电气安全,即不因电气事故引起人员伤亡、设备损坏、财产损失或环境损害。因此,从事电气安全工作的研究,最大限度保障人身及财产安全具有重大的意义。
从研究和预防角度看,电气安全工作的主要任务有:
(1)研究各种电气事故及其发生的机理、原因、规律、特点和防护措施。
(2)研究运用电气方法,即电气监测、电气检查和电气控制等方法来评价电力系统的安全性和解决生产中用电的安全问题。
为满足现实安全生产建设需要,电气安全工作的内容包括:
(1)研究并采取各种有效的安全技术措施。
(2)研究并推广先进的电气安全技术,提高电气安全水平。
(3)制定并贯彻安全技术标准和安全技术规程。
(4)建立并执行各种安全管理制度。
(5)开展有关电气安全思想和电气安全知识的教育工作。
(6)分析事故实例,从中找出事故原因和规律。
人们的生产活动和日常生活与电息息相关,电气设备作为当今社会处处可见的必需品,不仅提高了人们的工作质量,也改善了人们的生活质量。然而伴随着电气设备的普及,各种危险因素和电气事故也如影随形。电气设备如果在安装、操作、使用、维修中存在安全隐患,尤其是电气工作人员若缺乏必要的电气安全知识,不仅会造成电能浪费,而且会引起触电、火灾、爆炸等电气事故,造成人身安全和国家财产的严重危害和损失,在报纸和电视等媒体上,经常能看到火灾和触电事故的新闻,往往是之前存在着电气事故的隐患,却没有得到重视,才酿成的惨剧。因此,消除电气事故隐患,确保电气安全,已成为当前刻不容缓且具有广泛而深远意义的重要任务和长久课题。于是,电气安全技术应运而生。目前,我国电气安全的工程现状还存在着很多不足,如认识不足、技术标准落后、知识系统不完善等。
我国电气安全的发展可分为以下几个阶段:
第一阶段是起步探索阶段(20世纪50—70年代)。在20世纪50年代,开始出版一些电气安全方面的书籍,如1951年的《电气安全参考资料》、1955年的《电力装置的安全技术》(译自俄语)等。这期间的电气安全仅局限在电力生产领域和电力应用领域。20世纪60年代后,电气安全的发展较为缓慢,少有专业书籍问世,人们也开始认识到电气安全的重要性,并开始较为系统的学习。20世纪70年代,各个出版社争相出版电气安全的书籍,有的甚至建立了电气安全栏目或专题,如1971年,上海人民出版社出版的《接地和接零》;1977年,石油化学工业出版社出版的《用电安全技术》等。
第二阶段是体系建立阶段(20世纪80年代至90年代中期)。这一阶段,我国的电气安全研究逐渐走向成熟,并成功建立了自己的学科体系。20世纪80年代以来,各个高校相继设立电气安全工程系或安全工程专业,并开设电气安全课程。电气安全方面的书刊呈现百家争鸣的盛况,得到了极大的发展,如1983年的《电气安全技术》、1986年的《危险场所的电气安全与仪器防护》(译自英语)等。20世纪80年代后期,电气安全培训得到了极大的发展。一些专业工作者参考了IEC(国际电工委员会)的标准,根据我国的需要,制定了一系列国家标准。到20世纪90年代中期,这一工作达到高峰。
第三阶段是全面发展阶段(20世纪90年代中期至今)。在这一阶段,电气安全开始向其他专业领域发展,如1997年的《家庭用电安全》、2002年的《煤矿电气安全》等。
电气安全在分支专业上也逐渐深化,如2003年的《电磁辐射的污染及防护与治理》、2006年的《防雷及接地装置》。电气安全方面的专业学者均努力推动电气安全学科的向前发展,使得电气安全逐步从成熟走向发展。
目前,我国对电气安全的研究已经形成了一个独立的学科,并按照我国自己的特色体系不断向前发展。在完善传统电气安全的基础上,逐渐深化电磁辐射和静电的安全研究。并运用现代自动化技术和计算机技术,加强对电气事故的检测与监测,逐步实现电气安全自动化。
随着市场经济和对外贸易的发展,我国的电子电气产品大量出口到国外,在电子电气产品的设计与生产过程中,就要求相关的电气安全要符合其他国家的电气安全标准。因此,我国的电气安全标准的制定要在符合我国标准的基础上,与国际接轨,采用国际标准和国外先进标准,将对应的ISO和IEC国际标准转化为我国标准。目前,我国已建立了较为完善的电气安全标准体系,主要包括基础技术标准(即通用标准)、规范和产品技术标准,各个标准基本上都有对应的IEC标准。这种方式有一定的积极意义:一方面,可以采纳发达国家在电气安全方面已经取得的先进理念,在一定程度上提高出口产品的质量;另一方面,也可以利用国家之间的检测结果互认体系和相关双边协定,在一定程度上减少合格评定过程中的重复检验,降低企业的成本。
然而,这种采用IEC标准作为国家标准的发展方式带来的副作用也是很明显的。IEC中所制定的电气安全标准是在西欧发达国家的主导下进行的,其电气安全理论和实践的发展均走在世界的前列。不管是从经济水平、社会发展还是地理环境,IEC标准几乎都是为西欧量身定制的,而这些都与我国的国情不相符。而我国一味地翻译国外电气安全标准,却忽视了我国的经济、文化和地理等各方面的因素。我国大多数的中小型企业生产水平和科技含量比较低,使得他们无法在可接受的成本范围内生产出符合IEC安全标准的产品。此时,电气安全国标就显得形同虚设,导致了脱轨的现象。
此外,西欧等发达国家中各种电气产品的生产企业都有自己的产品安全标准,这些标准往往比国标更为细致、严格,但是涉及商业机密,是绝对不可能泄露的,因此,国标的通用标准并不能涵盖各种电气产品的特殊性。而我国电气安全的标准照搬IEC的标准,当涉及某一些具体产品的电气安全标准时,往往都是参照通用标准。
美国和加拿大以工业、社会等因素的差异为由,凭借其在科技和经济方面的强大优势,维持自己本国现有的UL电气安全体系,游离在IEC主导下的标准体系之外。文献中就美国和加拿大在电源插头、开关、插头中的使用电流、设备线和电源线等方面的标准进行了相应的介绍,可以看出,美国和加拿大的电气安全标准制定,非常细致和全面,是我国电气安全标准的制定无法比拟的。这与国家和企业的重视程度也是分不开的。
日本的电气安全标准体系与我国国家标准、IEC标准以及美国和加拿大的UL标准都有所不同,其标准仅适用于本国,体系也较为封闭。日本的电气安全标准在结构上与我国的GB 4706系列标准等(基本等同于IEC 60335-1)大致相同,但是在对产品的安全考核上有一些差异,即试验设置项目如正常使用时的温升变化等都相同,但是在具体的试验方法上却有很大的差异。此外,日本的电气安全标准对产品材料的特性非常重视,对各种产品的特殊要求都做了较为符合本国特点的相应规定,其标准对产品电气安全非常具有指导性和监督作用。
电气产品的安全情况是否符合电气安全标准,需要通过一定的试验来判断,并通过这些试验对该产品的电气安全情况作出相应的评价。我国的电气安全标准中规定了相应的电气安全试验准则,如《电气设备安全通用试验导则》(GB/T 25296—2010),其中包括绝缘的基本测量与试验,耐电痕化试验和外壳防护试验等。在电气产品出厂前应根据标准进行电气安全试验,以确保符合电气安全标准,合格出厂。在电气设备的运行过程中,应定期进行电气安全试验,防止绝缘老化、接地不良等问题引发电气事故。
电气安全评价包括两个方面,即经济性和有效性。电气安全评价的经济性在于在符合电气安全标准的同时,是否经济,是否有较低的成本。电气安全评价的有效性,是指从电气安全的角度进行评价,电气设备系统中各个部分的布置是否合理,采取的防护措施是否合理,能否实现协调工作等,简单来说就是对电气产品可能存在的潜在电气危险因素进行辨识,预测可能发生的电气事故及其后果,并提出整改建议和实施防护措施。