冶金企业电气安全风险分析与控制

王心驰 郝崑

（1.沈阳工程学院，辽宁 沈阳 110148；2.辽宁省安全科学研究院，辽宁 沈阳 110004）

0 引言

近年来，我国冶金行业快速发展的同时，冶金生产安全事故频发，不仅造成重大财产损失，更严重威胁着广大一线冶金生产人员的生命安全。冶金企业安全生产事故中电气安全事故占有较大比例，不乏存在较大事故。例如：某铸造企业因未提前做好停电应对准备，导致停电后厂区内的两台高炉电鼓直接停止运转，烧结机停火，高炉排气扇停止工作，使得高炉产生的煤气无法及时排出，进而发生泄漏，共导致23人出现中毒反应，引起社会广泛关注，造成严重社会影响。因此，冶金企业电气安全生产得到各级领导的重视，针对冶金企业特点开展了一系列相关风险管理。同时，相关学者也开展了一些研究，如张颖辉对钢铁企业供配电系统安全隐患进行分析并提出整改措施［1］；刘华锋对钢厂机电设备常见安全事故进行阐述，分析机电设备安全事故发生原因，提出预防钢厂机电设备事故的防范措施［2］；吴忠何等开展了基于对冶金电气设备安装工程安装调试要点的研究［3］；张梦阳等针对冶金企业电气系统变电运维的管理与设备维护进行分析并提出相关措施［4］。从文献查阅结果分析得出，国内学者大多从冶金企业供配电、电气设备安装调试、电气设施运行维护等方面单项进行了必要研究，基于冶金企业电气安全全过程风险管控的研究相对缺乏。本文将运用系统安全原理，从冶金企业电气安全设计、安装调试、运行维护全过程入手，识别每个阶段存在的主要风险因素，分析存在的不确定性风险，构建四位一体风险管控模式，提出风险管控措施，为我国冶金企业电气安全管理提供方法支持，不断丰富冶金安全理论体系。

1 冶金企业电气安全重要性分析及分类

1.1 电气安全重要性分析

冶金企业用电负荷具有高度集中、密度大，高电压、高功率用电设备多，用电设备安全要求高，与其他设备、系统的接口较多等特点，如果发生系统故障将造成重大财产损失和人员伤亡。电气安全在冶金企业属于辅助系统，随着冶金自动化程度要求的提升，电气安全在冶金行业要求也越来越高，GB/T 29328—2018《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》已将冶金工业列入重要电力用户，明确了重要电力用户供电电源及自备应急电源的配置要求。冶金企业电气安全包含了供配电系统、电气设备设施系统、机电设备自动控制系统以及相应电气保护系统等，是一个复杂、多变化系统，一旦发生问题将会产生联锁反应，不确定性风险如果不能得到有效控制，随时会发生重特大事故。以上说明，电气安全对冶金企业长远发展具有重要地位和决定性作用，保证电气设备设施的稳定运行，才能持续保证企业的正常生产。

1.2 电气安全分类

冶金企业电气安全因分类方式不一样，其类型不同。按照供用电不同，可分为供电安全和用电安全，其中供电安全还可以分为高压电气安全和低压电气安全；按照影响因素不同，可分为作业人员安全、电气设备设施安全、作业环境安全和安全管理；按照工作过程不同，可分为电气系统设计安全、电气设施安装调试安全、电气设备运行和维护安全。本文以冶金企业电气安全工作过程不同为分类依据，进行系统划分，并开展风险管控方法、措施等理论研究和探讨。

2 电气安全风险分析

2.1 电气系统设计风险

冶金企业电气系统设计必须充分考虑满足国家、行业标准和有关政策需要，也要满足生产工艺需要，只有经过全面充分论证的冶金企业电气设计才能在实施过程中少出问题，才能满足冶金设备的正常配套使用，才是真正意义上的安全、合理设计。电气系统设计方案前期可行性研究不够，对工艺需求细节考虑不周，缺乏必要的合理性，为后期施工质量安全埋下隐患，甚至造成不可逆转的危害。电气系统设计过于依赖设计者主观经验或者满足业主降成本需要，没有满足国家标准和行业政策相关规定，尤其忽视了供电电源及自备应急电源的配置要求，致使系统设计缺乏合理性，即使后期施工中发现不足，也会难以弥补应有的损失。电气系统设计深度不够，设计中描述电气系统所需要的设备规格和型号不具体，会给后期采购和施工带来困难，引发安装质量问题。此外，冶金工程后期建设中电气系统改造设计不足，没有实现老旧装置设备的技术衔接，也是造成电气设计安全的重要风险。

2.2 电气设备安装调试风险

部分冶金企业忽视电气设备安装调试前准备，没有按标准进行设备验收，设备开箱验收时没有详细对照订货合同进行核查，给设备安装造成不必要风险。电气设备安装实施过程中过于追求工期、设备采购降低标准、隐蔽工程施工偷工减料、不按设计进行安装，导致电气设备安装位置安全距离不够、地面与重力箱有间隙、电气管道埋深不够、管线布置交叉、控制柜没有双重化标识、三线排序混乱、线路暴露在外、避雷网材料不达标等问题发生，为生产装置正常投产运行埋下了风险。不按照要求开展高压试验，试验前没有充分了解试验分析文件要求和电气设备整体结构，不能掌握安装要点和难点，压力承受值测验不到位，缺乏必要基础数据，给调试工作造成障碍，也给设备运行维修带来风险。

2.3 电气设备运行和维护风险

冶金企业电气设备由于使用频率较高，电气设备许多元件会发生磨损，影响与其他元件间的配合，导致设备运行出现故障。电气设备自动联锁保护较多，运行中由于受环境等因素影响，容易发生误动作或者功能失效现象，操作人员为了保证设备运行，将自动保护修改为手动保护，大幅增加了系统运行风险。冶金企业电气设备中有大量断路器，由于没有进行年度短路计算校验，造成断路器容量不够，出现跳闸现象。互感器是冶金企业电气设备运行维护管理中重点设备，通常电流互感器存在短路、超负荷、电流分布不均匀等风险，电压互感器存在断路电压分布不均匀等风险，这些风险影响着企业正常生产秩序和连续运行。冶金作业环境较差，电气设备自身存在一定缺陷，做好相关设备接地保护是一项重要工作，去除交流接地故障和直接接地故障等相关风险隐患，可以确保电气自动化设备稳定运行。电磁干扰也是冶金企业电气设备运行的重要风险之一，该风险来源于周边设备功率制动因素受交流供电系统原因而产生影响，或设备运行中产生电压波动现象；此外，电源和接地线直径过小、布局不合理，也会造成电磁干扰问题。电气设备预防性试验没有按时做或者做的不全面，不能正确判断设备运行状态，也是导致电气安全事故的重要因素。

2.4 电气安全管理风险

部分冶金企业电气设备及系统设计、安装、调试等环节没有选择有资质单位，没有统筹安全与发展，过度追求了发展，违反国家安全标准及行业政策规定，甚至未批先建，是电气安全管理失控的重要表现。电气安全管理制度缺失或不完善，电气运行规程、电气检修规程、电气安全规程和电气设备应急预案不健全，日常得不到良好运行，存在制度性风险。电气操作人员、维修人员等培训不到位，不能掌握基本技能，违章作业、违章指挥屡禁不止，电气工作票、操作票不能正确运行，都会增加电气设备安全运行风险。设备检维修资金投入不够，日常巡检管理不到位，必要的电气试验跟不上，导致设备长期带病运行，也是电气安全管理不容忽视的重要风险。

3 冶金企业电气安全存在问题隐患

3.1 安全意识不到位，没有落实企业安全主体责任

我国社会市场对冶金材料需求越来越大，在利润驱使下企业过度关注经济效益，部分冶金企业一味追求发展，忽视了电气设备设施安全的重要性，标准不高要求不严，没有跟进应用现代电气化信息化设备。企业领导对冶金电气安全生产的重视程度不高，企业很多时候发生电气安全事故了，才知道亡羊补牢，缺乏必要的风险预防措施，企业安全主责任没有落实。

3.2 安全投入不到位，电气设备配置和维修跟不上

部分冶金企业由于受市场等因素影响较大，一旦市场行情下滑，企业安全投入难以保证。采用传统粗放方式维持生产，存在生产技术落后、生产设备陈旧等问题，电气设备配置低下，先进技术和设备得不到应用。电气设备设施运行和维修跟不上，备品备件不足，基本的检维修不能正常落实，设备带病运行现象突显。

3.3 安全培训不到位，电气相关人员素质能力不足

部分企业在电气安全培训上投入不够，按要求应进行的基本技能培训不能及时落实，电气安全作业人员不能掌握设备设施操作技能，职业技能和素质低下，设备出现故障时，缺乏应急处理能力，存在违规违章操作现象。电气安全管理专业人才匮乏，因企业缺乏重视，将部分低水平人员从事电气安全管理工作，电气安全管理难以良好运行。

3.4 安全管理不到位，必要管理制度没有较好运行

部分冶金企业电气安全责任制不健全，使用粗放型电气管理方式，各部门间缺乏配合作用，电气安全存在管理缺失现象。电气安全管理制度不完善，部分冶金企业制定的电气安全措施缺少流程不系统，不能正确有效地落实。没有建立电气安全管理监督机制，制度缺乏监督，风险管控形同虚设。

4 冶金企业电气安全管理模式构建

4.1 设计指导思想

冶金企业应以工作过程环节为系统单元划分标准，以运行维护作为重点，应用系统安全理论，构建冶金企业电气安全系统安全管理模式，通过对电气设计系统、安全调试系统和运行维护系统进行风险辨识，提出基于人机环管理的风险管理方法，采取对应的控制措施，实现全过程冶金企业电气安全风险管控。

4.2 管理模式构建

冶金企业电气安全管理模式应以工作环节为主线，应用系统安全理论支撑，采取相应控制措施，实现电气系统安全。冶金企业电气安全系统包括电气设计子系统、安装调试子系统、运行维护子系统，其中运行维护子系统由供配电单元、机电类设备单元和控制系统单元组成，供配电单元包括变压器、电流互感器、电压互感器、避雷器、电容器、断路器、电缆、接地网、母线、母线和架空线路等一次设备和继电保护、直流、通信、供电电源及自备应急电源等二次设备。风险管理包括作业人员、设备设施、作业环境和管理四部分内容。冶金企业电气安全管理模式框架见图1。

5 冶金企业电气安全风险控制措施

5.1 电气设计风险管控措施

相关管理设计人员应充分把握电气设计基本原则，并在设计中严格遵循，提高冶金企业电气系统设计的合理性；进行充分调研论证，了解冶金企业电气设计整体需求，依据可行性研究报告进一步深化设计深度，及时解决设计中遇到的难点；严格按照国家标准和政策规定，开展专题电气安全设施设计，依据实际供需衔接编制企业电气安全设计文件，满足冶金企业电气施工需求；注重电气设计的经济性，优化电气系统选用的设备、线材选择，实现保障质量基础上成本最低的目的；作为重要电力用户，严格按照准要求配置供电电源和自备应急电源；充分考虑电气设计的冗余度，为企业未来发展创造基础条件，减少电气系统改造升级造成的不必要浪费；在冶金企业电气设计中明确电气系统施工要点和安全管理重点，进一步强化电气施工管理要求编制，保障电气设计任务的顺利完成。

5.2 安装调试风险管控措施

冶金企业电气设备安装施工及调试单位应有相应资格，有健全的质量安全管理体系和质量安全监督体系；电气设备安装、调试应结合实际，编制施工技术方案，并向有关施工人员交底；冶金企业电气设备必须按照国家标准开展交接试验；电气安装施工用设备和材料必须严格进行验收，确保满足国家有关标准要求，同时符合产品安装使用说明书要求；电气设备设施调试应依照有关规范和标准开展，同时加强调试管理，提高电气工程安装质量和安全性；火灾爆炸危险场所电气装置安装调试应符合国家防火防爆要求；电气设备安装完毕，应按照冶金电气设备工程安装验收规范要求，对工程项目进行安装验收；按照安全生产有关要求，开展安全设施竣工验收。

5.3 运行维修风险管控措施

关于作业人员方面，冶金企业应配置专业对口电气工程技术人员从事运行维护工作，将高端人才安排到关键电气设备维护班组，合理分配人力资源；制定电气专业人才培养方案，加强专业技能培训，提升能力素质，杜绝电气违章违规操作；开展师傅带徒弟，深入学习电力系统有关措施和办法，提高工作标准；通过班前班后会，进行持续交流总结工作中经验，分析研判工作中遇到的问题，提高解决问题的能力。关于设备设施方面，将电气设备进行分类管理，重视设备巡检工作，严格电气设备日常维护、日常巡检和定期点检；加强电气自动化设备的故障诊断，及时研判出现的异常情况；分析冶金企业供配电系统短路电流，对出口断路器开断能力进行校验，确保热稳定和动稳定参数满足短路要求；对继电保护进行整定计算，校验保护配合能力；对冶金企业总体供配电系统进行潮流分析，确保负荷分配均衡，严防主变过载；加强电缆、接地网及集电线路的维护，发现问题及时整改，及时降低电能损耗。关于作业环境方面，冶金企业电气设备很大一部分在室外，且工作环境相对较差，设备性能很容易受外界环境影响，尤其海边的电气设备，盐密度高，严重影响电气设备绝缘性；室外扬尘长期积落到绝缘子，容易造成绝缘子击穿；周围环境湿度影响，会改变电气设备周围电磁场分布，影响安全保护距离，易于造成触电伤害。

5.4 电气安全管理对策措施

冶金企业电气设备安全管理是一个系统工程，是“人、机、环”的相互关联和影响，工作实际中必须应用风险管理方法进行风险管控。首先要依据有关标准规范和政策要求，建立完备的电气设备规程和管理制度，并高标准执行落实；其次是加强人员教育培训，提高工程技术人员的专业技能，提高电气安全管理人员的领导能力，提高全员应急管理水平；最后要加强隐患排查，持续开展自查自改，严控现场管理，严格电气操作票和工作票执行，强化日常巡查、检查，及时发现电气设备安全隐患。

6 小结

冶金企业电气设备安全需要持续不断的完善和提高，本文从生产全过程进行了系统划分、风险辨识，提出了管理模式，采取有针对性措施进行风险管控，对冶金企业电气安全管理方法进行了有益探索，为冶金企业风险管控提供了理论支持。