电气工程安全控制措施探讨

【摘要】为了保证电气系统运行的安全，在正常情况下有关的运行参数应满足运行界限的要求，本文主要就电气工程的安全保护和安全控制需注意的有关问题进行探讨。

【关键词】电气工程；安全分析；安全控制

1、电气安全控制的组成与特点

评估一台设备的优劣，除了考虑其自动化程度高低外，还应该注重该设备的安全性。从一台设备的设计、制造、使用过程中，安全是一个不可缺的重要内容。在西方国家，如欧盟、美国，早已制定出相关的法律、规范和标准，来保护人和机器的安全。如今，任何一台进入欧洲市场的机器，都必须施加CE标志，以证明这台机器符合指令、达到安全方面的要求。为了提高国产设备的竞争能力、突破西方国家的技术壁垒，设备的安全必须为我们所重视。CE标志是欧盟官方颁布的、统一在工业产品上使用的强制性标志。CE标志是一种产品安全合格的标志。

设备的安全性能由机械安全防护和电气安全控制系统两方面组成。

安全控制系统必须提供一种高度可靠的安全保护手段，最大限度地避免机器的不安全状态、保护生产装置和人身安全，防止恶性事故的发生、减少损失。安全控制系统在开车、停车以及正常维护操作期间对机器设备提供安全保护。一旦机器设备本身出现危险，或由于人为原因而导致危险时，系统立即做出反应并输出正确信号，使机器安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。

一套安全控制系统，由安全输入信号（即安全功能，如紧急停止信号、安全门信号等）、安全控制模块（如安全继电器、安全PLC）、和被控输出元件（如主接触器、阀等）三部分组成。

要使设备达到相应的安全等级就离不开必要的安全元件和安全线路，常见的安全元件有急停按钮、双手按钮、安全门开关、安全光栅等。这些元件通过线路（一般是双回路）连接到安全控制的核心。具有安全要求的机器中，使用普通的继电器或者一般PLC作为控制模块，对安全功能进行监控，从表面看来，这样的机器在一定条件下也能够保证安全性。但是，当普通的继电器和PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时（如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障），就会丢失安全保护功能，引发事故。而对于安全控制模块，由于其采用冗余、多样的结构，并具有自我检测和监控、可靠电气元件、反馈回路等安全措施，保证在本身缺陷或外部故障的情况下，依然能够保证安全功能，并且可以及时的将故障检测出来。从而在最大程度上保证了整个安全控制系统的正常运行，保护了人和机器的安全。

2、电气安全控制方式

电气安全控制的方式大致分为以下几种：

（1）用普通继电器搭建有自锁和互锁功能的双回路线路。这种是最原始的安全控制方式，能达到较低的安全等级。其优点是成本低廉，缺点是维护和改造十分复杂，无法监控。

（2）使用安全组件、安全继电器搭建安全回路。20世纪随着安全继电器的出现，它已经越来越多的应用于各种工业设备中。可以用于控制单一安全功能，适用于小型的安全控制系统。其安全输出通常有继电器触点输出或晶体管输出。无论采用何种形式的输出结构，安全组件、安全继电器都能够保证至少2个通道进行输出的控制。在一个输出通道出现故障的情况下，另外一个冗余的通道依然能够保证安全组件的安全功能，并且及时检测出故障通道。现在西门子、施耐德、欧姆龙等都推出了自己的安全组件、安全继电器产品。且控制方式成本适中，能达到较高的安全等级。

3、电气系统的安全控制

安全控制是指在电气系统各种运行状态下，为保证电气系统安全运行所进行的调节、校正和控制，主要包括预防控制、紧急控制和恢复控制。

1、预防控制：正常运行状态下系统中发电和用电的功率保持平衡，电压、频率和各种电力设备都在规定的限值内运行，同时还具有相当的裕度，但为了防患于未然，针对安全分析中发现的隐患，应采取适当的预防性安全控制措施，如调整电网的结构和线路潮流、改变机组出力、切换负荷等，以避免预想事故出现时造成严重后果。

2、紧急控制：当电气系统因遭受重大扰动而进入紧急状态后，系统的电压、频率和某些线路的潮流等可能严重超限，如不及时采取有效的控制措施，系统可能失去稳定。在这种紧急情况下，安全控制的主要目的是，迅速抑制事故及电气系统异常状态的发展和扩大。尽量缩短事故的延续时间，减少对系统中其它非故障部分的影响，使电气系统能维持和恢复到一个合理的运行水平。紧急状态安全控制首先是依靠继电保护快速地切除故障。为了防止事故扩大、保持系统稳定，可以采用的紧急控制措施有：改变有载调压变压器分接头位置，调整同步补偿机和电容器，事故低频自动减负荷等。

经过紧急控制之后，电气系统有可能恢复到一个合理的运行水平。但在紧急状态下，如果不及时采取适当的有效措施，或初始时的干扰及其产生的连锁反应十分严重，则系统也有可能失去稳定，解列成几个子系统。

3、恢复控制：电力系统发生重大事故后，通过紧急状态的安全控制，由继电保护、自动装置以及运行人员的操作将事故隔离，电气系统就处于恢复状态。面临的任务是将解列的子系统重新并列，并根据系统实际情况，将它恢复到正常警戒或正常安全状态。

4、电气工程安全控制具体措施

由于电气工程涉及到了电力系统和电气设备，所以安全性是第一位的，在电工程施工过程中，我们必须要做好安全控制工作。在电气工程的施工过程中，不但要按照施工方案和施工组织设计中的要求做好安全工作，我们还要在工程细节中在以下几个方面采取具体措施：

4.1做好临时用电系统的安全控制工作

在电气工程施工中，由于施工进度的影响，配电系统的施工比较滞后，为了保证前期电气设备的安装，往往需要搭建临时用电系统。通常的做法是采用TN―s供电系统作为主要结构，由于这种供电系统属于三相五线制，因此我们必须保证临时供电系统的地线重复接地，保证临时用电系统的安全性。

4.2做好漏电预防和应急预案的编制

在电气工程的施工过程中，有些电气设备存在漏电风险，因此我们必须要做好漏电预防工作，对于每一个电气设备都设定三级保护措施，严格执行一台设备一个电闸的原则，并编制漏电应急预案，保证电气设备的安全管理在有效控制之下。

4.3做好电气施工过程中的电压限制，增加超限保护装置

在电气施工过程中，不同的设备对电压的需求是不一样的，要想保证电气工程的安全得有有效控制，就要针对不同的设备设定不同的电压，主要应采取设备自带变压器的方式，保证供给设备的电压符合要求。另外，还要增加电压超限保护，保证电气设备的电压在合理范围之内。

4.4做好电气设备安装、调试环节的安全控制

电气工程施工过程中，涉及许多电气设备的安装和调试，在对电气设备的安装与调试环节中，必须要注意安全控制。一是要保证电气设备的安装符合安全标准要求，二是要保证电气设备的调试要在规定的电压和电流范围之内。三是要在电气设备的安装和调试过程中做好安全防护工作。

4.5强调安全管理制度，对于电气设备的操作人员，必须持证上岗

在电气工程中，我们要从制度上着手，强调安全管理制度的贯彻和落实，要加大安全管理制度的执行力度，对于电气设备的操作人员要严格执行持证上岗制度，保证作业人员安全。

结语

随着智能建筑的快速普及和发展，电气工程的地位越来越重要，它和整个工程的质量、进度、效果息息相关。电气工程中涉及到的安全控制是一个有机的整体。电气工程中的安全问题应该要放在突出位置，因为它涉及到人的生命安全，一切都要以人为本，要加强安全工作的宣传力度，不断提高施工人员的安全意识。强化安全管理，确保建设工程的安全。