淺探電氣設備的安全要求

浦爭春

電氣設備品種繁多，難以詳細敘述，這里主要討論電氣設備的一般安全問題，而且所涉及的只是幾種最常見的、通用的電氣設備。下面先討論工作環境對電氣設備的要求。

1 工作環境對電氣設備的要求

應當根據所在環境觸電危險的程度，選用適當的電氣設備。從觸電危險的角度考慮，工作環境可分為普通環境、危險環境和高度危險環境。

普通環境即觸電危險性較小的環境。這類環境必須是干燥的（相對濕度不超過75%）、無導電性粉塵的環境；而且，其金屬物品、構架、機器設備不多，其金屬占有系數——金屬物品所占面積與建筑物面積之比不超過20%；此外，這類環境的地板須是由木材、瀝青或瓷磚等非導電性材料制成的。屬于這類環境的，有儀表廠的裝配大樓、一般機械廠采暖的中央試驗室、辦公室、住宅、公共建筑物和生活建筑物等。

凡具有下列條件之一者，均屬于危險環境，即觸電危險性大的環境。

1、潮濕（相對濕度大于75%）；

2、有導電性粉塵；

3、金屬占有系數大于20%；

4、炎熱、高溫（氣溫經常高于30℃）；

5、有泥、磚、濕木板、鋼筋混凝土、金屬或其他導電性的地面。

屬于這類環境的，有機械廠的金工車間和鍛工車間、冶金廠的壓延車間、拉絲車間、電爐電極和電機碳刷制造車間、鍋爐煤粉磨制車間、水泵房、空壓站、室內外變配電站、成品庫、車輛庫等。

凡特別潮濕（相對濕度接近100%）、或有腐蝕性氣體或蒸汽、或有游離物的環境均屬于高度危險的環境。凡具有上列危險環境條件中的兩條者，也屬于高度危險的環境。屬于這類環境的，有機械廠的鑄工車間、鍋爐房、酸洗車間、電鍍車間、印染廠的調色漂染車間、化學工廠的大多數車間等。

各種環境在不同程度上要受到季節、天氣等外界因素的影響，任何環境都不可能是一成不變的。因此，上述劃分只是一般的劃分，而不是絕對的。不過，潮氣、粉塵、腐蝕性氣體或蒸汽以及高溫都會對電器設備的絕緣起破壞作用，增加觸電的危險，這一點是應當肯定的。

選用電器設備時，除了要注意工作環境觸電的危險性之外，還要注意工作環境爆炸和火災的危險性。凡制造、處理或貯存爆炸性物質，或者能產生爆炸性混合氣體或爆炸性粉塵的環境均屬于有爆炸危險的環境，如乙炔站、蓄電池充電室、煤氣站、電石庫、浸漆室等。凡制造、加工或存放易燃物質的環境均屬于有火災危險的環境，如油庫、木工場等。

一般電器設備大體有如下幾種類型，并且各有其適用范圍：

1、開啟式——這種設備的帶電部分沒有任何防護，人很容易觸及其帶電部分。這種設備只用于觸電危險性小，而且人不易接近的環境；

2、防護式——這種設備的帶電部分有罩或網加以防護，人不易觸及其帶電部分，但潮氣、粉塵等能夠侵入。這種設備也只宜用于觸電危險性小的環境；

3、封閉式——這種設備的帶電部分有嚴密的罩蓋，潮氣、粉塵等不易侵入。這種設備可用于觸電危險性大的環境；

4、密閉式和防爆式——這種設備內部與外部完全隔絕，可用于觸電危險性大、有爆炸危險或有火災危險的環境。

二、電動機的相關性能要求

電動機是企業最常見的用電設備，其作用是把電能轉換為機械能。電動機種類很多，有直流電動機和交流電動機。交流電動機又分為同步電動機和異步電動機（即感應電動機），而異步電動機又分為繞線式電動機和鼠籠式電動機。其中，以鼠籠式電動機用得最多；在某些需要調速的地方，常用到繞線式電動機。

國產三相異步電動機有十多個系列，其中，J系列是防護式鼠籠電動機，JQ系列是封閉式鼠籠電動機，JB系列是防爆式鼠籠電動機，JR系列是防護式繞線電動機等等。每系列產品按功率大小和轉速高低分成很多等級。

為了保證安全，必須正確選用電動機。首先是按照工作環境選定適當的防護型式。例如：潮濕、多塵的環境或者戶外，應選用封閉式電動機；有可燃或爆炸性氣體的環境，應選用防爆式電動機等。

電動機的功率必須與生產機械載荷的大小及其持續和間斷的規律相適應。電動機功率太小，勢必造成電動機過負荷工作，造成電動機過熱。過熱對電動機的絕緣是很不利的，過熱不僅會加速絕緣的老化，縮短電動機的使用年限，而且還可能由于絕緣損壞造成觸電事故。因此，在運行時，必須保持電動機各部分的溫度不超過最高允許溫度。為了更好的反映電動機的發熱，還規定了電動機的最大允許溫升，即電動機最高允許溫度與周圍環境溫度之差。新系列電動機的最大允許溫升一般都是按周圍環境溫度40℃設計的，即周圍環境40℃時具有額定功率。如果電動機采用更好的絕緣材料，電動機線圈或鐵芯等處的運行溫升還可以高一些。

如果周圍環境溫度高出40℃，電動機應降低功率使用。一般溫度每提高5℃，應降低功率5%。如果周圍環境溫度低于40℃，可適當提高電動機的功率。根據具體情況，可提高5%——8%。

應當注意，老系列的電動機都是按照周圍環境溫度35℃設計的，即35℃時具有額定功率，40℃時允許的功率應當比額定功率降低5%。

選用電動機時，除要考慮到環境和功率的要求之外，還要考慮到轉速的要求、啟動的要求、調速的要求、機械特性的要求、安裝的要求及其它要求，這些要求與安全的聯系不十分密切，這里不再討論。

三、保護電器

車間的保護電器主要包括各種熔斷器、磁力起動器的熱繼電器、電磁式過電流繼電器和失壓（欠壓）脫扣器、自動空氣開關的熱脫扣器、電磁式過電流脫扣器和失壓（欠壓）脫扣器等。繼電器和脫扣器的區別在于：前者帶有觸頭，通過觸頭進行控制；后者沒有觸頭，直接由機械運動進行控制。這些保護電器分別起短路保護、過載保護和失壓（欠壓）保護的作用。

短路保護是指線路或設備發生短路時，迅速切斷電源。熔斷器、電磁式過電流繼電器和脫扣器都是常用的短路保護裝置。應當注意，在中性點直接接地的三相四線控制系統中，當設備發生碰殼接地時，短路保護裝置應該迅速切斷電源，以防觸電，在這種情況，短路保護裝置直接承擔人身安全和設備安全兩方面的任務。

過載保護是當線路或設備的載荷超過允許范圍時，能延時切斷電源的一種保護。熱繼電器和熱脫扣器是常用的過載保護裝置；熔斷器可用作照明線路或其他沒有沖擊載荷的線路或設備的過載保護裝置。由于設備損壞往往造成人身事故，過載保護對人身安全也有很大的意義。

失壓（欠壓）保護是當電源電壓消失或低于某一限度時，能自動斷開線路的一種保護。其作用是當電壓恢復時，設備不致突然啟動，造成事故；同時，能避免設備在過低的電壓下勉強運行而遭致損壞。失壓（欠壓）保護由失壓（欠壓）脫扣器等元件執行。

四、開關電器

開關電器的主要任務是接通和斷開線路。在車間里面，開關電器主要用來啟動和停止用電設備，尤其是用來啟動和停止電動機。閘刀開關、鐵殼開關、自動空氣開關、減壓啟動器、變阻器、磁力啟動器等都屬于這類開關電器。

閘刀開關是一種最簡單的開關電器。常用的有膠蓋閘刀開關和石板閘刀開關。前者刀閘下方配用熔絲，后者刀閘下方配用管式熔斷器。閘刀開關是靠拉長電弧而使之熄滅的。為了克服手動拉閘不快，電弧強烈燃燒的缺點，容量較大的閘刀開關常常帶有快動作的滅弧刀片。拉閘時，主刀片先被拉開，與刀座之間不產生電弧。當主刀片被拉開至一定程度時，滅弧片在拉力彈簧片作用下迅速斷開，電弧被迅速拉長而熄滅。合閘時，由于滅弧刀片先于主刀片接觸刀座，主刀片與刀座之間也不產生電弧。

鐵殼開關有鐵殼保護，其鐵蓋上有機械聯鎖裝置。能保證合閘時打不開蓋，而開蓋時合不上閘。因此，鐵殼開關使用中比較安全