为最小化风险和责任使用正确的电气测量工具和程序

1。执行摘要
        在美国，几乎指定任何一天，都会有5到10次足够把烧伤受害者送到特别烧伤中心的电弧闪光爆炸发生。这些事故和其他不太严重的电气事故导致受伤——有时甚至是死亡——损失工作时间、医疗成本、保险索赔、停机时间等。对受害者及其家属和公司造成的代价都是非常昂贵的。然而，很多这些事故都是能够防止的。培训、良好的测量技术以及恰当地使用工具等结合能极大降低事故发生的几率。
你的公司有风险吗？你怎样回答下列问题？
① 你的公司有已被证明的电气测量安全程序吗？
② 你的公司经常检查电气测量设备看是否有危害安全的损坏吗？
③ 你的公司从事电气测量的工人在怎样安全工作方面接受年度大强度的培训吗？
④ 你的公司能确保在设备上使用恰当等级的测试仪表吗？ 
        如果你回答三个以上问题都是肯定的，祝贺你——你在降低与采取电气测量措施相关的事故几率上比大多数雇主做的工作更好，但是仍有做更好的空间。该资源包设计用于帮助你开发极大降低风险的电气测量安全程序。
        现在的工作场所，常见的高压电气系统不仅增加效率，而且也增加电气工人及其雇主的危险和风险等级。 
        从事高压系统的工人经常离潜在致命的电流非常近。由于存在瞬变电压火花，极大地增加这种危险。在这些强大的工业电流上的瞬变火花能产生引起极端危险的电弧闪光现象的条件。
        为帮助管理高压系统固有的风险，国家和国际标准组织已经根据它们潜在的危险开发分类电气环境的规章。保护人员的设备（PPE）（包括测试仪表）根据NFPA-70E标准，雇员工作地点的电气安全的要求分类，并与事故电压等级和电弧闪光范围的距离有关。
        为帮助确保现在高压和危险环境下的安全，领先的制造商已经重新设计它们的测试仪表从而加强可靠性和安全。这样的工具能帮助公司避免很多由高压电气事故造成的危险：运行中断、更高的保险费、起诉费以及，更重要的，人员伤害。
        在现代社会中，医疗成本逐步上升和诉讼是常见的，明智的管理人员将采取步骤降低风险等级，帮助增加雇员的安全，并最小化组织的运行暴光和金融暴光。这意味着管理人员必须确保雇员使用合适的保护人员的设备，包括独立测试新一代的测试工具从而帮助确保它们按规范实现其功能。雇员必须正确使用设备，接受安全电气测量程序的培训。
2．引言：管理电气环境中的危险
        现在，为工业和商业供电系统提供高压电能——在美国高达480V，在加拿大高达600V。像这样的高压电能的电路能带来巨大的危险和风险。
        大多数高压供电系统的另一个特点是短期的电压尖峰脉冲，即所谓的瞬变。
        当发生这样的尖峰脉冲时，而测量正在进行，它们能引起测量工具内部或外部等离子区电弧。在480V和600V系统可得到的高故障电流能使导致的电弧闪光极端危险。
        减轻这样的风险需要使用保护人员的设备，包括设计和测试仪表从而满足恰当的标准，遵守安全测量程序，恰当地检查与维护测试仪表。
本文讨论以下方面：
① 理解高压环境
 电压瞬变；
 电弧闪光的危险；
 测量种类CAT I、CAT II、CAT III 和 CAT IV。
② 作为保护人员的设备一部分的测量工具
③ 测量工具的安全要求；
④ 测量工具的检查和维护；
⑤ 安全测量的过程和程序；
⑥ 结论和推荐。
3.理解高压环境
        很明显，商业没有大量的电能是不能存在的。制造运行和办公暖通空调（HVAC）系统需要大量的电能，现在计算机系统已经成为用电大户。
        以最高性价比的方式供应大量电能的需要已经导致公司选择更高的能量，更高电压的供电系统，安装的成本更小。
       作为这种趋势的一种结果，工业和商业运行现在采用更高等级的电气系统，它增加了危险和那些建设与维护这些系统的人员的风险。对工作在高压系统的工业和商业维护工人和电气人员来说，这种风险是常见的。在美国，480V三相供电系统是常见的；在加拿大，系统使用高达600V的电压。虽然被分级为“低压”，480V和600V的系统都能容易地把潜在的致命量的电流足够供应给电弧闪光——一种极端危险的事故。
4.电压瞬变：微秒级的危险
        电压尖峰脉冲的出现，即所谓的瞬变，是供电系统的另一个特点，当进行电气测量时，该系统增加遭遇的潜在危险。
        几乎每个供电系统都有瞬变。在工业设备中，它们可能由感性负载的切换引起，也可能由雷击引起。虽然类似的瞬变仅仅持续数十微秒，但是它们能从设备中携带数千安培的电能。对每个从事电气设备测量的人来说，后果是具有巨大破坏性的。
        当发生这样的尖峰脉冲时，而测量正在进行，它们能在测量工具内部或外部形成等离子区电弧。在480V和600V系统可得到的高故障电流能产生所谓电弧闪光的极端危险的条件。
5．理解电弧闪光
怎样解决这样的问题？
        足够量的瞬变能引起仪表内的导体之间形成电弧或击穿测试导线。一旦产生电弧，能得到的类似于螺栓电流的总故障电流能反馈给电弧并引起爆炸。
        后果可能是电弧闪光，它能把电气系统中的能量供给等离子体火球。温度能达到大约6，000℃或10，000华氏温度。
       瞬变不是电弧闪光危险的唯一来源。非常常见的手持万用表的误用能触发相似的事件链。
       如果万用表用户把测试导线留在电流输入端，并把仪表导线连接到电压源，该用户已经导致仪表短路。电压端有高的阻抗时，而电流端只有非常低的阻抗。这是仪表的电流电路为什么必须用熔丝保护的原因。
       测试设备的另一个常见和危险的误用是带电测量欧姆或连续性参数。在不带电的电路上才能进行这些测量。
6．电弧闪光是安全问题
       很难发现电弧闪光事故的频率和成本的详细资料。也许不能从事故报告中区分电击和电弧闪光。另外，雇主也许不情愿讨论或报告如此危险和成本昂贵的事故。
        芝加哥大学的Mary Capelli-Schellpfeffer博士提供最权威的闪光频率评估。她的公司，CapSchell公司，是一家总部设在芝加哥的研究和咨询公司，评估每天5到10次在美国发生的足够把烧伤受害者送到特别烧伤中心的电弧闪光爆炸。
7．测量种类：CAT I、CAT II、CAT III 和 CAT IV
        为用户提供改进的保护，工业标准组织已经采取措施澄清在供电环境下存在的危险。美国国家标准协会（ANSI），加拿大标准协会（CSA）和国际电工委员会（IEC），已经为用于高达1000V的环境中的电压测试设备建立更严格的标准。
        相关的标准包括ANSI S82.02, CSA 22.2-1010.1和IEC 61010。这些标准包括1000V或更低电压的系统（包括480V和600V）和三相电路。这些标准通过地点、受伤的可能和电压等级首次区分瞬变危险。
        ANSI、CSA 和IEC标准定义了过电压瞬变脉冲的四个测量种类。单凭经验的方法是技术人员离电源越近，危险越大，测量分类号就越高。低种类的安装通常有更大的阻抗，它抑制瞬变并帮助限制给电弧供电的故障电流。
   CAT IV 与安装的起源有关。这参考设备连接的电力线，但是也包括任何空中和地下的外部电缆步线，因为两者都受闪电影响。
   CAT III包括配电等级布线。这包括480V和600V电路，例如，三相母线及其分支电路、电机控制中心、负载中心和配电面板。也把永久安装的负载划分为CAT III。CAT III包括能自己产生瞬变的大负荷。在此等级上，在现代建筑物中使用高压的趋势已经改变了情景并增加潜在的危险。
  CAT II 包括电源插座和插入式负载。
  CAT I 参考受保护的电子电路。 
     某种安装的设备可包括多个种类。例如，电机驱动面板在480V电源侧可以是CAT III，在控制侧可以是CAT I
8．作为保护人员的设备一部分的测量工具 
       在建立针对电气工人的安全标准的过程中，起重要作用的另一个组织是美国国家防火协会（NFPA）。NFPA在其70E标准（“雇员工作场所电气安全要求标准，2004版。”）中建立了针对电气测量工具的指导方针。
       70E标准也包括在各种环境和安装/维护活动中关于其他保护人员的设备（PPE）的重要要求。
NFPA标准规定测试仪