安全的有安全带,如果安全带松脱了还有后备保护绳补救,这是一种典型的冗余设计。为保证图1灯泡亮,可以增加一组备用电源,这也是一种冗余设计。冗余系统的优点在于易实现、可靠性高,缺点是系统臃肿、后期维护成本高、相互独立的配置之间会互相影响。

综合上述3种本质安全设计的主要方法,在实际使用过程中要灵活使用。各种新型本质安全设备与本质安全管理体系的管理方法都应该反复论证,通过有关部门验收后方可投入实际应用。

3 结束语

电力企业要实现本质安全,需要本质安全型的电力设备,更需要本质安全的管理体系。本质安全的管理模式与其他安全管理模式有着本质上的区别,必须牢牢抓住本质安全的根本内涵,对安全生产的方方面面进行深入的研究和梳理,设计出更客观有效的控制管理措施,不能简单地把其他管理模式照搬过来,外边穿着本质安全的衣物,里边还是旧思维、老方法。把安全生产的每一个管理环节掰开揉碎,研究透彻,都大有文章可做,通过广大电力工作者不懈努力与实践,最终实现电力生产的本质安全的总目标。

纵观资本发展的历史,总是伴随着野蛮,总是会表现出其最丑陋的一面,往往是货币成了人们追求的唯一目标。同时,货币把所有东西都降低为某种抽象的观念,在自己的运动中把自己降低为某种量化的存在。马克思在分析了资本主义异化劳动的历史暂时性之后指出,只有这样的条件,才能为每个人的自由全面发展建立现实基础,而这又是社会长期发展的自然产物。

 
王忠阳
《农村电气化》 2018年第04期
《农村电气化》2018年第04期文献

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