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    設計預防(PtD)——電氣風險的第一道防線

    來源:控制工程網2020.10.16閱讀 10859

      為工業設備控制面板提供更智能的電氣設計,有助于降低風險和提高安全性。 1979年,美國消防協會(NFPA)發布了《 NFPA 70E工作場所電氣安全標準》的第一版。如今,美國職業安全與健康管理局(OSHA)的統計數據表明,電氣接觸風險仍然是造成工作場所死亡的第六大常見原因,也是建筑行業中的第三大常見原因。同樣,國際電氣安全基金會(ESFI)發現,從2003年至2017年,非致命性電氣傷害的最高人數是建筑業和制造業。
      盡管人們努力提高對電氣風險的認識,并實施了建立培訓和工作程序的電氣安全計劃,但電氣事故仍時有發生,工人正在承受后果。通過設計預防(PtD)可以幫助工人提高意識和提高安全性。設計預防的目標,是盡可能在設計中限制人體暴露以及人與風險的相互作用,來預防工作場所傷害。
      最佳實踐是在執行工作之前,建立并確認當前工作條件是否是電氣安全的。正確斷電、驗證電壓是否存在以及遵守鎖定/標記(LOTO)要求,這一切都需要適當的培訓、資格認證和工作程序。
      隨著工廠運營的發展,在操作設備時,除合格的電工外,其他人員也會與電氣設備進行交互。任務包括更新固件或編程、執行熱掃描、監視傳感器以及執行非電氣維護任務。所有人員都必須意識到電氣風險,并且在設計階段就要考慮這些因素,然后就可以采取措施,減輕潛在的電氣風險。
      使用便攜式測試儀器執行無電壓驗證,取決于人工輸入、交互作用和解釋。即使是經驗豐富的人員,也可能會發生人因錯誤。
      在具有潛在電氣風險的工作環境中,工人如何安全地執行這些任務?對工廠網絡進行維護、監視和故障排除的需求正在增加。這意味著,使用現有的最佳技術來最大程度地減少直接接觸潛在電氣風險的機會至關重要。
      了解風險控制的層次結構
      控制工程師和設備設計師是預防電氣風險的重要防線。在設計工作區以及選擇和安裝設備及安全技術時,首先要規劃整個設備生命周期的安全性。
      一個常見的挑戰是:工程師如何開發一種標準化的解決方案,以使授權人員免受電氣機殼電壓的傷害?
      設計預防取決于對風險控制層次結構的理解。層次結構將風險控制措施按照有效性從高到低進行排序:
      ●從物理上消除危害。
      ●用非危險品代替危險品,或將風險最小化。
      ●工程控制措施可防止人員進入和充當人員與風險之間的屏障。
      ●行政管理控制措施通過培訓、程序、政策和指示來改變人們的工作方式。
      ●個人防護裝備可以與行政管理配合使用,但不能消除風險。
      在很多企業中,驗證無電壓的過程主要依賴于層次結構的最低兩層,管理控制(包括LOTO程序、培訓和設備)和個人防護設備。因為不需要更改現有設備,這些方法通常實施起來最快,但容易受到人因錯誤的影響,因此作為一種長期方法來控制暴露于危險,它不是最有效的。
      從長遠來看,在培訓、個人防護設備更換成本以及事件的潛在可能性之間,單獨實施這兩個層次的控制,相較于從一開始就設計具有先進安全技術的工作空間,可能成本更為昂貴。
      例如,個人防護設備不能防止發生電氣事故。它只能限制暴露于危險之中。管理控制的有效性,取決于危害的類型以及對控制措施的遵循程度。兩者都留下了很大的人因錯誤的空間。
      不幸的是,最有效的風險控制方法可能在現實中無法實施。消除電氣外殼的電源不是一種可實現的選項。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,以減少觸電風險。暴露端子也可以用IP20等級的“手指安全”端子替代,以防止意外接觸通電導體。
      工程控制措施雖然不能徹底消除風險,但可以將人員與風險隔離開,并將風險降低到“合理的最低水平”。數據訪問端口安裝在控制面板的外部,可用于訪問電源插座和控制面板,而無需人員打開機箱本身。在進行網絡故障排除時,通過數據訪問端口(也稱為編程端口或服務端口)或遠程網絡訪問,使工作人員能夠檢查或更改程序參數,而不必打開電氣外殼的門。

    通過自動執行無電壓驗證并在10秒內完成整個驗證過程,Panduit的VeriSafe無電壓測試儀使工廠能夠更快、更安全、更高效地工作。圖片來源:Panduit

      設計預防技術的進步
      當涉及到電氣風險時,工程控制措施比單獨的行政管理措施和個人防護設備更有效和可靠。主動的工程控制,可能仍然需要人為干預,但是它們不太容易受到人因錯誤的影響。
      數據訪問端口、固定安裝的電壓指示器、電壓測試端口和自動斷電的電壓測試器,可通過設計方法與預防結合使用的工具或技術,來避免將工作場所暴露于電氣風險中。
      當需要斷電工作時,自動無電壓測試儀(AVT)可以使建立電氣安全工作條件的驗證步驟更加安全、高效。通過在斷開電氣設備之前就驗證是否有電壓,自動測試儀可以減少潛在的電氣風險,其自動化的測試過程還使其不易受到人因錯誤的影響。
      實施設計預防的好處
      諸如數據訪問端口和自動無電壓測試儀之類的創新,使其能夠補充現有的控制程序或替代效率較低的程序。這些技術證明,精心設計的工程控制措施可以保護工人,而不會影響生產率。實際上,設計預防通??梢蕴岣呱a率,通過使流程更高效來節省成本,并最大程度地降低流程對于人工輸入的依賴,從而可以減少因人因故障導致的意外事件所產生的直接和間接成本。
      安全創新需要與制造業保持同步的快速發展。行政管理控制和個人防護設備只能在降低電氣危害風險方面發揮作用。如果安全專家希望看到電氣危害從OSHA的最高風險清單中消失,那么設計預防和工程控制措施將是實現這一目標的關鍵因素。(作者:Martin Kronz)

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