112 高普考高考二級 職業安全衛生 機械防護與爆炸火災防止 考古題詳解
第 一、 題25 分
製程安全管理（PSM；Process Safety Management）中，設備完整性（MI；Mechanical Integrity）是非常重要的安全觀念，試說明設備完整性內容。
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核心觀念
設備完整性（Mechanical Integrity, MI）是製程安全管理（PSM）的重要項目，重點在於確保製程設備及其附屬設施從建造、組裝、檢查與測試，到維修保養的各階段，都能維持正常功能，並符合設計與製程需求，以降低設備異常或故障造成危害物質洩漏、火災、爆炸及人員傷害的風險。
本題法規依據為《製程安全評估定期實施辦法》附表八「機械完整性」，以命題當年（民國 112 年）法規為準。
適用設備
機械完整性管理至少涵蓋下列製程設備：
- 壓力容器與儲槽。
- 管線及其組件，例如法蘭、閥、軟管、膨脹接頭，以及保溫、保冷設施。
- 釋放及排放系統。
- 緊急停車系統。
- 控制系統，包括監測設備、感應器、警報及連鎖系統。
- 泵浦及其他轉動設備，例如製程用送風機、鼓風機、螺旋輸送機、空壓機、攪拌機及冷凍機。
解題方法：依設備生命週期說明管理要求
本題為申論題，作答時可先說明設備完整性的目的，再依「程序、訓練、檢查測試、異常處置、品質保證」五項法規要求分段作答。這樣能涵蓋設備由人員管理、日常維護到新建與維修的主要控制環節。
一、建立並執行書面程序
事業單位應建立設備完整性相關書面程序，明定適用設備、管理權責、檢查測試、維修保養及異常處置方式，並依程序落實執行、保存紀錄。
二、提供相關人員訓練
對負責維持設備完整性的員工，應提供製程概要、製程危害認知，以及與其工作相關程序的訓練，使維修、檢查與保養人員了解設備用途、可能危害及安全作業要求。
第 二、 題25 分
電弧閃絡危害一直是現場電氣工作人員除了感電之外的最大隱藏風險，其嚴重性與感電一樣可能會致命，試說明何為電弧閃絡危害及發生電弧閃絡的可能原因。
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核心觀念
本題考查電氣設備發生**電弧閃絡（arc flash）**時的危害，以及引發電弧閃絡的原因。作答要分清楚：感電是電流經人體形成通路；電弧閃絡則是電流經空氣或其他介質放電，造成周遭人員受熱、受光及受爆壓危害。兩者可能同時發生，但電弧閃絡不以人體直接接觸帶電體為必要條件。
電弧閃絡常發生於配電盤、開關箱、控制盤、電動機控制盤等電氣設備。當帶電導體間或帶電導體與接地金屬間的絕緣被破壞，電流經空氣形成電弧，電弧能量便在極短時間內釋出。
電弧閃絡危害
電弧閃絡會造成下列危害：
- **熱輻射與灼傷：**電弧產生高溫與強烈熱輻射，可灼傷皮膚、眼睛，也可能引燃衣物或周遭可燃物。
- **強光傷害：**電弧發出的強光可能傷害眼睛。
- **電弧爆壓：**電弧迅速加熱周遭空氣，使氣體膨脹，形成壓力波與爆震，造成撞擊、跌落或聽力傷害。
- **熔融金屬與碎片：**導體或金屬部件受熱熔化、汽化後，可能形成高溫金屬微粒或碎片，灼傷人員並損壞設備。
- **火災與設備損壞：**高溫電弧可引燃可燃物，並造成電氣設備嚴重損壞，擴大事故後果。
因此，作業者即使沒有直接觸電，也可能因電弧的熱、光、壓力波及熔融物而重傷或死亡。
發生電弧閃絡的可能原因
可依勞動部勞動及職業安全衛生研究所整理的三類原因說明：
- 外部物體或污染物侵入
- 昆蟲、動物或異物進入盤體，跨接帶電部位。
- 灰塵、雜質累積，降低絕緣能力。
- 濕氣、結露或水分滲入，造成絕緣劣化或導電通路形成。
- 人為疏失或不安全作業
- 工具不慎碰觸帶電導體，造成短路或相間放電。
- 工具或金屬物件遺落在盤內，形成導電橋接。
- 帶電作業程序不當、操作錯誤，或未依程序確認設備狀態。
- 作業時導體間距不足，測試棒、控制電纜等接近或碰觸帶電部位。
第 三、 題25 分
管路輸送易燃液體時，為防止產生靜電放電之危害，一般係採用「導電性管路」及「流速限制」等方法為主要靜電放電防制準則。
目前高科技電子業經常使用之特殊化學品，常具有腐蝕性，若在金屬管路輸送時，除了會腐蝕管路，亦有金屬微粒會釋出，而若是採用塑膠管則會釋出塑膠微粒造成產品之良率問題，此等特殊化學品經常必須考量採用耐腐蝕之高安定性材質管路。
試說明若採用「絕緣管路」，低、中及高導電率液體流過絕緣管路可能造成的現象及危害，並舉出採用絕緣管路最有效的避免靜電危害方法。
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核心觀念
液體流經管路時，液體與管壁接觸會造成電荷分離。若管壁是絕緣材料，電荷不易沿管壁流走，可能累積在管壁或隨液體帶到下游。靜電危害取決於液體導電率、流速、管路材質與設備接地狀況；導電率越低，液體中的電荷通常越不容易消散。
對相對介電常數約為 2 的碳氫液體，常用下列導電率區分：
- 低導電率：小於
- 中導電率： 至
- 高導電率：大於
電荷弛豫時間可用下式理解：
其中 為電荷弛豫時間， 為液體相對介電常數， 為真空介電常數， 為液體導電率。導電率越低，弛豫時間越長，電荷越容易持續累積。
本題考查靜電工程原理，並非以特定法條作答；涉及法規時，應以命題當年（民國 112 年）法規為準。
解題方法：依液體導電率判斷電荷消散能力
判斷重點是：絕緣管路無法像接地金屬管一樣，提供有效的電荷洩放路徑。因此，即使液體本身導電率較高，絕緣管壁仍可能帶電；若再有易燃蒸氣或可燃氣體存在，放電就可能成為點火源。
- 低導電率液體：電荷弛豫慢，液體帶電後可長時間維持，管壁也可能累積電荷。液體流出管路進入槽體時，仍可能攜帶電荷，造成液面或槽內放電。絕緣表面還可能出現刷形放電；若絕緣表面帶有高電荷密度，也可能發生能量較大的傳播型刷形放電。
- 中導電率液體：電荷消散能力比低導電率液體好，但高流速、過濾、攪拌或其他強烈產生電荷的操作，仍可能造成電荷累積。液體經絕緣管輸送時，管壁與液體可能維持高電位；
第 四、 題25 分
1984 年 11 月於墨西哥市（Mexico City）市郊發生液化石油氣（LPG）油槽大爆炸。若操作員在距離油槽 15 公尺處遭受熱輻射強度 ，暴露時間 為 45 秒，請以 Eisenberg probit 公式計算此操作員之致死機率（）。
Hint 1：Eisenberg probit 公式為
其中，，， 為致死機率， 為暴露時間， 為熱輻射強度。
Hint 2：百分比與 Probit 互換表
| % | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0% | — | 2.67 | 2.95 | 3.12 | 3.25 | 3.36 | 3.45 | 3.52 | 3.59 | 3.66 |
| 10% | 3.72 | 3.77 | 3.82 | 3.87 | 3.92 | 3.96 | 4.01 | 4.05 | 4.08 | 4.12 |
| 20% | 4.16 | 4.19 | 4.23 | 4.26 | 4.29 | 4.33 | 4.36 | 4.39 | 4.42 | 4.45 |
| 30% | 4.48 | 4.50 | 4.53 | 4.56 | 4.59 | 4.61 | 4.64 | 4.67 | 4.69 | 4.72 |
| 40% | 4.75 | 4.77 | 4.80 | 4.82 | 4.85 | 4.87 | 4.90 | 4.92 | 4.95 | 4.97 |
| 50% | 5.00 | 5.03 | 5.05 | 5.08 | 5.10 | 5.13 | 5.15 | 5.18 | 5.20 | 5.23 |
| 60% | 5.25 | 5.28 | 5.31 | 5.33 | 5.36 | 5.39 | 5.41 | 5.44 | 5.47 | 5.50 |
| 70% | 5.52 | 5.55 | 5.58 | 5.61 | 5.64 | 5.67 | 5.71 | 5.74 | 5.77 | 5.81 |
| 80% | 5.85 | 5.88 | 5.92 | 5.95 | 5.99 | 6.04 | 6.08 | 6.13 | 6.18 | 6.23 |
| 90% | 6.28 | 6.34 | 6.41 | 6.48 | 6.55 | 6.64 | 6.75 | 6.88 | 7.05 | 7.33 |
| — | 0.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 |
| 99% | 7.33 | 7.37 | 7.41 | 7.46 | 7.51 | 7.58 | 7.65 | 7.75 | 7.88 | 8.09 |
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核心觀念
本題考查以 Eisenberg 熱輻射 Probit 公式估算致死效應。先將熱輻射強度與暴露時間代入公式，算出 Probit 值 ，再依題目附表換算為致死百分比。
依原頁掃描圖，指數為 ，因此本題採用：
解題方法
已知 、、 秒、。代入公式：