肖同勛
摘 要:文章介紹了交流電焊機及電焊機二次側(cè)觸電保護器的工作原理,分析了工作現(xiàn)場使用電焊機二次側(cè)觸電保護器的必要性。
關(guān)鍵詞:電焊機;電抗器;觸電;一次側(cè);二次側(cè);安全電壓
一、由一起事故引起的思考
事故經(jīng)過:2014年7月4日某工廠焊工王某準備對地溝內(nèi)的一段管路進行焊接。由于地溝狹窄,王某右手持焊鉗舉在右肩后側(cè)匍匐爬進地溝,而他的臀部則緊靠在地溝的鐵框上,當王某正在爬行時,其右手上帶電的焊鉗夾持的焊條不慎接觸到他的后頸部,王某大叫一聲便失去知覺,后經(jīng)搶救無效死亡。
事故分析:根據(jù)國際電工委員會(IEC)制定的標準,在干燥環(huán)境的安全電壓為50V,在潮濕環(huán)境的安全電壓為25V。王某使用的焊機空載電壓為60—100V,大大超過安全電壓值,地溝的鐵框被用作焊機二次側(cè)的一個電極,用來傳導(dǎo)焊接電流。由于地溝狹窄,王某在爬行時臀部緊靠鐵框,且正值盛夏,汗水濕透了衣服,當帶電的焊條接觸到其后頸部時,焊機的兩極被接通,構(gòu)成電流回路,導(dǎo)致王某觸電。
二、交流電焊機的工作原理
交流電焊機是一種特殊的降壓變壓器,根據(jù)電弧焊接工藝特點要求,空載時焊機有相當高的引弧電壓,為60—100 V。正常焊接時,電弧壓降為30-40 V,二次電流變化范圍大,一般為100-500 A,且能調(diào)節(jié)焊接電流的大小。
電焊機二次繞組N2在焊接時幾乎相當于工作在短路狀態(tài),因此需要串聯(lián)一個鐵芯繞組N3(電抗器),用來限制電焊機的二次電流。電抗器鐵芯有一段是活動的,通過搖把可調(diào)節(jié)磁路內(nèi)氣隙的大小。
線圈的電感量L=N??S/l
N-線圈匝數(shù) ?-磁路的磁導(dǎo)率 S磁路面積 l-磁路長度
線圈的電抗值XL=2πfL
當氣隙減?。创怕烽L度I減?。@組N3磁路的磁阻變小,N3的電感量L增大,其電抗值XL也增大,則電焊機二次繞組總阻抗增大,焊接電流變小。
從電焊機的原理圖可以看出,電焊機的一次、二次繞組沒有直接電的聯(lián)系,而只有磁的聯(lián)系,因此,在一次側(cè)采用的諸如保護接零、重復(fù)接地、漏電開關(guān)等措施,只能保護電焊機一次側(cè)(電源側(cè))的漏電問題,而對于二次側(cè)的漏電則無能為力。
三、電焊機二次側(cè)觸電保護器介紹
由于電焊機二次側(cè)工作電流大、電壓波動范圍大,顯然普通的漏電保護器不能適用,對于電焊機的二次側(cè)觸電保護必須安裝專用的保護裝置。
這是一臺電焊機二次側(cè)觸電保護器工作原理圖,其核心部件為圖中所示的“降壓裝置”,一般采用晶閘管調(diào)壓或串聯(lián)電抗器降壓。
當焊工焊接完畢,電焊機二次電流減小到零,保護器判斷為焊機空載,延時1s(時間可調(diào))后減小晶閘管導(dǎo)通角或串接電抗器,使一次側(cè)輸入電壓降低到70V以下,二次側(cè)電壓則降低到24V以下的安全電壓,達到防觸電保護效果,并且使焊機一次側(cè)空載電流降低90%以上,起到節(jié)能降溫的效果。
當焊工將焊條接觸到工件進行焊接時,電焊機二次電流突然增大,保護器經(jīng)過判斷并發(fā)出指令,增大晶閘管導(dǎo)通角或短接降壓電抗器,380V電壓輸入焊機,使焊機進入正常工作狀態(tài)。
電焊機二次側(cè)觸電保護器選配時應(yīng)注意與焊機的型號、電壓等級匹配。
四、總結(jié)
電焊機二次側(cè)觸電保護器雖然能有效防止電焊機觸電事故,但是不能作為現(xiàn)場唯一的保護措施,必須與其他的保護措施配合使用:
1、電焊機一次側(cè)要采用保護接零及安裝額定漏電動作電流不大于30mA、動作時間不大于0.1秒的漏電保護器。
2、焊接時焊工應(yīng)避免接觸金屬件,應(yīng)站在橡膠絕緣墊上或穿絕緣靴,焊工坐的的椅子應(yīng)為木質(zhì)或其它絕緣材質(zhì)。
3、電焊機二次線兩端只能接在焊接物體上,嚴禁通過避雷線、設(shè)備本體、地下構(gòu)件、管道等設(shè)備傳導(dǎo)焊接電流。
4、焊鉗及一二次導(dǎo)線必須絕緣良好,連接牢固,更換焊條必須戴電焊手套。
5、更換場地移動焊接設(shè)備時,應(yīng)切斷電源,不準將帶電的絕緣電線搭在身上。
參考文獻:
[1]JGJ46-2005 施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范
[2]GB26164.1—2010電業(yè)安全工作規(guī)程 第1部分:熱力和機械