設(shè)計(jì)預(yù)防（PtD）——電氣風(fēng)險(xiǎn)的第一道防線
發(fā)布時(shí)間：2020-10-16 來(lái)源：控制工程網(wǎng)
為工業(yè)設(shè)備控制面板提供更智能的電氣設(shè)計(jì)，有助于降低風(fēng)險(xiǎn)和提高安全性。 1979年，美國(guó)消防協(xié)會(huì)（NFPA）發(fā)布了《 NFPA 70E工作場(chǎng)所電氣安全標(biāo)準(zhǔn)》的第一版。如今，美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局（OSHA）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，電氣接觸風(fēng)險(xiǎn)仍然是造成工作場(chǎng)所死亡的第六大常見(jiàn)原因，也是建筑行業(yè)中的第三大常見(jiàn)原因。同樣，國(guó)際電氣安全基金會(huì)（ESFI）發(fā)現(xiàn)，從2003年至2017年，非致命性電氣傷害的最高人數(shù)是建筑業(yè)和制造業(yè)。
盡管人們努力提高對(duì)電氣風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)，并實(shí)施了建立培訓(xùn)和工作程序的電氣安全計(jì)劃，但電氣事故仍時(shí)有發(fā)生，工人正在承受后果。通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)防(PtD)可以幫助工人提高意識(shí)和提高安全性。設(shè)計(jì)預(yù)防的目標(biāo)，是盡可能在設(shè)計(jì)中限制人體暴露以及人與風(fēng)險(xiǎn)的相互作用，來(lái)預(yù)防工作場(chǎng)所傷害。
最佳實(shí)踐是在執(zhí)行工作之前，建立并確認(rèn)當(dāng)前工作條件是否是電氣安全的。正確斷電、驗(yàn)證電壓是否存在以及遵守鎖定/標(biāo)記（LOTO）要求，這一切都需要適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)、資格認(rèn)證和工作程序。
隨著工廠運(yùn)營(yíng)的發(fā)展，在操作設(shè)備時(shí)，除合格的電工外，其他人員也會(huì)與電氣設(shè)備進(jìn)行交互。任務(wù)包括更新固件或編程、執(zhí)行熱掃描、監(jiān)視傳感器以及執(zhí)行非電氣維護(hù)任務(wù)。所有人員都必須意識(shí)到電氣風(fēng)險(xiǎn)，并且在設(shè)計(jì)階段就要考慮這些因素，然后就可以采取措施，減輕潛在的電氣風(fēng)險(xiǎn)。
使用便攜式測(cè)試儀器執(zhí)行無(wú)電壓驗(yàn)證，取決于人工輸入、交互作用和解釋。即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的人員，也可能會(huì)發(fā)生人因錯(cuò)誤。
在具有潛在電氣風(fēng)險(xiǎn)的工作環(huán)境中，工人如何安全地執(zhí)行這些任務(wù)？對(duì)工廠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)、監(jiān)視和故障排除的需求正在增加。這意味著，使用現(xiàn)有的最佳技術(shù)來(lái)最大程度地減少直接接觸潛在電氣風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)會(huì)至關(guān)重要。
了解風(fēng)險(xiǎn)控制的層次結(jié)構(gòu)
控制工程師和設(shè)備設(shè)計(jì)師是預(yù)防電氣風(fēng)險(xiǎn)的重要防線。在設(shè)計(jì)工作區(qū)以及選擇和安裝設(shè)備及安全技術(shù)時(shí)，首先要規(guī)劃整個(gè)設(shè)備生命周期的安全性。
一個(gè)常見(jiàn)的挑戰(zhàn)是：工程師如何開(kāi)發(fā)一種標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，以使授權(quán)人員免受電氣機(jī)殼電壓的傷害？
設(shè)計(jì)預(yù)防取決于對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制層次結(jié)構(gòu)的理解。層次結(jié)構(gòu)將風(fēng)險(xiǎn)控制措施按照有效性從高到低進(jìn)行排序：
●從物理上消除危害。
●用非危險(xiǎn)品代替危險(xiǎn)品，或?qū)L(fēng)險(xiǎn)最小化。
●工程控制措施可防止人員進(jìn)入和充當(dāng)人員與風(fēng)險(xiǎn)之間的屏障。
●行政管理控制措施通過(guò)培訓(xùn)、程序、政策和指示來(lái)改變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞健?/div>
●個(gè)人防護(hù)裝備可以與行政管理配合使用，但不能消除風(fēng)險(xiǎn)。
在很多企業(yè)中，驗(yàn)證無(wú)電壓的過(guò)程主要依賴于層次結(jié)構(gòu)的最低兩層，管理控制（包括LOTO程序、培訓(xùn)和設(shè)備）和個(gè)人防護(hù)設(shè)備。因?yàn)椴恍枰默F(xiàn)有設(shè)備，這些方法通常實(shí)施起來(lái)最快，但容易受到人因錯(cuò)誤的影響，因此作為一種長(zhǎng)期方法來(lái)控制暴露于危險(xiǎn)，它不是最有效的。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在培訓(xùn)、個(gè)人防護(hù)設(shè)備更換成本以及事件的潛在可能性之間，單獨(dú)實(shí)施這兩個(gè)層次的控制，相較于從一開(kāi)始就設(shè)計(jì)具有先進(jìn)安全技術(shù)的工作空間，可能成本更為昂貴。
例如，個(gè)人防護(hù)設(shè)備不能防止發(fā)生電氣事故。它只能限制暴露于危險(xiǎn)之中。管理控制的有效性，取決于危害的類型以及對(duì)控制措施的遵循程度。兩者都留下了很大的人因錯(cuò)誤的空間。
不幸的是，最有效的風(fēng)險(xiǎn)控制方法可能在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)施。消除電氣外殼的電源不是一種可實(shí)現(xiàn)的選項(xiàng)。但是，工程師可以選擇替代方法，將120 V控制電路替換為24 V，以減少觸電風(fēng)險(xiǎn)。暴露端子也可以用IP20等級(jí)的“手指安全”端子替代，以防止意外接觸通電導(dǎo)體。
工程控制措施雖然不能徹底消除風(fēng)險(xiǎn)，但可以將人員與風(fēng)險(xiǎn)隔離開(kāi)，并將風(fēng)險(xiǎn)降低到“合理的最低水平”。數(shù)據(jù)訪問(wèn)端口安裝在控制面板的外部，可用于訪問(wèn)電源插座和控制面板，而無(wú)需人員打開(kāi)機(jī)箱本身。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障排除時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)端口（也稱為編程端口或服務(wù)端口）或遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，使工作人員能夠檢查或更改程序參數(shù)，而不必打開(kāi)電氣外殼的門。
通過(guò)自動(dòng)執(zhí)行無(wú)電壓驗(yàn)證并在10秒內(nèi)完成整個(gè)驗(yàn)證過(guò)程，Panduit的VeriSafe無(wú)電壓測(cè)試儀使工廠能夠更快、更安全、更高效地工作。圖片來(lái)源：Panduit
設(shè)計(jì)預(yù)防技術(shù)的進(jìn)步
當(dāng)涉及到電氣風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，工程控制措施比單獨(dú)的行政管理措施和個(gè)人防護(hù)設(shè)備更有效和可靠。主動(dòng)的工程控制，可能仍然需要人為干預(yù)，但是它們不太容易受到人因錯(cuò)誤的影響。
數(shù)據(jù)訪問(wèn)端口、固定安裝的電壓指示器、電壓測(cè)試端口和自動(dòng)斷電的電壓測(cè)試器，可通過(guò)設(shè)計(jì)方法與預(yù)防結(jié)合使用的工具或技術(shù)，來(lái)避免將工作場(chǎng)所暴露于電氣風(fēng)險(xiǎn)中。
當(dāng)需要斷電工作時(shí)，自動(dòng)無(wú)電壓測(cè)試儀（AVT）可以使建立電氣安全工作條件的驗(yàn)證步驟更加安全、高效。通過(guò)在斷開(kāi)電氣設(shè)備之前就驗(yàn)證是否有電壓，自動(dòng)測(cè)試儀可以減少潛在的電氣風(fēng)險(xiǎn)，其自動(dòng)化的測(cè)試過(guò)程還使其不易受到人因錯(cuò)誤的影響。
實(shí)施設(shè)計(jì)預(yù)防的好處
諸如數(shù)據(jù)訪問(wèn)端口和自動(dòng)無(wú)電壓測(cè)試儀之類的創(chuàng)新，使其能夠補(bǔ)充現(xiàn)有的控制程序或替代效率較低的程序。這些技術(shù)證明，精心設(shè)計(jì)的工程控制措施可以保護(hù)工人，而不會(huì)影響生產(chǎn)率。實(shí)際上，設(shè)計(jì)預(yù)防通?？梢蕴岣呱a(chǎn)率，通過(guò)使流程更高效來(lái)節(jié)省成本，并最大程度地降低流程對(duì)于人工輸入的依賴，從而可以減少因人因故障導(dǎo)致的意外事件所產(chǎn)生的直接和間接成本。
安全創(chuàng)新需要與制造業(yè)保持同步的快速發(fā)展。行政管理控制和個(gè)人防護(hù)設(shè)備只能在降低電氣危害風(fēng)險(xiǎn)方面發(fā)揮作用。如果安全專家希望看到電氣危害從OSHA的最高風(fēng)險(xiǎn)清單中消失，那么設(shè)計(jì)預(yù)防和工程控制措施將是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵因素。（作者：Martin Kronz）
標(biāo)簽：設(shè)計(jì)預(yù)防,工程控制,電氣設(shè)備,電氣事故
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