電氣工程技術(shù)及機(jī)床電氣安全設(shè)計(jì)分析

李家齊

（希斯機(jī)床（沈陽(yáng)）有限責(zé)任公司 遼寧 沈陽(yáng) 110142）

1 引言

電氣工程技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中的重要組成部分[1]。實(shí)體經(jīng)濟(jì)在國(guó)民生產(chǎn)總值中占有大部分份額，它的發(fā)展受到了越來(lái)越多來(lái)自政府及科技工作者的重視。工業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn)離不開電氣工程技術(shù)的發(fā)展，其發(fā)展水平的高低直接影響著我國(guó)工業(yè)信息化、智能化進(jìn)程。任何技術(shù)都無(wú)法保證，在獨(dú)立存在的情況下充分發(fā)揮其作用。同時(shí)，電氣工程技術(shù)發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題，也得到了越來(lái)越多來(lái)自工程技術(shù)人員的關(guān)注。其中安全問(wèn)題關(guān)乎生產(chǎn)過(guò)程是否能夠平穩(wěn)運(yùn)行，操作人員的生命安全是否能夠得到保障。因此，電氣工程技術(shù)在特定領(lǐng)域內(nèi)的安全設(shè)計(jì)問(wèn)題至關(guān)重要。本文以機(jī)床生產(chǎn)為背景，在深入分析了現(xiàn)代電氣工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，影響因素及安全問(wèn)題的基礎(chǔ)上，給出了電氣工程技術(shù)在機(jī)床電氣安全設(shè)計(jì)中的應(yīng)用過(guò)程，有利于電氣工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及指導(dǎo)安全生產(chǎn)。

2 現(xiàn)代電氣工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代電氣工程技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用，完成了從原始的手工操作到機(jī)器操作的批量化生產(chǎn)。利用電氣化的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)自動(dòng)化的生產(chǎn)流程，不僅大大提高了生產(chǎn)力，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且降低了時(shí)間成本，節(jié)約了自然資源，為創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供了前提和保障。

3 現(xiàn)代電氣工程技術(shù)的影響因素及安全問(wèn)題

現(xiàn)代電氣工程技術(shù)的發(fā)展主要有下面幾個(gè)影響因素：

3.1 交叉相關(guān)學(xué)科發(fā)展的影響。電氣工程技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中并不是單獨(dú)存在的，它需要與其他技術(shù)配合完成相應(yīng)功能。這勢(shì)必會(huì)受到其它交叉學(xué)科的影響，主要包括電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)及通訊技術(shù)等等。這些技術(shù)在科技人員的努力下，不斷更新和完善，它們對(duì)現(xiàn)代電氣工程技術(shù)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。

3.2 社會(huì)的發(fā)展對(duì)電氣工程技術(shù)提出了新的要求。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平的要求越來(lái)越高。自動(dòng)化、信息化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，為現(xiàn)代電氣工程技術(shù)的發(fā)展指明了方向。

工業(yè)生產(chǎn)的日益復(fù)雜對(duì)安全生產(chǎn)也提出了更高要求。安全事故不僅嚴(yán)重降低產(chǎn)能，減少經(jīng)濟(jì)收益，更重要的是，會(huì)對(duì)操作人員產(chǎn)生巨大的人身威脅。以化工生產(chǎn)為例，很多化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響，若發(fā)生重大的安全事故，其后果是不堪設(shè)想的。因此，安全生產(chǎn)問(wèn)題至關(guān)重要，電氣安全設(shè)計(jì)為安全生產(chǎn)提供了有力保證。下面以機(jī)床生產(chǎn)為背景，闡述機(jī)床電氣安全設(shè)計(jì)問(wèn)題。

4 機(jī)床電氣安全設(shè)計(jì)

機(jī)床的電氣設(shè)計(jì)需要符合國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如：國(guó)標(biāo)GB 5226.1—2008/IEC 60204-1:2005《機(jī)械電氣安全 機(jī)械電氣設(shè)備 第一部分：通用技術(shù)條件》。其中分析了危險(xiǎn)情況的起因[2]：電氣設(shè)備失效或故障，從而導(dǎo)致電擊或電火的發(fā)生；控制電路（或者與其有關(guān)的元器件）失效或故障，從而導(dǎo)致機(jī)械誤動(dòng)作；電源的騷擾或中斷，以及動(dòng)力電路失效或故障造成的機(jī)械誤動(dòng)作；由于滑動(dòng)或滾動(dòng)接觸的電路連續(xù)性損失，所引起的安全功能失效；由電氣設(shè)備外部或內(nèi)部產(chǎn)生的電騷擾（如電磁、靜電），從而導(dǎo)致機(jī)械誤動(dòng)作；由存儲(chǔ)的能量（電氣或機(jī)械的）釋放，從而導(dǎo)致會(huì)引起傷害的非預(yù)期動(dòng)作；噪聲達(dá)到危害人員健康的程度；會(huì)引起傷害的外表溫度。

需要針對(duì)上面的危險(xiǎn)情況制定相應(yīng)的安全措施。包括設(shè)計(jì)階段的安全準(zhǔn)則和要求用戶自行配置的綜合設(shè)施。在設(shè)計(jì)和研制機(jī)床的過(guò)程中，應(yīng)首先對(duì)可能存在的機(jī)械及電氣設(shè)備的危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行提前判斷。若在設(shè)計(jì)階段無(wú)法消除或降低預(yù)判的危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該提供降低危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)的安全防護(hù)及設(shè)計(jì)警示方案。對(duì)用戶需要注意的安全事項(xiàng)予以充分地聲明，對(duì)于可能出現(xiàn)的一些安全問(wèn)題，給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

機(jī)床電氣安全設(shè)計(jì)主要涉及以下幾個(gè)方面：

4.1 急停開關(guān)

急停開關(guān)應(yīng)放在操作人員最容易操作的位置及其它可能需要引發(fā)急停的位置；機(jī)床操作平臺(tái)上的急停開關(guān)需要統(tǒng)一采用Φ22規(guī)格紅色蘑菇頭式按鈕開關(guān)，按鈕底部安裝Φ60黃圈；若有多個(gè)相同功能的急停開關(guān)，需要使用串聯(lián)的方式連接；在設(shè)計(jì)急停開關(guān)信號(hào)時(shí)，除了將其編入PLC程序，還要使其在硬件電路上可直接作用于伺服系統(tǒng)，使其斷開，同時(shí)不能引起自由停車。

4.2 防護(hù)門安全開關(guān)

為保證機(jī)床操作人員的安全，電氣設(shè)計(jì)上必須有防護(hù)門安全開關(guān)信號(hào)。

4.3 機(jī)床總開關(guān)脫扣電路

脫扣電路設(shè)計(jì)的目的是在機(jī)床正常工作時(shí)，電箱可正常通電工作。當(dāng)電箱門打開時(shí)，脫扣線圈回路閉合，總空氣開關(guān)斷開，用來(lái)保證人員的安全。因此，機(jī)床總空氣開關(guān)應(yīng)配置分勵(lì)脫口裝置，并在電箱上安裝電箱門狀態(tài)開關(guān)，將開關(guān)串入脫扣電路。通過(guò)開關(guān)狀態(tài)的切換，控制總空氣開關(guān)。電箱上應(yīng)當(dāng)貼有安全警示標(biāo)牌。對(duì)于電箱開門帶電診斷的操作，電箱門上應(yīng)當(dāng)有安全說(shuō)明標(biāo)牌。

4.4 機(jī)床總開關(guān)操作手柄

機(jī)床總空氣開關(guān)必須安裝旋轉(zhuǎn)操作手柄；旋轉(zhuǎn)操作手柄上提供能夠用掛鎖鎖住的機(jī)構(gòu)，鎖住后，能夠防止操作旋轉(zhuǎn)手柄使空氣開關(guān)閉合；在操作說(shuō)明書的安全須知中，必須作如下說(shuō)明：在打開電箱進(jìn)行電氣維修時(shí)，必須用掛鎖將旋轉(zhuǎn)操作手柄鎖住，以免其他人員誤操作發(fā)生危險(xiǎn)。

4.5 接地銅導(dǎo)線的最小截面積

機(jī)床接地銅導(dǎo)線的最小截面積根據(jù)設(shè)備供電相線的截面積來(lái)選取，其規(guī)則為：當(dāng)截面積小于等于16mm2時(shí)，則最小截面積等于截面積；當(dāng)截面積大于16mm2小于等于35mm2時(shí)，則最小截面積等于16mm2；當(dāng)截面積大于35mm2，則最小截面積等于截面積的一半。

4.6 接地方式

機(jī)床采用共地接地方式，為此相關(guān)要求如下：

出廠技術(shù)文件必須要求用戶提供良好的接地；交流變壓器輸出的0線和24V直流電源輸出的0V線，在接線端子排上集中后，分別用白色導(dǎo)線與接地端子排連接，需要時(shí)可以將白色導(dǎo)線斷開以實(shí)現(xiàn)浮地接地方式；電氣柜內(nèi)所有接地線必須與接地端子排直接連接，不準(zhǔn)用串聯(lián)方式接地；用戶的地線直接連接到接地端子排上，不可以用普通接線端子排轉(zhuǎn)接。

4.7 電箱照明電路

電箱照明電源由用戶引入AC220V電源，當(dāng)機(jī)床總開關(guān)斷開時(shí)，不會(huì)斷開此電源；電箱照明燈前端必須有匹配的，用于保護(hù)的微型斷路器及電源接線端子；微型斷路器及接線端子處要設(shè)置經(jīng)久耐用的永久性警告標(biāo)牌；電箱照明電路必須與其他電路隔離；電箱照明電路必須采用橙色導(dǎo)線連接。

5 結(jié)論

隨著社會(huì)科技的發(fā)展及工業(yè)自動(dòng)化、信息化水平的提高，電氣工程技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文主要論述了電氣工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及影響因素。對(duì)電氣工程技術(shù)在特定領(lǐng)域內(nèi)的安全設(shè)計(jì)問(wèn)題給予了關(guān)注。以機(jī)床生產(chǎn)為背景，給出了電氣工程技術(shù)在機(jī)床電氣安全設(shè)計(jì)中的應(yīng)用過(guò)程，有利于電氣工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及指導(dǎo)安全生產(chǎn)。隨著電氣工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，企業(yè)和部門應(yīng)抓住新時(shí)代的機(jī)遇，強(qiáng)化科技隊(duì)伍專業(yè)技能培訓(xùn)，引進(jìn)和吸收新的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

[1]黃民德，季中，郭福雁.建筑電氣工程施工技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]機(jī)械安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分;通用技術(shù)條件[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003-5-1.