109 專技高考高等考試 工業安全技師 工業安全工程 考古題詳解

109 年・專技高考・高等考試・工業安全技師
試題代碼 工業安全工程

第 1 題25 分

雇主對於作業場所有易燃液體之蒸氣、可燃性氣體或爆燃性粉塵以外之可燃性粉塵滯留,而有爆炸、火災之虞者,使用之電氣機械、器具或設備,應具有適合於其設置場所危險區域劃分使用之防爆性能構造。

若你是一位工業安全技師,請說明危險區域種類如何定義?並說明電氣機械、器具或設備如何選用適合其危險區域之防爆性能構造?

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核心觀念

本題考查危險場所的區域劃分,以及依區域選用防爆電氣設備。區域等級反映爆炸性氣體或粉塵環境出現的頻率與持續時間;區域愈嚴重,設備所需的防爆保護等級愈高。

法規依據為《職業安全衛生設施規則》第 177 條及第 177 條之 1,並參照《用戶用電設備裝置規則》與 CNS 3376 系列標準。**以下以命題當年(民國 109 年)法規及標準架構為準。**設備選用不能只看區號,還要確認防爆構造適用的危險物質種類、氣體或粉塵群別、溫度等級及設備標示。

解題方法:先判區,再選設備

先依場所中爆炸性物質的型態,區分為氣體類或粉塵類;再依該環境在正常作業下出現的頻率與持續時間判定區域。最後選擇標示與區域相容的防爆設備,並確認其保護構造及其他使用條件符合場所需求。

一、危險區域的定義

氣體、蒸氣類

區域定義
0 區(Zone 0)爆炸性氣體環境連續、長時間或經常存在的場所。
1 區(Zone 1)正常作業時,爆炸性氣體環境可能偶爾存在的場所。
2 區(Zone 2)正常作業時,爆炸性氣體環境不太可能存在;即使存在,也只會短時間存在的場所。

粉塵類

區域定義
20 區(Zone 20)空氣中的可燃性粉塵雲形成爆炸性環境,連續、長時間或經常存在的場所。
21 區(Zone 21)正常作業時,空氣中的可燃性粉塵雲形成爆炸性環境,可能偶爾存在的場所。
22 區(Zone 22)正常作業時,空氣中的可燃性粉塵雲形成爆炸性環境不太可能存在;即使存在,也只會短時間存在的場所。

氣體區與粉塵區分別使用 0、1、2 區及 20、21、22 區,不能混用區號。危險區域劃分須依物質特性、洩漏源、通風條件、作業及設備狀況等評估,不能只依設備名稱或與洩漏點的直線距離判定。

二、依危險區域選用防爆設備

設備須適用於所在區域,並符合該處爆炸性物質的特性。以 IEC/CNS 區域系統常見的設備保護等級(EPL)表示,基本對應如下:

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第 2 題25 分

若一動力衝剪機械採用雙手起動式安全裝置,其離合器之嚙合處數目為 1010,曲柄軸旋轉一周所需時間為 400400 毫秒,請計算該安全裝置所需之最小安全距離為多少毫米?

另一衝剪機械之光電式安全裝置,其手指介入光電式安全裝置之感應域至快速停止機構開始動作之時間為 120120 毫秒,快速停止機構開始動作至滑塊等停止之時間為 150150 毫秒,連續遮光幅為 2525 毫米,請說明何謂連續遮光幅及計算安全距離?

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核心觀念

本題考查《機械設備器具安全標準》第 8 條的安全距離計算,分為雙手起動式與光電式安全裝置兩部分。以下以命題當年(民國 109 年)法規為準。

  • 雙手起動式:以手指離開操作部後,滑塊抵達下死點的最大時間 TmT_m,乘上手指接近危險界限的速度係數 1.61.6,計算安全距離。
  • 光電式:以手指介入感應域至滑塊停止的總時間計算,再加上依「連續遮光幅」查得的追加距離 CC。

解題方法

一、雙手起動式安全裝置

法規公式為:

D=1.6TmD=1.6T_m

其中:

Tm=(12+1N)TT_m=\left(\frac{1}{2}+\frac{1}{N}\right)T

NN 為離合器嚙合處數目,TT 為曲柄軸旋轉一周所需時間。

代入 N=10N=10、T=400 msT=400\ \mathrm{ms}:

Tm=(12+110)×400=0.6×400=240 msT_m=\left(\frac{1}{2}+\frac{1}{10}\right)\times400 =0.6\times400 =240\ \mathrm{ms}

因此:

D=1.6×240=384 mmD=1.6\times240=384\ \mathrm{mm}

二、光電式安全裝置

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第 3 題25 分

依照營造安全衛生設施標準規定,雇主對於鋼管施工架之設置,應依哪些規定辦理?

雇主使勞工於高度兩公尺以上之施工架從事作業時,應注意哪些事項?請詳細說明。

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核心觀念

本題考查《營造安全衛生設施標準》第59條的鋼管施工架設置規定,以及第48條對於勞工在高度二公尺以上施工架上作業時的工作臺要求。重點在於施工架本體須符合強度與固定要求,工作臺則須具備足夠寬度、穩固踏板及適當支撐。

以下以命題當年(民國109年)法規為準。現行法已修正,作答時應依題目指定年度引用;民國109年鋼管施工架設置規定以第59條當時內容為準。

解題方法

題目分成兩部分,分別按法條條次作答:

  1. 「鋼管施工架之設置」對應第59條,逐項列出施工架材料與標準、使用前確認、移動式施工架固定,以及構件連接補強等要求。
  2. 「於高度二公尺以上施工架從事作業」對應第48條,依序說明工作臺強度與尺寸、活動式木踏板規格,以及工作臺相對於立柱頂點的高度限制。

本題無須計算;應留意第48條第三款的木板規格,是針對活動式踏板使用木板時的條件。

鋼管施工架之設置規定

依民國109年《營造安全衛生設施標準》第59條,雇主對鋼管施工架之設置,應依下列規定辦理:

  1. 符合 CNS 4750 同等以上要求 使用國家標準 CNS 4750 型式之施工架,應符合國家標準同等以上之規定;其他型式施工架的構材,其材料抗拉強度、試驗強度及製造,也應符合 CNS 4750 同等以上之規定。

  2. 使用前確認並標示 施工架提供使用前,應確認符合規定,並在明顯易見處明確標示。

  3. 移動式施工架作業時固定 裝有腳輪的移動式施工架,勞工作業時,腳部應以有效方法固定;勞工在施工架上作業時,不得移動施工架。

  4. 構件連接並以斜撐補強 構件的連接部分或交叉部分,應以適當的金屬附屬配件確實連接固定,並以適當斜撐材補強,以維持施工架穩定。

高度二公尺以上施工架作業應注意事項

依民國109年《營造安全衛生設施標準》第48條,雇主使勞工於高度二公尺以上施工架上作業時,應辦理下列事項:

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第 4 題25 分

電氣安全的問題是造成職業災害很重要的原因,請說明何種情況之下使用電氣設備應使用漏電斷路器?並敘述漏電斷路器的原理。

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核心觀念

本題考查漏電斷路器的法定設置情況與動作原理。依命題當年(民國 109 年)《職業安全衛生設施規則》第 243 條,雇主對於下列情形使用的電氣設備,應於各該電路設置適合其規格、具有高敏感度及高速型的漏電斷路器:

  1. 使用對地電壓在 150 伏特以上的移動式或攜帶式電動機具。
  2. 在含水或被其他導電度高之液體濕潤的潮濕場所,使用移動式或攜帶式電動機具。
  3. 在建築或工程作業使用的臨時用電設備。

但有符合規定的接地、絕緣等安全措施時,依法得免裝漏電斷路器。解題應先辨認規則列出的三種使用情境,再說明漏電斷路器如何偵測漏電並切斷電源。法規依命題當年為準;《職業安全衛生設施規則》後續已有修正,實務適用應查核現行條文。

解題方法:依規定列出應裝情況

逐一判斷設備種類、電壓及使用環境:

  • 對地電壓達 150 伏特的移動式或攜帶式電動機具:例如電動工具等,使用時若絕緣破損,外殼可能帶電。
  • 潮濕或導電度高的場所:人體及地面較容易形成導電通路,觸電風險提高,因此相關移動式或攜帶式電動機具的電路應設漏電斷路器。
  • 建築或工程作業的臨時用電設備:臨時配線及設備常隨施工環境變動,應依規定設置漏電保護。

作答時要寫出上述三類,並指出保護裝置設在各該電路;只寫「潮濕場所應裝」或「所有電氣設備都應裝」都不完整或不精確。

漏電斷路器的原理

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