企業(yè)高壓電氣安全管理研究與“上鎖掛牌”應(yīng)用

程金超，劉鐵君

（北京首鋼股份有限公司，河北唐山 065404）

0 引言

結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 33579—2017《機(jī)械安全危險(xiǎn)能量控制方法上鎖/掛牌》，對危險(xiǎn)能量控制常用方法——“上鎖掛牌”的概念與基本程序進(jìn)行分析。重點(diǎn)論述高壓系統(tǒng)中執(zhí)行“上鎖掛牌”工作的難點(diǎn)以及工作程序。

1 高壓電氣安全管理現(xiàn)狀分析

目前，高壓電氣設(shè)備被冶金企業(yè)普遍使用，為生產(chǎn)運(yùn)行中的核心設(shè)備，是日常檢查、維護(hù)、清掃、保養(yǎng)的重點(diǎn)對象。高壓電氣設(shè)備一般選用供電電壓為6 kV、10 kV、35 kV，考慮到功率、成本、維護(hù)等因素，多數(shù)選用10 kV 電氣設(shè)備。

1.1 目前高壓電氣設(shè)備檢修安全措施

目前，在GB/T 26860—2011《電力安全工作規(guī)程》[1]、《北京地區(qū)電氣規(guī)程匯編》[2]等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中，針對預(yù)防高壓電氣安全事故制定了相關(guān)的安全管控措施，各企業(yè)也進(jìn)行細(xì)化，并制定企業(yè)制度用于高壓電氣安全管理，重點(diǎn)措施體現(xiàn)在以下4 方面：

（1）聯(lián)系確認(rèn)制度。指供電部門與用電部門在相關(guān)電氣設(shè)備上或關(guān)聯(lián)設(shè)備上進(jìn)行檢修、試驗(yàn)、操作、故障處理等作業(yè)活動時(shí)，雙方對作業(yè)任務(wù)進(jìn)行確認(rèn)，避免送錯(cuò)、停錯(cuò)設(shè)備的重要措施。常見失誤形式有聯(lián)系內(nèi)容不清、說錯(cuò)設(shè)備名稱或聽錯(cuò)設(shè)備名稱，導(dǎo)致操作錯(cuò)誤。

（2）電氣操作票制度。電氣操作票是保證電氣操作安全正確、防止人為誤操作的重要手段，操作票由操作人填寫、監(jiān)護(hù)人審核，操作應(yīng)由兩人進(jìn)行，一人操作、一人監(jiān)護(hù)，過程中執(zhí)行唱票復(fù)誦制度，防止操作錯(cuò)誤。常見失誤形式有習(xí)慣性違章操作、操作時(shí)精神不集中未執(zhí)行唱票復(fù)誦，導(dǎo)致操作錯(cuò)誤。

（3）在電氣設(shè)備上作業(yè)保證安全的工作措施。指在全部停電或部分停電的電氣設(shè)備上工作時(shí)必須執(zhí)行工作票制度、工作查活及交底制度、工作許可制度、工作監(jiān)護(hù)制度、工作間斷和轉(zhuǎn)移制度、工作終結(jié)和送電制度，做到從準(zhǔn)備到完工全過程管控。常見失誤形式有工作終結(jié)現(xiàn)場人員未撤離即送電，導(dǎo)致人員觸電。

（4）在電氣設(shè)備上作業(yè)保證安全的技術(shù)措施。指在全部停電或部分停電的電氣設(shè)備上工作時(shí)，必須完成停電、驗(yàn)電、裝設(shè)接地線、懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)臨時(shí)遮攔的安全措施，此措施需按順序進(jìn)行。常見失誤形式有裝設(shè)接地線后未懸掛“已接地”標(biāo)示牌，導(dǎo)致帶地線送電。

1.2 高壓電氣安全事故分析

高壓電氣安全事故[3]多發(fā)生在設(shè)備檢維修作業(yè)期間，設(shè)備設(shè)施從運(yùn)行到停止、再從停止到運(yùn)行不斷變化，設(shè)備狀態(tài)改變提高了對作業(yè)人員造成的傷害風(fēng)險(xiǎn)。按照海因里希300：29：1 法則來分析，每1 起嚴(yán)重的事故背后必然有29 起較輕微事故和300 起未遂先兆，其中300 起未遂先兆事件中，可能因?yàn)椴僮髌钡膶徍诉M(jìn)行糾正、聯(lián)系確認(rèn)不清重新聯(lián)系確認(rèn)、操作時(shí)監(jiān)護(hù)到位及時(shí)制止錯(cuò)誤操作等原因，避免了失誤演變成錯(cuò)誤的結(jié)果或未避免但未發(fā)生安全事故；29 起輕微事故中，可能因?yàn)樽鳂I(yè)過程中的管控環(huán)節(jié)失效，造成失誤演變成錯(cuò)誤的結(jié)果，但現(xiàn)場安全措施得當(dāng)，只發(fā)生輕微事故；1 起嚴(yán)重事故，可能因?yàn)樽鳂I(yè)過程中的管控環(huán)節(jié)全部失效，失誤導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果發(fā)生安全事故。

在電氣作業(yè)安全措施中不難發(fā)現(xiàn)，目前保障高壓電氣作業(yè)安全管理的手段主要依靠制度約束，依靠管理手段規(guī)范人員行為、規(guī)范作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理，但從本質(zhì)上看，人員專業(yè)素質(zhì)、心理狀態(tài)、精神狀態(tài)等諸多因素在整個(gè)作業(yè)過程中起到關(guān)鍵作用。人員素質(zhì)不同、心理狀態(tài)不同、精神狀態(tài)不同，失誤的概率也不同，一旦出現(xiàn)失誤環(huán)節(jié)，只能依靠另一個(gè)人來約束。這種管控的能力波動性較大，不能從本質(zhì)上來防止失誤導(dǎo)致的錯(cuò)誤結(jié)果發(fā)生。

2 “上鎖掛牌”的概念

根據(jù)GB/T 33579—2017《機(jī)械安全危險(xiǎn)能量控制方法上鎖/掛牌》[4]的定義，“上鎖/掛牌”是按照既定程序在能量隔離裝置上放置鎖具/標(biāo)牌[5]，以表明在鎖具/標(biāo)牌按照既定程序移除之前，不得操作能量隔離裝置。

“上鎖掛牌”的目的是防止機(jī)器意外啟動以及防止危險(xiǎn)能量的意外釋放[6]，這里的危險(xiǎn)能量是指任何可能造成人身傷害的能源，包括電氣、機(jī)械、液壓、氣動、化學(xué)、熱能及勢能等。為了避免危險(xiǎn)能量的意外釋放，通常會加裝能量隔離裝置，即物理防止能量傳輸或釋放的機(jī)械裝置。

3 高壓電氣推行“上鎖掛牌”實(shí)施難點(diǎn)

當(dāng)前6～10 kV 高壓系統(tǒng)一般選用金屬鎧裝移開式開關(guān)柜，其主要裝置為高壓斷路器，按狀態(tài)分可分為合閘狀態(tài)和分閘狀態(tài)兩種狀態(tài)，按位置分可分為工作位置、試驗(yàn)位置和檢修位置3 個(gè)位置。開關(guān)柜主要依靠高壓斷路器合閘和分閘實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的通斷電，依靠斷路器位置實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備部分與帶電部分接通、隔離、檢修功能，因此，該類型高壓柜具備負(fù)荷開關(guān)和隔離開關(guān)的功能。

3.1 生產(chǎn)組織中存在的實(shí)施難點(diǎn)

在當(dāng)前冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中，設(shè)備定期保養(yǎng)是保證生產(chǎn)高效穩(wěn)定的基礎(chǔ)，多采用全流程計(jì)劃性檢修，即在同一時(shí)間組織對相對獨(dú)立的生產(chǎn)流程單元的相關(guān)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行檢修作業(yè)，其目的是利用同一時(shí)間組織區(qū)域性檢修，減少非計(jì)劃性檢修對生產(chǎn)造成的影響。然而，高壓開關(guān)柜既是生產(chǎn)設(shè)備的能源隔離裝置，又是高壓系統(tǒng)的重要設(shè)備，按照DL/T 596—2015《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》要求，每1～3 年需要對高壓系統(tǒng)不同元件進(jìn)行電氣預(yù)防性試驗(yàn)，因此高壓設(shè)備檢修工作一并納入到全流程計(jì)劃性檢修工作中，高壓系統(tǒng)需要既滿足能源隔離“上鎖掛牌”，同時(shí)還需要不影響高壓設(shè)備正常檢修組織。

3.2 高壓開關(guān)柜上鎖的實(shí)施難點(diǎn)

根據(jù)GB/T 11022—2011《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》等相關(guān)高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)規(guī)范中，未明確高壓柜上鎖掛牌要求，因此大部分高壓柜在設(shè)計(jì)初期未考慮到上鎖掛牌功能，未設(shè)置上鎖裝置[7]，需用戶自主研發(fā)安裝該裝置或是用輔助上鎖裝置來實(shí)現(xiàn)“上鎖掛牌”。目前電氣專業(yè)領(lǐng)域已開發(fā)出各類上鎖裝置應(yīng)用到高壓柜上，大致分為兩類，一種是安裝在高壓斷路器上的機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖具，另一種是安裝在高壓柜體上的機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖具。雖然兩種安裝方法不同，但目的一致，均是阻止高壓斷路器進(jìn)入工作位，達(dá)到停電部分與帶電部分的隔離鎖定目的。結(jié)合高壓設(shè)備檢修的特點(diǎn)，在選用高壓開關(guān)柜上鎖裝置時(shí)，必須考慮到高壓斷路器的檢修組織，不能選用以下6 類鎖具：

（1）安裝在高壓斷路器上，將其鎖定在試驗(yàn)位置的上鎖裝置。

（2）安裝在高壓柜上，將高壓斷路器鎖定在試驗(yàn)位置的上鎖裝置。

（3）安裝在高壓柜上，將柜門和操作孔鎖住不能打開的上鎖裝置。

（4）安裝在二次回路開關(guān)或按鈕上，鎖定控制系統(tǒng)的上鎖裝置。

（5）材質(zhì)、結(jié)構(gòu)不能滿足失誤狀態(tài)下操作應(yīng)力要求的上鎖裝置。

（6）其他不符合高壓柜設(shè)計(jì)要求的上鎖裝置。

4 高壓電氣“上鎖掛牌”程序應(yīng)用

上鎖掛牌是一種危險(xiǎn)能量控制方法，更準(zhǔn)確的說上鎖掛牌是一套危險(xiǎn)能量控制程序，是通過作業(yè)任務(wù)梳理、能源隔離需求統(tǒng)計(jì)、隔離點(diǎn)核實(shí)、隔離方法評估、編制上鎖掛牌程序文件、風(fēng)險(xiǎn)評估、鎖具準(zhǔn)備、人員授權(quán)培訓(xùn)、使用方法培訓(xùn)、現(xiàn)場模擬等程序管控單元而形成的一套上鎖掛牌程序，以此保證上鎖掛牌的可靠性和有效性，具體方法在GB/T 33579—2017《機(jī)械安全—危險(xiǎn)能量控制方法—上鎖/掛牌》中有詳細(xì)說明，重點(diǎn)闡述高壓電氣安全管理中的“上鎖掛牌”程序應(yīng)用。

4.1 生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備檢修“上鎖掛牌”程序

生產(chǎn)現(xiàn)場電機(jī)、風(fēng)機(jī)、管道等檢修作業(yè)時(shí)，需要將高壓電源斷開，避免作業(yè)過程中電機(jī)意外啟動，造成觸電傷害及機(jī)械傷害等其他衍生傷害。該類型設(shè)備高壓能源隔離裝置單一，辨識相對簡單，“上鎖掛牌”程序如圖1 所示，步驟如下：

圖1 生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備檢修“上鎖掛牌”程序

（1）生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備作業(yè)任務(wù)有高壓能源隔離需求。

（2）對應(yīng)檢修任務(wù)設(shè)備停機(jī)操作。

（3）辦理高壓停電手續(xù)，進(jìn)行停電操作。

（4）對照“上鎖掛牌”程序文件進(jìn)行高壓能源隔離點(diǎn)上鎖（如果能源需求包含其他介質(zhì)隔離點(diǎn)，應(yīng)按順序逐項(xiàng)完成“上鎖掛牌”）。

（5）集中驗(yàn)證人組織能源隔離驗(yàn)證。

（6）將組鎖鑰匙放在組鎖箱中，授權(quán)人“上鎖掛牌”。

（7）作業(yè)人員在組鎖箱“上鎖掛牌”。

（8）作業(yè)開始。

（9）作業(yè)結(jié)束。

（10）作業(yè)人員摘除組鎖箱個(gè)人鎖具。

（11）集中驗(yàn)證人組織能源恢復(fù)條件驗(yàn)證。

（12）授權(quán)人摘除個(gè)人鎖具，取出組鎖鑰匙。

（13）高壓能源隔離點(diǎn)摘鎖（如果能源需求包含其他介質(zhì)隔離點(diǎn)，應(yīng)按順序逐項(xiàng)完成摘鎖）。

（14）辦理高壓送電手續(xù)，進(jìn)行送電操作。

（15）根據(jù)開機(jī)條件組織開機(jī)操作。

（16）設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行。

4.2 高壓電氣設(shè)備檢修“上鎖掛牌”程序

高壓電氣設(shè)備維護(hù)、檢修、清掃等檢維修作業(yè)時(shí)，電機(jī)出線柜、電容器柜一般情況下高壓柜不會有返回電源（高壓電機(jī)由兩個(gè)以上電源供電除外），能源隔離需求明顯，具體“上鎖掛牌”程序參照生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備檢修“上鎖掛牌”程序執(zhí)行。變壓器及其高壓柜、線路及其高壓柜一般情況下現(xiàn)場采用雙路供電，存在電源返回危險(xiǎn)，“上鎖掛牌”程序如圖2 所示（以10/0.4 變壓器檢修任務(wù)為例），步驟如下：

圖2 高壓電氣設(shè)備檢修“上鎖掛牌”程序

（1）識別變壓器二次側(cè)雙路供電存在返回電源風(fēng)險(xiǎn)。

（2）拉開變壓器二次側(cè)開關(guān)。

（3）拉開變壓器一次側(cè)開關(guān)。

（4）對照上鎖掛牌程序文件進(jìn)行高壓、低壓能源隔離點(diǎn)上鎖。

（5）集中驗(yàn)證人組織能源隔離驗(yàn)證。

（6）將組鎖鑰匙放在組鎖箱中，授權(quán)人“上鎖掛牌”。

（7）作業(yè)人員在組鎖箱“上鎖掛牌”。

（8）作業(yè)開始。

（9）作業(yè)結(jié)束。

（10）作業(yè)人員摘除組鎖箱個(gè)人鎖具。

（11）集中驗(yàn)證人組織能源恢復(fù)條件驗(yàn)證。

（12）授權(quán)人摘除個(gè)人鎖具，取出組鎖鑰匙。

（13）高壓、低壓能源隔離點(diǎn)摘鎖。

（14）合上變壓器一次側(cè)開關(guān)。

（15）合上變壓器二次側(cè)開關(guān)。

（16）變壓器恢復(fù)正常運(yùn)行。

5 結(jié)束語

高壓電氣安全管理上鎖掛牌后，現(xiàn)場作業(yè)人員個(gè)人鎖具不摘除，授權(quán)人無法拿出組鎖鑰匙，無法打開能高壓開關(guān)的設(shè)備組鎖，無法恢復(fù)送電，使得作業(yè)人員安全得到有效保證，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)得到有效降低。同時(shí)，高壓人員誤送電行為也得到有效遏制，人為失誤導(dǎo)致誤送開關(guān)時(shí)，設(shè)備組鎖未摘除，無法完成誤操作，持續(xù)降低高壓電氣安全事故的發(fā)生。上鎖掛牌程序的執(zhí)行是建立在準(zhǔn)確的辨識與評估的基礎(chǔ)上，但也有人員執(zhí)行行為上的失誤風(fēng)險(xiǎn)存在，因此上鎖掛牌的正確有效實(shí)施需要以企業(yè)的規(guī)范管理以及定期培訓(xùn)為保障，并定期回顧“上鎖掛牌”程序文件，確保文件的適用性和有效性。

每一種安全管理方法也有它的使用范圍和保護(hù)范圍，而“上鎖掛牌”方法是防止危險(xiǎn)能量意外釋放的管理方法，在高壓電氣安全管理中可理解為保護(hù)失誤狀態(tài)下的誤送電操作，從本質(zhì)上降低了人為操作失誤的風(fēng)險(xiǎn)。雖然實(shí)現(xiàn)高壓電氣設(shè)備上鎖掛牌，但相關(guān)電氣檢修安全措施依然需要執(zhí)行，兩者不相矛盾也不能替代。對于其他電氣安全事故的防范，如誤入帶電間隔等問題均不在保護(hù)范圍內(nèi)，更加需要在高壓設(shè)備五防功能、聯(lián)鎖功能以及電氣安全措施等方面加強(qiáng)管理。