船用導(dǎo)航雷達的安全性設(shè)計

章樂多

摘 要：通過各種活動來消除和控制各種危險，防止所設(shè)計的系統(tǒng)在研制、生產(chǎn)、使用和保障過程中發(fā)生導(dǎo)致人員傷亡和設(shè)備損壞的各種意外事故。為了全面提高現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)的安全性，在安全性分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)設(shè)計人員必須在設(shè)計中采取各種有效措施來保證所設(shè)計的系統(tǒng)具有要求的安全性。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)航雷達;安全性設(shè)計;危險

0 引言

安全性是指產(chǎn)品不導(dǎo)致人員傷亡，不危害健康及環(huán)境，不造成設(shè)備損壞和財產(chǎn)損失的能力。安全性是通過設(shè)計賦予的一種重要產(chǎn)品特性。

安全性設(shè)計是通過各種活動來消除和控制各種危險，防止所設(shè)計的系統(tǒng)在研制、生產(chǎn)、使用和保障過程中發(fā)生導(dǎo)致人員傷亡和設(shè)備損壞的各種意外事故。為了全面提高現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)的安全性，在安全性分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)設(shè)計人員必須在設(shè)計中采取各種有效措施來保證所設(shè)計的系統(tǒng)具有要求的安全性。

1 概述

安全性分析是一種在設(shè)備研制初期就開始進行的系統(tǒng)性檢查、研究和分析的方法，它用于檢查系統(tǒng)和設(shè)備在每種使用模式中的工作狀態(tài)，確定潛在的危險，預(yù)計這些危險為人員傷害或?qū)υO(shè)備損壞的嚴(yán)重性和可能性，并確定消除或減少危險的辦法，以便能夠在事故發(fā)生之前消除或盡量減少事故發(fā)生的可能性或降低事故有害影響的程度。

安全性設(shè)計適用于船用導(dǎo)航雷達設(shè)備及各組成部件在硬件及軟件安全性設(shè)計方面的指導(dǎo)以及設(shè)備操作中與安全相關(guān)的使用說明。

2 術(shù)語

2.1 設(shè)備

設(shè)備包括艙內(nèi)設(shè)備、艙外設(shè)備、波導(dǎo)及連接件、連接線纜。

艙外設(shè)備：天線。

艙內(nèi)設(shè)備：收發(fā)機、顯示器、隔離變壓器等。

2.2 危險

對人的生命和健康可能造成的各種危害，包括由于觸電、噪聲、輻射、高頻、過熱、起火、弧光、污染和其它影響所造成的危害。

2.3 按規(guī)定使用

按照設(shè)備制造廠給出的條件使用。

保持預(yù)定的運行和維護條件也屬按規(guī)定使用。

2.4 安全技術(shù)措施

所有為了避免危險而采取的結(jié)構(gòu)上和說明性的措施。可分為直接的、間接的和提示性的安全技術(shù)措施。

2.5 特殊安全技術(shù)措施

只具有改進和保證安全使用設(shè)備的目的而不帶其他功能的裝置。

2.6 使用人員

2.6.1 專業(yè)人員

受過專業(yè)教育、具有專業(yè)知識和經(jīng)驗，能夠識別出其所操作和使用的設(shè)備可能出現(xiàn)危險的人員。如設(shè)備制造單位專業(yè)技術(shù)工程師。

2.6.2 受過初級訓(xùn)練的人員

受過與所承擔(dān)的任務(wù)有關(guān)的專業(yè)技術(shù)和安全技術(shù)訓(xùn)練，對不按規(guī)程操作可能發(fā)生危險有足夠了解的人員。如雷達操作員。

2.6.3 外行

非專業(yè)人員，又未受過初級訓(xùn)練的人員。

2.7 設(shè)備操作場所

主要用于設(shè)備運行，且只允許專業(yè)人員或受過初級訓(xùn)練的人員進入的房間或場所，如駕駛室、高頻室、指揮室、電機房等。

2.8 帶電部分

處于正常使用電壓的導(dǎo)體或?qū)щ姴糠帧?/p>

2.9 導(dǎo)電部分

能導(dǎo)電，但并不一定承載工作電流的部分。

2.10 外露導(dǎo)電部分

易觸及的導(dǎo)電部分和雖不是帶電部分但在故障情況下可變?yōu)閹щ姷牟糠帧?/p>

2.11 直接接觸防護

所有防止人接觸電氣設(shè)備帶電部分面遭受危害的措施。

2.12 間接接觸防護

所有防止人遭受電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分上危險接觸電壓傷害的措施。

3 安全設(shè)計的基本要求

3.1 安全技術(shù)的目標(biāo)

在按規(guī)定安裝和使用設(shè)備時必須保證安全不得發(fā)生任何危險。所有電氣設(shè)備、裝置和部件，均應(yīng)符合安全要求。如果在安全技術(shù)和經(jīng)濟利益之間發(fā)生矛盾時，應(yīng)該優(yōu)先考慮安全技術(shù)上的要求，并按下列等級順序考慮。

3.1.1 直接安全技術(shù)措施

設(shè)備本身設(shè)計盡量減少危險和隱患。

3.1.2 間接安全技術(shù)措施

如果不可能或不完全可能實現(xiàn)直接安全技術(shù)措施時，采取特殊安全技術(shù)措施。

3.1.3 提示性安全技術(shù)措施

（1）如果直接或間接安全技術(shù)措施都不能或不能完全達到目的，必須說明在何種條件下才能安全地使用設(shè)備。

（2）如果需要采用某種運輸，貯存、安裝、定位、接線或投入運行等方式才能預(yù)防某些危險時，則要對此給以足夠的說明。

（3）如果為了預(yù)防發(fā)生危險，在設(shè)備使用和維修中必須注意某些規(guī)則時，則應(yīng)提供通俗易懂的使用和操作說明書。

3.2 特殊條件下的安全

如果在按規(guī)定使用設(shè)備時，遇有特殊的環(huán)境或運行條件，則必須將設(shè)備設(shè)計得在所要求的特殊條件下也符合本標(biāo)準(zhǔn)，屬于這些特殊條件的有：

（1）有爆炸危險或有易燃危險。

（2）異常高或異常低的溫度。

（3）異常的潮濕。

（4）特殊的化學(xué)、物理或生物作用。

3.3 制造過程中的安全

在設(shè)計設(shè)備時，必須考慮在設(shè)備制造過程中的安全性。

4 安全性設(shè)計說明

4.1 總要求

應(yīng)根據(jù)研制總要求或研制合同中規(guī)定的安全性定性、定量提出安全性設(shè)計要求。承制方應(yīng)根據(jù)安全性設(shè)計要求和初步危險分析等各種來源獲得的所有信息制定安全性設(shè)計準(zhǔn)則。安全性設(shè)計要求包括定性和定量要求。定性要求是安全性設(shè)計的基礎(chǔ)。對某些安全性關(guān)鍵的系統(tǒng)或設(shè)備還應(yīng)規(guī)定定量要求，做到定性與定量要求相結(jié)合。

設(shè)備在設(shè)計時保證了設(shè)備在按規(guī)定使用時不會發(fā)生任何危險，設(shè)備盡可能承受在正常使用中可能出現(xiàn)的物理和化學(xué)作用的影響。

當(dāng)預(yù)計的負(fù)載與實際的負(fù)載不一致，以及由于不能及早發(fā)現(xiàn)的材料缺陷，而可能出現(xiàn)有害影響時，將采用適當(dāng)?shù)陌踩夹g(shù)措施，例如采用熔斷器和防護罩等，以防止由于過負(fù)載、材料缺陷或磨損而引起的危險。

4.2 材料

4.2.1 一般要求

設(shè)備選用能夠承受在按規(guī)定使用時可能出現(xiàn)的物理和化學(xué)作用的材料。

設(shè)備所用材料為阻燃、耐腐蝕和化學(xué)穩(wěn)定性好的材料，不會對人員和設(shè)備產(chǎn)生危害。

4.2.2 有害材料

設(shè)備選用的材料不應(yīng)對人體生理上產(chǎn)生任何有害影響。

4.2.3 耐老化材料

凡是由于材料老化可能使設(shè)備性能降低而影響安全的部位，均選用有足夠耐老化能力的材料。

4.2.4 抗腐蝕材料

凡是由于腐蝕可能影響設(shè)備安全的部位，均選用有足夠抗腐蝕能力的材料，或以其它方式采取足夠的抗腐蝕措施。

4.2.5 電氣絕緣

（1）設(shè)備有良好的電氣絕緣，以保證設(shè)備安全可靠并防止由于電流直接作用所造成的危險。

（2）各類絕緣件均具有足夠的耐熱性。

（3）支承帶電部分的絕緣件具有足夠的耐受潮濕、污穢或類似影響而不致使其安全性降低的能力。

4.3 運動部件

設(shè)備的旋轉(zhuǎn)部件，如天線，在設(shè)計時考慮使人不能接近或觸及，以防發(fā)生危險，如果不能避免，則采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。

4.4 表面、角和棱

（1）設(shè)計中避免了設(shè)備上有可能造成傷害的外露尖角，棱以及粗糙的表面，如果有，則加以遮蓋。

（2）肢體進入的維修通道沒有尖銳邊、角，門、開口的邊緣制成圓角或覆蓋橡膠、纖維織物。

4.5 穩(wěn)定性

（1）立式設(shè)備有可靠的穩(wěn)定性，不會由于振動，大風(fēng)或其它外界作用力而翻倒。

（2）設(shè)備具有較合理的重心位置。對于有駕駛位置的可行駛的設(shè)備，考慮了防傾覆裝置。

4.6 噪聲和振動

（1）設(shè)備在設(shè)計時使其所發(fā)出的噪聲和振動保持在盡可能低的水平上。例如選取較合適的轉(zhuǎn)速、應(yīng)用低噪聲的驅(qū)動機構(gòu)和減震構(gòu)件等。

（2）門、抽屜具有鎖緊裝置，以免振松后傷人。

4.7 電能

4.7.1 電能直接作用的危險

（1）總要求。設(shè)備的設(shè)計使其在按規(guī)定使用時，對由于電能直接作用所造成的危險有足夠的防護。

（2）直接接觸防護。1）設(shè)備的設(shè)計使其使用人員不通過輔助手段或工具就不能觸及到帶電部分，或者不能接近到使他們遭受危險的程度。2）當(dāng)無法使帶電部分?jǐn)嚯姸瑫r又允許拆卸或打開設(shè)備的起直接接觸防護的部件時，則只能允許使用適當(dāng)絕緣的工具拆卸或打開。3）保證所有外部可導(dǎo)電的零部件表面的屏蔽及正常操作使用維修可觸及到的部位處于地電位。

（3）間接接觸防護。1）當(dāng)基本絕緣發(fā)生故障或出現(xiàn)電弧時，為使用人員不致受到危險的接觸電壓的傷害，設(shè)備采取了下列防護措施：a.導(dǎo)電部分有與接地線連接的裝置，并保證接線處在電氣上和機械上有非常可靠的連接;b.導(dǎo)電部分的接觸電壓不超過所規(guī)定的安全電壓值。

4.7.2 電能間接作用的危險

（1）設(shè)備設(shè)計時已將有損于健康的高頻、噪聲、振動以及類似的機械作用和熱作用限制在無害的范圍內(nèi)。

（2）設(shè)備內(nèi)部或周圍所出現(xiàn)的溫度（包括由于過負(fù)載和短路所造成的高溫），未對設(shè)備的性能及其周圍環(huán)境產(chǎn)生有損于安全的影響。

（3）在各種工作條件下，操作、控制和易接觸部位不會造成對人員的燙傷。盡量不采用易炸裂的元器件、零部件，以避免對人機造成傷害。

（4）防微波輻射盡可能符合《GJB7微波輻射安全限值》第2章要求。

4.7.3 外界影響所造成的危險

（1）環(huán)境的影響。1）設(shè)備具有足夠的防止由于環(huán)境影響（例如：沖擊、壓力、潮濕、異物侵入等）而危及安全的保護。2）隔離變壓器采取了防雷電感應(yīng)的措施，以避免雷電感應(yīng)直接侵入雷達設(shè)備。

（2）過負(fù)載。設(shè)備具有能承受一定的過負(fù)載而又不危及安全的能力。

4.7.4 標(biāo)志和標(biāo)牌

（1）設(shè)備上具有能保持長久、容易辨認(rèn)而且清晰的標(biāo)志或標(biāo)牌。這些標(biāo)志或標(biāo)牌給出了安全使用設(shè)備所必需的主要特征，例如額定參數(shù)、接線方式、接地標(biāo)記、危險標(biāo)記、可能有的特殊操作類型和運行條件的說明等。

（2）對于能根據(jù)使用人員的選擇置于不同運行或功能狀態(tài)的設(shè)備（如應(yīng)答接收機、視頻碼處理單元、視頻碼抑制單元、抗干擾裝置等），具有能夠清楚表明所選擇狀態(tài)的裝置或標(biāo)記，為此目的設(shè)置的裝置其定量定性的指示值有足夠精度。

（3）設(shè)備還以其它方式清楚、可靠和有效地將應(yīng)注意的事項告訴使用人員。如使用維修說明書及安裝技術(shù)要求等。這些文件均以工作資料和隨機資料的形式向艦總體設(shè)計單位及船廠提供。

（4）電氣連接器不會因誤接而造成危害。在結(jié)構(gòu)上確保不同用途連接器不能互用或有明顯的對應(yīng)標(biāo)志。

（5）對于涉及人身、設(shè)備安全的危險部位設(shè)有顯著、醒目的安全標(biāo)志，對重大危險部位設(shè)置聲光報警裝置。安全標(biāo)志采用形象化的符號和圖形表示出危險的類別，并用文字間要說明防止危險的措施。

4.7.5 額定運行狀態(tài)

（1）設(shè)備在額定參數(shù)下按規(guī)定使用時，不會對人造成危害。

（2）設(shè)備根據(jù)安全上有要求，設(shè)計時額定參數(shù)具有適當(dāng)容差。

4.7.6 電氣接線和電氣連接

（1）設(shè)備裝設(shè)有能與電源可靠連接的裝置。

（2）所需要的連接手段，如接插件、連接線、接線端子等，均能承受所規(guī)定的電（電壓、電流和功率）、熱（內(nèi)部或外部受熱）和機械（拉、壓、彎、扭等）負(fù)載。特別容易造成危害的部位則通過位置排列、結(jié)構(gòu)設(shè)計或附加裝置來保護。

（3）母線和導(dǎo)電或帶電的連接，按規(guī)定使用時，不會發(fā)生過熱、松動或造成其它危險的變動。

（4）設(shè)備所選用的導(dǎo)線和電纜具有良好的絕緣和耐高溫性能。在設(shè)備規(guī)定的工作電壓、溫度、濕度、大氣壓力、冷凝、使用壽命、污染等條件下不易被擊穿。

（5）在結(jié)構(gòu)上必須防止插入連接器內(nèi)部的裸線穿出連接口，并保證不與其他部分相接觸。

（6）設(shè)備內(nèi)部的布線用支架固定并加以必要的保護，用金屬夾固定時，采取必要的絕緣保護措施。

（7）布線時，在容易彎曲的地方（如門、蓋板）使用柔軟的熱塑套管，保護套管的每一端固定在電纜架（夾）底下，電纜的成形和固定，確保在正常使用時不因拐彎而磨損。

（8）選用聚乙烯電纜時，其彎曲半徑不小于該電纜直徑的5倍，避免因過度彎曲而產(chǎn)生永久性變形。

（9）外部兩端端接的互連電纜中有一根地線，除同軸電纜外，不允許把屏蔽層作為載流線來連接。

（10）接到屏蔽層、鉸鏈部件或其他機械部件的地線不構(gòu)成環(huán)路，以可導(dǎo)電底板或框架上的一點作為靜電接地或電源接地的公共接點與保護接地端子連接。

（11）與可導(dǎo)電底板或框架連接的地線均牢固地固定在底板或框架上，地線與底板之間保持良好的電氣連接。

（12）超過36 V的電線、電路、機殼、機柜均接地，接地電阻小于10 ?。

（13）導(dǎo)線及標(biāo)志安全色、指示燈及按鈕顏色符合《GB2893-1982安全色》。

4.7.7 電氣間隙

（1）在所有可能由于電壓、故障電流、泄漏電流或類似作用而發(fā)生危險的地方，均留有足夠的電氣間隙。

（2）在特殊情況下，如由于鹽霧腐蝕使電氣間隙可能受到損害時，則通過設(shè)計結(jié)構(gòu)、選材和適當(dāng)?shù)姆牢?、防潮或防其它有害作用的措施，對其加以保護。

（3）布線間的間隙及設(shè)備內(nèi)裸導(dǎo)線或焊點之間的間隙在正常使用條件下避免偶然接觸，其電氣間隙符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的規(guī)定。

4.8 控制和調(diào)節(jié)裝置

（1）電能的接通和分?jǐn)嗫刂凭哂凶畲笙薅鹊陌踩?，調(diào)節(jié)部分的設(shè)計能防止造成誤接通、誤分?jǐn)?。對于手動控制，操作件運動的作用清楚明了，并輔以容易理解的圖形符號和文字說明。

（2）開關(guān)應(yīng)具有良好的通斷性能與負(fù)荷能力，通斷位置有明顯的識別標(biāo)志。

4.9 符合人類工效學(xué)的結(jié)構(gòu)

為了減輕勞動強度和疲勞，為了便于使用，設(shè)備的設(shè)計和人體尺寸，體力和生理特點相適應(yīng)。

4.10 軟件安全性一般要求

軟件開發(fā)規(guī)范化。在軟件開發(fā)的每個階段編制必要的文檔并進行檢查、分析和評審，實行配置管理。盡可能采用先進、實用的軟件開發(fā)工具，并確保軟件開發(fā)工具免受計算機病毒侵害。盡早開展并加強軟件檢查和測試，采取措施使檢查工作切實有效，盡可能達到軟件測試規(guī)定的要求。

5 結(jié)束語

安全性設(shè)計時確保產(chǎn)品滿足安全性要求的重要措施，應(yīng)采取定性與定量相結(jié)合的原則開展設(shè)計，對安全起關(guān)鍵影響的產(chǎn)品應(yīng)開展定量設(shè)計。產(chǎn)品的承制單位應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的類型、特點和安全性要求，吸收相似產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗，選用合適的安全性設(shè)計方法，并通過初步危險分析，制定相應(yīng)的安全性設(shè)計準(zhǔn)則。

安全性設(shè)計準(zhǔn)則應(yīng)針對性強、具體和便于操作，而且通過設(shè)計實踐不斷完善，隨著設(shè)計的更改有針對性地加以增刪和修改。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)認(rèn)真貫徹落實安全性設(shè)計準(zhǔn)則，在產(chǎn)品設(shè)計評審中應(yīng)提交安全性設(shè)計準(zhǔn)則符合性報告供評審組評審。

參考文獻：

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