114 地方特考四等 職業安全衛生類科 安全工程概要 考古題詳解

核心觀念

此題考查彈簧—質量系統的自然振動頻率與重量的關係。彈簧剛性為 $k$、質量為 $m$ 時，自然角頻率為

由於重量 $W=mg$，在重力加速度 $g$ 固定時，亦可寫成

因此，在彈性係數 $k$ 不變時，自然頻率與重量的平方根成反比：重量增加，頻率降低。本題未涉及法條。

解題方法

設原重量為 $W_1$，自然頻率為 $f_1=240\ \mathrm{cpm}$；增加重量後為 $W_2$，目標頻率為 $f_2=180\ \mathrm{cpm}$。由頻率公式取比值：

兩邊平方後，求出增加後重量與原重量的比值：

核心觀念

靜電是物體因接觸、摩擦、剝離、流動或感應而產生電荷分離與累積的現象。若電荷無法及時洩漏，物體電位升高，可能在放電時產生火花；當火花能量足以點燃周遭可燃性氣體、蒸氣或粉塵時，就會引發火災或爆炸。靜電也可能造成勞工觸電感、驚嚇或設備故障。

防護思路可歸納為三個方向：減少電荷產生、避免電荷累積、控制放電與點火危害。

命題年度適用法規為《職業安全衛生設施規則》。以命題當年（民國 114 年）法規為準：

• 第 175 條：對有因靜電引起爆炸或火災之虞的設備，應採取接地、使用除電劑、加濕、使用不致成為發火源之虞的除電裝置，或其他去除靜電的裝置。
• 第 252 條：對有靜電致傷害勞工之虞的工作機械及其附屬物件，應就發生靜電的部分施行接地、使用除電劑，或裝設無引火源的除電裝置等適當設備。

解題方法

題目問的是「防止靜電的產生或累積」的原則與具體對策，應先依靜電危害發生的過程分層作答，再列出設備、環境與作業管理措施。作答時須注意：接地主要使電荷有路徑洩放；加濕、除電劑與除電裝置則改善電荷消散；減少摩擦與流速則是降低電荷產生。

原則及具體保護對策

一、減少靜電產生

• 減少摩擦、碰撞與剝離：改善材料接觸面與輸送方式，避免物料、薄膜或粉體高速摩擦、急速分離。
• 控制流速與落差：輸送易燃液體或粉體時避免流速過快、噴濺、飛散及過大落差；灌注作業可採底部進料或延伸管，降低液體飛濺。
• 選用不易起電的材料與製程：依用途採用導電性或抗靜電材料，避免不必要的絕緣材料及高速加工。

二、避免電荷累積並促進消散

• 接地與等電位連結：將槽車、儲槽、管線、容器及相關金屬設備接地；裝卸或轉注前確認連接可靠，並將彼此導電設備作等電位連結，避免設備間電位差造成放電。
• 使用除電劑或抗靜電劑：改善材料表面導電性，使電荷較容易消散。
• 適度加濕：提高空氣濕度可增加表面導電性，幫助電荷逸散；但須考慮產品品質、設備及製程條件。

核心觀念

本題考查爆炸性氣體環境的危險區域劃分，以及依分區選用適當防爆電氣機具。危險區域不是單看「有沒有可燃物」，而是評估爆炸性氣體環境在正常運轉或異常洩漏時，出現的可能性、頻率與持續時間。

法規依據以命題當年（民國 114 年）法規為準：《職業安全衛生設施規則》第 177 條要求，作業場所存在易燃液體蒸氣或可燃性氣體，且有火災、爆炸之虞時，使用的電氣機械、器具或設備應具有適合該場所危險區域劃分的防爆性能構造；第 177 條之 2 及相關作業指引要求，依危險區域劃分結果選用符合標準的防爆電氣設備。劃分可依 CNS 3376-10 或 IEC 60079-10 系列相關規定辦理。

解題方法：劃分時應考量的因素

作答可由「物質、洩漏、通風、空間與操作條件」逐項檢視：

1. 可燃物的性質：氣體或蒸氣的種類、可燃性，以及閃火點、蒸氣密度、爆炸下限與爆炸範圍等特性。液體是否會產生足以形成爆炸性環境的蒸氣，也須一併評估。
2. 洩漏源及洩漏情形：洩漏源的位置、數量與型態；可能洩漏的頻率、持續時間及釋出量；洩漏是正常製程中持續或定期發生，還是僅在設備故障、破損時才發生。
3. 通風條件：通風型式（自然或機械通風）、通風程度、可用性與有效性。通風會影響可燃氣體的稀釋、擴散及滯留時間。
4. 場所及設備配置：室內或室外、空間大小與形狀、障礙物或凹陷處、鄰近區域及其隔間情況。房間或區塊應依其實際狀況分別評估。
5. 製程與操作條件：操作溫度、壓力、液體溫度與設備運轉方式等，會影響物質逸散與形成爆炸性混合物的機會。製程或設備配置變更後，也應重新檢視劃分結果。

核心觀念

本題考查多個相同、互不相關噪音源合成時，聲功率位準與機器台數的關係。分貝是對數單位，不能直接把各機器的分貝值相加；應先換算成能量比例，再合成。

以命題當年（民國 114 年）法規為準，《噪音管制標準》規定工廠（場）位於第四類管制區時，全頻率範圍的晚間噪音管制標準為 $70\ \mathrm{dB(A)}$。題目說「低於 $70\ \mathrm{dB}$」，因此合成值必須嚴格小於 $70\ \mathrm{dB}$。

相同噪音源同時運轉 $N$ 台時，合成聲功率位準為：

其中 $L_{10}$ 是 10 台同時運轉的合成聲功率位準。

解題方法

已知 10 台同時運轉時為 $80\ \mathrm{dB}$，要求加班時合成音量低於 $70\ \mathrm{dB}$。代入合成公式：

移項可得：

核心觀念

本題考查電氣火災的發生機制，重點是：即使總耗電量未超過額定容量，電氣設備或配線仍可能因局部異常而產生高溫、電弧或火花，引燃周遭可燃物。「沒有超載」不等於「沒有電氣火災風險」。

電流通過導體時會產生焦耳熱，發熱量可用 $Q=I^2Rt$ 表示；因此，接觸電阻增加或局部電阻異常時，即使總電流未超過額定值，局部仍可能過熱。

解題方法

題目要求列舉三種不同機制，可從「配線絕緣異常、接點異常、電弧放電」等不同致火原因切入。每一種都說明異常如何產生熱源，以及熱源如何引燃周遭可燃物。

電氣火災機制

1. 接觸不良造成局部過熱 插頭鬆動、端子未鎖緊、接點氧化或腐蝕，都可能使接觸電阻增加。電流流經接點時，局部焦耳熱隨之增大，造成接點及附近絕緣材料升溫、劣化，進而引燃可燃物。此時整體負載電流仍可能低於額定容量。