企業高壓電氣安全管理研究與“上鎖掛牌”應用

程金超，劉鐵君

（北京首鋼股份有限公司，河北唐山 065404）

0 引言

結合國家標準GB/T 33579—2017《機械安全危險能量控制方法上鎖/掛牌》，對危險能量控制常用方法——“上鎖掛牌”的概念與基本程序進行分析。重點論述高壓系統中執行“上鎖掛牌”工作的難點以及工作程序。

1 高壓電氣安全管理現狀分析

目前，高壓電氣設備被冶金企業普遍使用，為生產運行中的核心設備，是日常檢查、維護、清掃、保養的重點對象。高壓電氣設備一般選用供電電壓為6 kV、10 kV、35 kV，考慮到功率、成本、維護等因素，多數選用10 kV 電氣設備。

1.1 目前高壓電氣設備檢修安全措施

目前，在GB/T 26860—2011《電力安全工作規程》[1]、《北京地區電氣規程匯編》[2]等相關國家標準、規范中，針對預防高壓電氣安全事故制定了相關的安全管控措施，各企業也進行細化，并制定企業制度用于高壓電氣安全管理，重點措施體現在以下4 方面：

（1）聯系確認制度。指供電部門與用電部門在相關電氣設備上或關聯設備上進行檢修、試驗、操作、故障處理等作業活動時，雙方對作業任務進行確認，避免送錯、停錯設備的重要措施。常見失誤形式有聯系內容不清、說錯設備名稱或聽錯設備名稱，導致操作錯誤。

（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、監護人審核，操作應由兩人進行，一人操作、一人監護，過程中執行唱票復誦制度，防止操作錯誤。常見失誤形式有習慣性違章操作、操作時精神不集中未執行唱票復誦，導致操作錯誤。

（3）在電氣設備上作業保證安全的工作措施。指在全部停電或部分停電的電氣設備上工作時必須執行工作票制度、工作查活及交底制度、工作許可制度、工作監護制度、工作間斷和轉移制度、工作終結和送電制度，做到從準備到完工全過程管控。常見失誤形式有工作終結現場人員未撤離即送電，導致人員觸電。

（4）在電氣設備上作業保證安全的技術措施。指在全部停電或部分停電的電氣設備上工作時，必須完成停電、驗電、裝設接地線、懸掛標示牌和裝設臨時遮攔的安全措施，此措施需按順序進行。常見失誤形式有裝設接地線后未懸掛“已接地”標示牌，導致帶地線送電。

1.2 高壓電氣安全事故分析

高壓電氣安全事故[3]多發生在設備檢維修作業期間，設備設施從運行到停止、再從停止到運行不斷變化，設備狀態改變提高了對作業人員造成的傷害風險。按照海因里希300：29：1 法則來分析，每1 起嚴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，可能因為操作票的審核進行糾正、聯系確認不清重新聯系確認、操作時監護到位及時制止錯誤操作等原因，避免了失誤演變成錯誤的結果或未避免但未發生安全事故；29 起輕微事故中，可能因為作業過程中的管控環節失效，造成失誤演變成錯誤的結果，但現場安全措施得當，只發生輕微事故；1 起嚴重事故，可能因為作業過程中的管控環節全部失效，失誤導致錯誤的結果發生安全事故。

在電氣作業安全措施中不難發現，目前保障高壓電氣作業安全管理的手段主要依靠制度約束，依靠管理手段規范人員行為、規范作業標準化管理，但從本質上看，人員專業素質、心理狀態、精神狀態等諸多因素在整個作業過程中起到關鍵作用。人員素質不同、心理狀態不同、精神狀態不同，失誤的概率也不同，一旦出現失誤環節，只能依靠另一個人來約束。這種管控的能力波動性較大，不能從本質上來防止失誤導致的錯誤結果發生。

2 “上鎖掛牌”的概念

根據GB/T 33579—2017《機械安全危險能量控制方法上鎖/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/標牌[5]，以表明在鎖具/標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”的目的是防止機器意外啟動以及防止危險能量的意外釋放[6]，這里的危險能量是指任何可能造成人身傷害的能源，包括電氣、機械、液壓、氣動、化學、熱能及勢能等。為了避免危險能量的意外釋放，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械裝置。

3 高壓電氣推行“上鎖掛牌”實施難點

當前6～10 kV 高壓系統一般選用金屬鎧裝移開式開關柜，其主要裝置為高壓斷路器，按狀態分可分為合閘狀態和分閘狀態兩種狀態，按位置分可分為工作位置、試驗位置和檢修位置3 個位置。開關柜主要依靠高壓斷路器合閘和分閘實現用電設備的通斷電，依靠斷路器位置實現用電設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荷開關和隔離開關的功能。

3.1 生產組織中存在的實施難點

在當前冶金企業生產過程中，設備定期保養是保證生產高效穩定的基礎，多采用全流程計劃性檢修，即在同一時間組織對相對獨立的生產流程單元的相關設備設施進行檢修作業，其目的是利用同一時間組織區域性檢修，減少非計劃性檢修對生產造成的影響。然而，高壓開關柜既是生產設備的能源隔離裝置，又是高壓系統的重要設備，按照DL/T 596—2015《電力設備預防性試驗規程》要求，每1～3 年需要對高壓系統不同元件進行電氣預防性試驗，因此高壓設備檢修工作一并納入到全流程計劃性檢修工作中，高壓系統需要既滿足能源隔離“上鎖掛牌”，同時還需要不影響高壓設備正常檢修組織。

3.2 高壓開關柜上鎖的實施難點

根據GB/T 11022—2011《高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求》等相關高壓開關柜設計規范中，未明確高壓柜上鎖掛牌要求，因此大部分高壓柜在設計初期未考慮到上鎖掛牌功能，未設置上鎖裝置[7]，需用戶自主研發安裝該裝置或是用輔助上鎖裝置來實現“上鎖掛牌”。目前電氣專業領域已開發出各類上鎖裝置應用到高壓柜上，大致分為兩類，一種是安裝在高壓斷路器上的機械結構鎖具，另一種是安裝在高壓柜體上的機械結構鎖具。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入工作位，達到停電部分與帶電部分的隔離鎖定目的。結合高壓設備檢修的特點，在選用高壓開關柜上鎖裝置時，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或按鈕上，鎖定控制系統的上鎖裝置。

（5）材質、結構不能滿足失誤狀態下操作應力要求的上鎖裝置。

（6）其他不符合高壓柜設計要求的上鎖裝置。

4 高壓電氣“上鎖掛牌”程序應用

上鎖掛牌是一種危險能量控制方法，更準確的說上鎖掛牌是一套危險能量控制程序，是通過作業任務梳理、能源隔離需求統計、隔離點核實、隔離方法評估、編制上鎖掛牌程序文件、風險評估、鎖具準備、人員授權培訓、使用方法培訓、現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《機械安全—危險能量控制方法—上鎖/掛牌》中有詳細說明，重點闡述高壓電氣安全管理中的“上鎖掛牌”程序應用。

4.1 生產現場設備檢修“上鎖掛牌”程序

生產現場電機、風機、管道等檢修作業時，需要將高壓電源斷開，避免作業過程中電機意外啟動，造成觸電傷害及機械傷害等其他衍生傷害。該類型設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 生產現場設備檢修“上鎖掛牌”程序

（1）生產現場設備作業任務有高壓能源隔離需求。

（2）對應檢修任務設備停機操作。

（3）辦理高壓停電手續，進行停電操作。

（4）對照“上鎖掛牌”程序文件進行高壓能源隔離點上鎖（如果能源需求包含其他介質隔離點，應按順序逐項完成“上鎖掛牌”）。

（5）集中驗證人組織能源隔離驗證。

（6）將組鎖鑰匙放在組鎖箱中，授權人“上鎖掛牌”。

（7）作業人員在組鎖箱“上鎖掛牌”。

（8）作業開始。

（9）作業結束。

（10）作業人員摘除組鎖箱個人鎖具。

（11）集中驗證人組織能源恢復條件驗證。

（12）授權人摘除個人鎖具，取出組鎖鑰匙。

（13）高壓能源隔離點摘鎖（如果能源需求包含其他介質隔離點，應按順序逐項完成摘鎖）。

（14）辦理高壓送電手續，進行送電操作。

（15）根據開機條件組織開機操作。

（16）設備恢復正常運行。

4.2 高壓電氣設備檢修“上鎖掛牌”程序

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

圖2 高壓電氣設備檢修“上鎖掛牌”程序

（1）識別變壓器二次側雙路供電存在返回電源風險。

（2）拉開變壓器二次側開關。

（3）拉開變壓器一次側開關。

（4）對照上鎖掛牌程序文件進行高壓、低壓能源隔離點上鎖。

（5）集中驗證人組織能源隔離驗證。

（6）將組鎖鑰匙放在組鎖箱中，授權人“上鎖掛牌”。

（7）作業人員在組鎖箱“上鎖掛牌”。

（8）作業開始。

（9）作業結束。

（10）作業人員摘除組鎖箱個人鎖具。

（11）集中驗證人組織能源恢復條件驗證。

（12）授權人摘除個人鎖具，取出組鎖鑰匙。

（13）高壓、低壓能源隔離點摘鎖。

（14）合上變壓器一次側開關。

（15）合上變壓器二次側開關。

（16）變壓器恢復正常運行。

5 結束語

高壓電氣安全管理上鎖掛牌后，現場作業人員個人鎖具不摘除，授權人無法拿出組鎖鑰匙，無法打開能高壓開關的設備組鎖，無法恢復送電，使得作業人員安全得到有效保證，作業風險得到有效降低。同時，高壓人員誤送電行為也得到有效遏制，人為失誤導致誤送開關時，設備組鎖未摘除，無法完成誤操作，持續降低高壓電氣安全事故的發生。上鎖掛牌程序的執行是建立在準確的辨識與評估的基礎上，但也有人員執行行為上的失誤風險存在，因此上鎖掛牌的正確有效實施需要以企業的規范管理以及定期培訓為保障，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范圍，而“上鎖掛牌”方法是防止危險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失誤狀態下的誤送電操作，從本質上降低了人為操作失誤的風險。雖然實現高壓電氣設備上鎖掛牌，但相關電氣檢修安全措施依然需要執行，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范圍內，更加需要在高壓設備五防功能、聯鎖功能以及電氣安全措施等方面加強管理。