企业高压电气安全管理研究与“上锁挂牌”应用

程金超，刘铁君

（北京首钢股份有限公司，河北唐山 065404）

0 引言

结合国家标准GB/T 33579—2017《机械安全危险能量控制方法上锁/挂牌》，对危险能量控制常用方法——“上锁挂牌”的概念与基本程序进行分析。重点论述高压系统中执行“上锁挂牌”工作的难点以及工作程序。

1 高压电气安全管理现状分析

目前，高压电气设备被冶金企业普遍使用，为生产运行中的核心设备，是日常检查、维护、清扫、保养的重点对象。高压电气设备一般选用供电电压为6 kV、10 kV、35 kV，考虑到功率、成本、维护等因素，多数选用10 kV 电气设备。

1.1 目前高压电气设备检修安全措施

目前，在GB/T 26860—2011《电力安全工作规程》[1]、《北京地区电气规程汇编》[2]等相关国家标准、规范中，针对预防高压电气安全事故制定了相关的安全管控措施，各企业也进行细化，并制定企业制度用于高压电气安全管理，重点措施体现在以下4 方面：

（1）联系确认制度。指供电部门与用电部门在相关电气设备上或关联设备上进行检修、试验、操作、故障处理等作业活动时，双方对作业任务进行确认，避免送错、停错设备的重要措施。常见失误形式有联系内容不清、说错设备名称或听错设备名称，导致操作错误。

（2）电气操作票制度。电气操作票是保证电气操作安全正确、防止人为误操作的重要手段，操作票由操作人填写、监护人审核，操作应由两人进行，一人操作、一人监护，过程中执行唱票复诵制度，防止操作错误。常见失误形式有习惯性违章操作、操作时精神不集中未执行唱票复诵，导致操作错误。

（3）在电气设备上作业保证安全的工作措施。指在全部停电或部分停电的电气设备上工作时必须执行工作票制度、工作查活及交底制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断和转移制度、工作终结和送电制度，做到从准备到完工全过程管控。常见失误形式有工作终结现场人员未撤离即送电，导致人员触电。

（4）在电气设备上作业保证安全的技术措施。指在全部停电或部分停电的电气设备上工作时，必须完成停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设临时遮拦的安全措施，此措施需按顺序进行。常见失误形式有装设接地线后未悬挂“已接地”标示牌，导致带地线送电。

1.2 高压电气安全事故分析

高压电气安全事故[3]多发生在设备检维修作业期间，设备设施从运行到停止、再从停止到运行不断变化，设备状态改变提高了对作业人员造成的伤害风险。按照海因里希300：29：1 法则来分析，每1 起严重的事故背后必然有29 起较轻微事故和300 起未遂先兆，其中300 起未遂先兆事件中，可能因为操作票的审核进行纠正、联系确认不清重新联系确认、操作时监护到位及时制止错误操作等原因，避免了失误演变成错误的结果或未避免但未发生安全事故；29 起轻微事故中，可能因为作业过程中的管控环节失效，造成失误演变成错误的结果，但现场安全措施得当，只发生轻微事故；1 起严重事故，可能因为作业过程中的管控环节全部失效，失误导致错误的结果发生安全事故。

在电气作业安全措施中不难发现，目前保障高压电气作业安全管理的手段主要依靠制度约束，依靠管理手段规范人员行为、规范作业标准化管理，但从本质上看，人员专业素质、心理状态、精神状态等诸多因素在整个作业过程中起到关键作用。人员素质不同、心理状态不同、精神状态不同，失误的概率也不同，一旦出现失误环节，只能依靠另一个人来约束。这种管控的能力波动性较大，不能从本质上来防止失误导致的错误结果发生。

2 “上锁挂牌”的概念

根据GB/T 33579—2017《机械安全危险能量控制方法上锁/挂牌》[4]的定义，“上锁/挂牌”是按照既定程序在能量隔离装置上放置锁具/标牌[5]，以表明在锁具/标牌按照既定程序移除之前，不得操作能量隔离装置。

“上锁挂牌”的目的是防止机器意外启动以及防止危险能量的意外释放[6]，这里的危险能量是指任何可能造成人身伤害的能源，包括电气、机械、液压、气动、化学、热能及势能等。为了避免危险能量的意外释放，通常会加装能量隔离装置，即物理防止能量传输或释放的机械装置。

3 高压电气推行“上锁挂牌”实施难点

当前6～10 kV 高压系统一般选用金属铠装移开式开关柜，其主要装置为高压断路器，按状态分可分为合闸状态和分闸状态两种状态，按位置分可分为工作位置、试验位置和检修位置3 个位置。开关柜主要依靠高压断路器合闸和分闸实现用电设备的通断电，依靠断路器位置实现用电设备部分与带电部分接通、隔离、检修功能，因此，该类型高压柜具备负荷开关和隔离开关的功能。

3.1 生产组织中存在的实施难点

在当前冶金企业生产过程中，设备定期保养是保证生产高效稳定的基础，多采用全流程计划性检修，即在同一时间组织对相对独立的生产流程单元的相关设备设施进行检修作业，其目的是利用同一时间组织区域性检修，减少非计划性检修对生产造成的影响。然而，高压开关柜既是生产设备的能源隔离装置，又是高压系统的重要设备，按照DL/T 596—2015《电力设备预防性试验规程》要求，每1～3 年需要对高压系统不同元件进行电气预防性试验，因此高压设备检修工作一并纳入到全流程计划性检修工作中，高压系统需要既满足能源隔离“上锁挂牌”，同时还需要不影响高压设备正常检修组织。

3.2 高压开关柜上锁的实施难点

根据GB/T 11022—2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》等相关高压开关柜设计规范中，未明确高压柜上锁挂牌要求，因此大部分高压柜在设计初期未考虑到上锁挂牌功能，未设置上锁装置[7]，需用户自主研发安装该装置或是用辅助上锁装置来实现“上锁挂牌”。目前电气专业领域已开发出各类上锁装置应用到高压柜上，大致分为两类，一种是安装在高压断路器上的机械结构锁具，另一种是安装在高压柜体上的机械结构锁具。虽然两种安装方法不同，但目的一致，均是阻止高压断路器进入工作位，达到停电部分与带电部分的隔离锁定目的。结合高压设备检修的特点，在选用高压开关柜上锁装置时，必须考虑到高压断路器的检修组织，不能选用以下6 类锁具：

（1）安装在高压断路器上，将其锁定在试验位置的上锁装置。

（2）安装在高压柜上，将高压断路器锁定在试验位置的上锁装置。

（3）安装在高压柜上，将柜门和操作孔锁住不能打开的上锁装置。

（4）安装在二次回路开关或按钮上，锁定控制系统的上锁装置。

（5）材质、结构不能满足失误状态下操作应力要求的上锁装置。

（6）其他不符合高压柜设计要求的上锁装置。

4 高压电气“上锁挂牌”程序应用

上锁挂牌是一种危险能量控制方法，更准确的说上锁挂牌是一套危险能量控制程序，是通过作业任务梳理、能源隔离需求统计、隔离点核实、隔离方法评估、编制上锁挂牌程序文件、风险评估、锁具准备、人员授权培训、使用方法培训、现场模拟等程序管控单元而形成的一套上锁挂牌程序，以此保证上锁挂牌的可靠性和有效性，具体方法在GB/T 33579—2017《机械安全—危险能量控制方法—上锁/挂牌》中有详细说明，重点阐述高压电气安全管理中的“上锁挂牌”程序应用。

4.1 生产现场设备检修“上锁挂牌”程序

生产现场电机、风机、管道等检修作业时，需要将高压电源断开，避免作业过程中电机意外启动，造成触电伤害及机械伤害等其他衍生伤害。该类型设备高压能源隔离装置单一，辨识相对简单，“上锁挂牌”程序如图1 所示，步骤如下：

图1 生产现场设备检修“上锁挂牌”程序

（1）生产现场设备作业任务有高压能源隔离需求。

（2）对应检修任务设备停机操作。

（3）办理高压停电手续，进行停电操作。

（4）对照“上锁挂牌”程序文件进行高压能源隔离点上锁（如果能源需求包含其他介质隔离点，应按顺序逐项完成“上锁挂牌”）。

（5）集中验证人组织能源隔离验证。

（6）将组锁钥匙放在组锁箱中，授权人“上锁挂牌”。

（7）作业人员在组锁箱“上锁挂牌”。

（8）作业开始。

（9）作业结束。

（10）作业人员摘除组锁箱个人锁具。

（11）集中验证人组织能源恢复条件验证。

（12）授权人摘除个人锁具，取出组锁钥匙。

（13）高压能源隔离点摘锁（如果能源需求包含其他介质隔离点，应按顺序逐项完成摘锁）。

（14）办理高压送电手续，进行送电操作。

（15）根据开机条件组织开机操作。

（16）设备恢复正常运行。

4.2 高压电气设备检修“上锁挂牌”程序

高压电气设备维护、检修、清扫等检维修作业时，电机出线柜、电容器柜一般情况下高压柜不会有返回电源（高压电机由两个以上电源供电除外），能源隔离需求明显，具体“上锁挂牌”程序参照生产现场设备检修“上锁挂牌”程序执行。变压器及其高压柜、线路及其高压柜一般情况下现场采用双路供电，存在电源返回危险，“上锁挂牌”程序如图2 所示（以10/0.4 变压器检修任务为例），步骤如下：

图2 高压电气设备检修“上锁挂牌”程序

（1）识别变压器二次侧双路供电存在返回电源风险。

（2）拉开变压器二次侧开关。

（3）拉开变压器一次侧开关。

（4）对照上锁挂牌程序文件进行高压、低压能源隔离点上锁。

（5）集中验证人组织能源隔离验证。

（6）将组锁钥匙放在组锁箱中，授权人“上锁挂牌”。

（7）作业人员在组锁箱“上锁挂牌”。

（8）作业开始。

（9）作业结束。

（10）作业人员摘除组锁箱个人锁具。

（11）集中验证人组织能源恢复条件验证。

（12）授权人摘除个人锁具，取出组锁钥匙。

（13）高压、低压能源隔离点摘锁。

（14）合上变压器一次侧开关。

（15）合上变压器二次侧开关。

（16）变压器恢复正常运行。

5 结束语

高压电气安全管理上锁挂牌后，现场作业人员个人锁具不摘除，授权人无法拿出组锁钥匙，无法打开能高压开关的设备组锁，无法恢复送电，使得作业人员安全得到有效保证，作业风险得到有效降低。同时，高压人员误送电行为也得到有效遏制，人为失误导致误送开关时，设备组锁未摘除，无法完成误操作，持续降低高压电气安全事故的发生。上锁挂牌程序的执行是建立在准确的辨识与评估的基础上，但也有人员执行行为上的失误风险存在，因此上锁挂牌的正确有效实施需要以企业的规范管理以及定期培训为保障，并定期回顾“上锁挂牌”程序文件，确保文件的适用性和有效性。

每一种安全管理方法也有它的使用范围和保护范围，而“上锁挂牌”方法是防止危险能量意外释放的管理方法，在高压电气安全管理中可理解为保护失误状态下的误送电操作，从本质上降低了人为操作失误的风险。虽然实现高压电气设备上锁挂牌，但相关电气检修安全措施依然需要执行，两者不相矛盾也不能替代。对于其他电气安全事故的防范，如误入带电间隔等问题均不在保护范围内，更加需要在高压设备五防功能、联锁功能以及电气安全措施等方面加强管理。