高作業頻率Local盤開盤作業安全管理-防護絕緣蓋板

1. 前言

半導體製造產業屬於高資本密集產業，所以在高固定成本下，需提高產能利用率(24小時生產)來降低製造成本，以達一定經濟規模增加公司利潤；半導體業技術不斷更新、演進，因此造就用電設備變動頻繁、停電損失非常高用電特性，使電氣從業人員往往需在線路不停電情況下，從事活線或活線接近等高風險作業。

廠區低壓電盤(208V以上，750V以下)開盤活線作業是廠務電力課施工類別中最主要的項目之一。但電力工程從業人員往往對低壓作業之警覺性相對於高壓作業警覺性低，易忽略其作業安全性，而造成感電(Electric Shock)事故或電弧閃絡(Arc Flash)事故。感電意外，輕者造成驚嚇、疼痛或痙攣等現象，重者恐造成人體肌肉器官受損或生命安全之虞；電弧閃絡意外，輕者灼傷，甚者，會造成人員傷亡。因此，如何降低因職業安全衛生所造成的風險及損失，一直是大家積極強化環境與職安衛管理機能，以創造更安全的工作環境。

2.文獻探討

2.1電氣事故案例統計

美國國家消防協會(National Fire Protection Association)、國家安全委員會(National Safety Council)及勞工局(Bureau of Labor Statistics)統計，美國每年有600人死於電氣事故，其大部分都是低壓電源引起(600V以下)，因此並非高壓才會造成死亡。美國工業安全與衛生新聞(ISHN)統計，在美國平均每年發 30000起電弧閃絡事故造成7000位電氣工作人員燒燙、超過2000例住院事故^[1]。

電弧閃絡事故又稱隱形殺手，大多為人員因素造成，近年來國內外亦有多起電弧閃絡事故發生。在歐洲電弧閃絡事故有70%以上為人為操作失誤，例如量測探針接觸到錯誤表面、工具遺留、疏失靠近帶電處等^[2]。

根據臺灣勞動部職業安全衛生署統計，109年度災害類型比較中，感電事故(不包含非感電所造成之電氣火災)僅次於墜落，高居第二名，如圖1所示^[3]。其主要危害因素為^[4]：①外部物體侵入；②人為疏失，如誤觸電源、工具遺落盤內；③設備故障，如缺乏保養導致絕緣劣化破壞等。根據過去電弧事故統計，電氣從業人員是電氣危害的更風險族群。於送電作業下，進行220V以上電源配電箱進行施工。

美國國家電工標準(NEC)並未對所有作業環境作的危害保護作出具體要求，所以一般企業的安全防護主要著重於提供安全防護具(PPE)及培訓，認為這足以使人員避免受任何事故影響，但PPE卻是危害控制5大層級的最後一道防線，如圖2，因此每年感電事故仍層出不窮。

2.2管制措施層級(Hierarchy of Control)

管制措施層級被廣泛使用於各類安全管理組織，以降低或完全移除危害的一種管制措施。管制等級以倒三角形表示，如圖2，按其效益較高者排列為：危害消除、危害替代、工程管制、行政管制以及個人防護具五大層級，說明如表1所示。

2.3台積作業安全之管制措施層級

台積公司於2020年上線《台積公司承攬商環安衛藍皮書》^[5]，其開盤作業管理主要以行政管制及個人防護具為主，說明如下：

① 消除與替代

• 停電後再執行作業：由於台積公司用電特性，因此很難將危害消除(停電)。

② 工程管制

• 安全上鎖掛牌作業Lockout-Tagout, LOTO：斷電作業後執行LOTO。

③ 行政管制

• 電氣作業一般規則：嚴禁私自開盤、電盤鑰匙保管、開盤作業台積工程師在場執行。
• 高風險作業行政流程：協議組織、技能認證、施工單作業許可申請、工具箱會議等。
• 施工前：施工前告知相關單位、自主檢查(環境安全、個人防護具)、現場二次工具箱宣導。
• 施工中：施工巡檢。
• 施工後：復歸環境與回報。

④ 防護具

• 個人防護具：電工安全帽(EN 50365)、絕緣手套CNS 12546、絕緣鞋CNS 16054-1、絕緣鞋(於地面作業可使用絕緣毯IEC 61112替代)、安全眼鏡。
• 手工具：絕緣手工具IEC 60900。

2.4台積Level 2開盤作業定義

• 電壓電流量測。
• 斷電作業。
• 結線。
• 器具安裝(ex : 儀表/繼電器/MCCB/端子台等)。
• 清潔。

3.研究方法

3.1開盤作業風險分析及危害管制提升

開盤作業危害主要為人員感電及電弧閃絡。本文以作業觀察及分析承攬商現場施作可能造成的危害風險，探討如何提升危害管制方式，以提升目前廠區既有之危害管制措施層級(Hierarchy of control)，進而降低受傷或傷亡的風險。

3.1.1作業風險危害分析

雖然台積公司在開盤作業管理已有相當程度的安全管理，但各廠區還是有人員發生電氣危害事故發生，因此應持續辨識危害及其相關風險。本文作業觀察分析現場施作開關安裝、盤內拉線、結線、線標籤等作業，而目前管控方式皆依靠行政管制及個人防護具為主，容易因人為疏忽而造成感電及電弧閃絡危害，其說明如下：

① 電盤未使用的開關位置之銅排是裸露於作業空間，如圖3、圖4所示。雖然作業人員有配戴個人安全防護具 (PPE)，但仍有手工具掉落或螺絲掉落等造成感電或電弧閃絡風險發生。常用之手工具如圖5所示。

② 電氣作業人員於開關在安裝前，皆會使開關處於「OFF位置」，但有仍有機會於安裝過程中誤觸開關的操作手柄，導致開關狀態處於「On位置」，造成人員有感電或電弧閃絡風險發生。

③ 拉線作業時線頭銅線有裸露時，容易碰觸盤內帶電體，而造成感電風險。

④ 安全眼鏡：因人員配戴之口罩時，呼吸的熱氣會透過口罩上方空隙流向鏡片造成鏡片起霧，容易造成視線不良。

3.1.2危害管制提升(表2)

3.1.3電盤防護絕緣蓋板(Filler Plate)

① 絕緣蓋板原物料(表3)

絕緣蓋板原料採用聚碳酸酯，是一種熱塑性樹酯，為工程塑料中的一重要原料，其特性具有耐熱、抗衝擊、阻燃(不需添加劑就具有UL 94 V-2級阻燃性能)、以及良好的電絕緣性能，常被應用在電氣、機械、絕緣材料、生醫等眾多產業。

② 絕緣蓋板介紹(表4)

電盤尚未安裝斷路器開關位置，以防護絕緣蓋板做人員與危害隔離，其絕緣蓋板有通過UL94耐燃試驗(圖6、圖7)、耐電壓試驗及絕緣電阻測試(圖8)，可避免人員感電及降低因電弧閃絡事故造成的危害，其試驗認證介紹如下說明：

• 耐燃試驗

  UL94是美國Underwriters Laboratories Inc制定的塑膠可燃性標準，用來評估塑料在點燃後火焰熄滅能力。係根據不同厚度之塑膠燃燒之阻燃性分為六類，其等級從對小阻燃性到最大阻燃性分類為HB、V-2、V-1、V-0、5VB及5VA。

  ￮ HB：緩慢水平燃燒試驗，對於厚度小於3mm的材料樣品，其燃燒速度小於75mm/min，為UL94標準中最低的阻燃等級。

  ￮ V-2：在垂直擺放的樣本上30秒內停止燃燒，允許滴下燃燒的顆粒。

  ￮ V-1：在垂直擺放的樣本上30秒內停止燃燒，允許滴下不燃燒的顆粒。

  ￮ V-0：在垂直擺放的樣本上10秒內停止燃燒，允許滴下不燃燒的顆粒。

  ￮ 5VB：在垂直擺放的樣本上60秒內停止燃燒，不允許滴下，允許樣本上出現洞。

  ￮ 5VA：在垂直擺放的樣本上60秒內停止燃燒，不允許滴下，也不允許在樣本上出現洞。

• 耐電壓試驗

  耐壓測試是用來驗證産品的品質和電氣安全特性，檢測被測體是否具有足夠的電氣絕緣強度可以耐受工作電壓或是過電壓能力。其主要原理為將依高於正常工作電壓加在被測設備之絕緣體上，並持續規定的時間，確認其漏電流是否保持在規定的範圍內以及測試位置是否損壞。

• 絕緣電阻測試

  絕緣電阻試驗是驗證材料性能，主要於被測設備之絕緣體上，施加直流電壓後，進行絕緣電阻值量測，一般要求絕緣電阻至少要2MΩ以上。

4.結果分析

4.1電盤絕緣蓋板安裝(圖9 圖10)

中科廠區於2020年已完成高作業頻率之I-Line、PPB電盤，未使用之開關位置加裝絕緣防護隔板(Breaker Filler Plate)，避免人員於作業期間因作業疏失而碰觸帶電銅排造成感電，或因手工具掉落而造成電弧閃絡危害，並可提升人員作業效率。其絕緣蓋板系仿照開關大小製作，因此安裝後可完全遮住電盤帶電區域，且無縫隙使人員肢體或手工具誤觸帶電區域。

目前各運轉廠區已完成電盤蓋板安裝，而新建廠區之電盤於入廠前會完成蓋板安裝，以強化台積開盤之作業安全。

4.2新設斷路器開關前切至Trip(圖11)

開關功能測試及絕緣電阻測試完成後，於安裝前，先手動將開關操作手柄切至"On"位置，並按下Trip測試按鈕/跳脫單元，使其開關切至Trip位置，可避免人員誤將開關投入。

4.3拉線線頭纏繞電氣絕緣膠布(圖12)

拉線作業時線頭使用電氣膠布纏繞電纜線裁剪處，可避免因拉線過程中碰觸盤內帶電位置。

4.4安全眼鏡鏡面使用除霧噴劑

定期以鏡面除霧噴劑擦拭安全眼鏡，可大幅降低因呼吸熱氣導致鏡片起霧而造成視線不良，影響作業甚至發生災害風險。

5.結論

作業安全很容易被忽視，往往只有在事故發生後，才容易理解投資於預防的重要性。但是，在從事風險性作業時，我們可以採取簡單的預防措施，即可降低人員受傷風險及財產損失的風險。本文提出的：電盤加裝絕緣防護遮版、開關安裝前切至Trip、拉線作業線頭纏繞絕緣膠布等工程管控(Engineering controls)，可有效地降低致命的感電及電弧閃絡風險。