浅探电气设备的安全要求

浦争春

电气设备品种繁多，难以详细叙述，这里主要讨论电气设备的一般安全问题，而且所涉及的只是几种最常见的、通用的电气设备。下面先讨论工作环境对电气设备的要求。

1 工作环境对电气设备的要求

应当根据所在环境触电危险的程度，选用适当的电气设备。从触电危险的角度考虑，工作环境可分为普通环境、危险环境和高度危险环境。

普通环境即触电危险性较小的环境。这类环境必须是干燥的（相对湿度不超过75%）、无导电性粉尘的环境；而且，其金属物品、构架、机器设备不多，其金属占有系数——金属物品所占面积与建筑物面积之比不超过20%；此外，这类环境的地板须是由木材、沥青或瓷砖等非导电性材料制成的。属于这类环境的，有仪表厂的装配大楼、一般机械厂采暖的中央试验室、办公室、住宅、公共建筑物和生活建筑物等。

凡具有下列条件之一者，均属于危险环境，即触电危险性大的环境。

1、潮湿（相对湿度大于75%）；

2、有导电性粉尘；

3、金属占有系数大于20%；

4、炎热、高温（气温经常高于30℃）；

5、有泥、砖、湿木板、钢筋混凝土、金属或其他导电性的地面。

属于这类环境的，有机械厂的金工车间和锻工车间、冶金厂的压延车间、拉丝车间、电炉电极和电机碳刷制造车间、锅炉煤粉磨制车间、水泵房、空压站、室内外变配电站、成品库、车辆库等。

凡特别潮湿（相对湿度接近100%）、或有腐蚀性气体或蒸汽、或有游离物的环境均属于高度危险的环境。凡具有上列危险环境条件中的两条者，也属于高度危险的环境。属于这类环境的，有机械厂的铸工车间、锅炉房、酸洗车间、电镀车间、印染厂的调色漂染车间、化学工厂的大多数车间等。

各种环境在不同程度上要受到季节、天气等外界因素的影响，任何环境都不可能是一成不变的。因此，上述划分只是一般的划分，而不是绝对的。不过，潮气、粉尘、腐蚀性气体或蒸汽以及高温都会对电器设备的绝缘起破坏作用，增加触电的危险，这一点是应当肯定的。

选用电器设备时，除了要注意工作环境触电的危险性之外，还要注意工作环境爆炸和火灾的危险性。凡制造、处理或贮存爆炸性物质，或者能产生爆炸性混合气体或爆炸性粉尘的环境均属于有爆炸危险的环境，如乙炔站、蓄电池充电室、煤气站、电石库、浸漆室等。凡制造、加工或存放易燃物质的环境均属于有火灾危险的环境，如油库、木工场等。

一般电器设备大体有如下几种类型，并且各有其适用范围：

1、开启式——这种设备的带电部分没有任何防护，人很容易触及其带电部分。这种设备只用于触电危险性小，而且人不易接近的环境；

2、防护式——这种设备的带电部分有罩或网加以防护，人不易触及其带电部分，但潮气、粉尘等能够侵入。这种设备也只宜用于触电危险性小的环境；

3、封闭式——这种设备的带电部分有严密的罩盖，潮气、粉尘等不易侵入。这种设备可用于触电危险性大的环境；

4、密闭式和防爆式——这种设备内部与外部完全隔绝，可用于触电危险性大、有爆炸危险或有火灾危险的环境。

二、电动机的相关性能要求

电动机是企业最常见的用电设备，其作用是把电能转换为机械能。电动机种类很多，有直流电动机和交流电动机。交流电动机又分为同步电动机和异步电动机（即感应电动机），而异步电动机又分为绕线式电动机和鼠笼式电动机。其中，以鼠笼式电动机用得最多；在某些需要调速的地方，常用到绕线式电动机。

国产三相异步电动机有十多个系列，其中，J系列是防護式鼠笼电动机，JQ系列是封闭式鼠笼电动机，JB系列是防爆式鼠笼电动机，JR系列是防护式绕线电动机等等。每系列产品按功率大小和转速高低分成很多等级。

为了保证安全，必须正确选用电动机。首先是按照工作环境选定适当的防护型式。例如：潮湿、多尘的环境或者户外，应选用封闭式电动机；有可燃或爆炸性气体的环境，应选用防爆式电动机等。

电动机的功率必须与生产机械载荷的大小及其持续和间断的规律相适应。电动机功率太小，势必造成电动机过负荷工作，造成电动机过热。过热对电动机的绝缘是很不利的，过热不仅会加速绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，而且还可能由于绝缘损坏造成触电事故。因此，在运行时，必须保持电动机各部分的温度不超过最高允许温度。为了更好的反映电动机的发热，还规定了电动机的最大允许温升，即电动机最高允许温度与周围环境温度之差。新系列电动机的最大允许温升一般都是按周围环境温度40℃设计的，即周围环境40℃时具有额定功率。如果电动机采用更好的绝缘材料，电动机线圈或铁芯等处的运行温升还可以高一些。

如果周围环境温度高出40℃，电动机应降低功率使用。一般温度每提高5℃，应降低功率5%。如果周围环境温度低于40℃，可适当提高电动机的功率。根据具体情况，可提高5%——8%。

应当注意，老系列的电动机都是按照周围环境温度35℃设计的，即35℃时具有额定功率，40℃时允许的功率应当比额定功率降低5%。

选用电动机时，除要考虑到环境和功率的要求之外，还要考虑到转速的要求、启动的要求、调速的要求、机械特性的要求、安装的要求及其它要求，这些要求与安全的联系不十分密切，这里不再讨论。

三、保护电器

车间的保护电器主要包括各种熔断器、磁力起动器的热继电器、电磁式过电流继电器和失压（欠压）脱扣器、自动空气开关的热脱扣器、电磁式过电流脱扣器和失压（欠压）脱扣器等。继电器和脱扣器的区别在于：前者带有触头，通过触头进行控制；后者没有触头，直接由机械运动进行控制。这些保护电器分别起短路保护、过载保护和失压（欠压）保护的作用。

短路保护是指线路或设备发生短路时，迅速切断电源。熔断器、电磁式过电流继电器和脱扣器都是常用的短路保护装置。应当注意，在中性点直接接地的三相四线控制系统中，当设备发生碰壳接地时，短路保护装置应该迅速切断电源，以防触电，在这种情况，短路保护装置直接承担人身安全和设备安全两方面的任务。

过载保护是当线路或设备的载荷超过允许范围时，能延时切断电源的一种保护。热继电器和热脱扣器是常用的过载保护装置；熔断器可用作照明线路或其他没有冲击载荷的线路或设备的过载保护装置。由于设备损坏往往造成人身事故，过载保护对人身安全也有很大的意义。

失压（欠压）保护是当电源电压消失或低于某一限度时，能自动断开线路的一种保护。其作用是当电压恢复时，设备不致突然启动，造成事故；同时，能避免设备在过低的电压下勉强运行而遭致损坏。失压（欠压）保护由失压（欠压）脱扣器等元件执行。

四、开关电器

开关电器的主要任务是接通和断开线路。在车间里面，开关电器主要用来启动和停止用电设备，尤其是用来启动和停止电动机。闸刀开关、铁壳开关、自动空气开关、减压启动器、变阻器、磁力启动器等都属于这类开关电器。

闸刀开关是一种最简单的开关电器。常用的有胶盖闸刀开关和石板闸刀开关。前者刀闸下方配用熔丝，后者刀闸下方配用管式熔断器。闸刀开关是靠拉长电弧而使之熄灭的。为了克服手动拉闸不快，电弧强烈燃烧的缺点，容量较大的闸刀开关常常带有快动作的灭弧刀片。拉闸时，主刀片先被拉开，与刀座之间不产生电弧。当主刀片被拉开至一定程度时，灭弧片在拉力弹簧片作用下迅速断开，电弧被迅速拉长而熄灭。合闸时，由于灭弧刀片先于主刀片接触刀座，主刀片与刀座之间也不产生电弧。

铁壳开关有铁壳保护，其铁盖上有机械联锁装置。能保证合闸时打不开盖，而开盖时合不上闸。因此，铁壳开关使用中比较安全