電焊設備保護接地技術研究

陳曉宇

【摘 要】隨著科學技術不斷創(chuàng)新，電焊設備技術被廣泛應用在各個領域。電焊機是一種常用的機械加工裝置，其使用環(huán)境與工作原理都具有特殊性，在工作狀態(tài)中容易引發(fā)火災、觸電等各類安全事故，嚴重威脅人們的生命財產(chǎn)安全。對此，相關工作人員要充分發(fā)揮電焊設備保護接地技術的作用，有效保障電焊設備操作使用過程的安全可靠性，避免發(fā)生各種安全事故，影響生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)順利開展。文章分析與探討電焊設備保護接地技術，旨在為同行提供科學參考依據(jù)。

【關鍵詞】電焊設備;保護接地技術;應用

【中圖分類號】TG434;X934 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）09-0136-02

0 引言

在工業(yè)生產(chǎn)加工活動中，電焊設備是各種金屬材料加工與材料成型領域的核心設備，電焊設備的操作使用需要消耗大量電力，這樣才能幫助工作人員完成焊接操作任務。由于焊接設備依靠電力運行，在這個過程中容易發(fā)生火災、電擊等安全事故，從而威脅到操作人員的生命安全。保護接地技術作為防止電焊設備間接接觸電機最基礎的安全措施，需要相關工作人員熟練掌握，并依據(jù)實際情況合理運用，杜絕出現(xiàn)違規(guī)操作，影響電焊設備的正常安全使用。

1 電焊設備易發(fā)生的主要觸電事故分析

工作人員在操作使用電焊設備過程中容易發(fā)生直接接觸電擊和間接接觸電擊兩種觸電事故。不同觸電事故發(fā)生的原因各異，工作人員要結合觸電事故發(fā)生原因，采取有效防范措施。

1.1 直接接觸電擊事故原因

直接接觸電擊事故產(chǎn)生的原因主要包括以下內(nèi)容：①電焊設備操作人員在實際操作過程中身體某個部位直接接觸到電焊條或者焊鉗帶電部分，并且該設備操控人員的腳或者身體其他部位對地面無絕緣。②當電焊設備操作人員在進行接線或者調(diào)節(jié)電焊設備時，身體某個部位直接接觸到接線柱、極板等帶電體。③當電焊設備操作人員登高進行焊接操作時，身體部位觸及或靠近高壓電網(wǎng)路[1]。這些原因都導致直接接觸電擊安全事故發(fā)生，威脅工作人員的生命安全。因此，管理部門必須加強對現(xiàn)場工作人員的監(jiān)督管理工作，嚴格督促每個操作人員按照規(guī)章制度辦事，認真做好電焊設備保護接地技術的應用工作，充分保障自身安全，有效發(fā)揮電焊設備的運用價值。

1.2 間接接觸電擊事故原因

間接接觸電擊事故產(chǎn)生的原因主要包括以下內(nèi)容：①電焊設備本身存在漏電問題，操作人員觸碰到電焊設備的帶電外殼。導致電焊設備漏電的原因通常是電焊設備長期處于潮濕工作環(huán)境，致使電焊設備絕緣損壞。此外，電焊設備的長期運行或短路也會造成設備絕緣損壞，操作人員對電焊設備操作方法不妥當，未能滿足相關技術標準要求。②操作人員錯將220 V變壓器接到380 V電源上，電焊設備變壓器一次、二次繞組之間的絕緣出現(xiàn)損壞，造成操作人員發(fā)生間接接觸電擊事故。操作人員身體接觸到二次回路或者裸導體。③操作人員使用生產(chǎn)廠房中的管道、軌道或其他金屬物進行搭接作業(yè)，并以此作為焊接回路。④現(xiàn)場工作人員觸及破損電源開關、絕緣損壞的電纜、膠木閘盒等。

2 電焊設備保護接地技術的實踐應用

2.1 機殼保護接地分析

無論是在三相四線制電源系統(tǒng)中，還是在三相五線制電源系統(tǒng)中，技術人員通過對電焊設備合理采用保護接零措施，能夠充分保障電焊設備使用的安全可靠性。當工作人員將電焊機設備接入三相四線制供電系統(tǒng)中，如果設備機殼本身沒有設置保護接地裝置，某種外界因素致使其中一相帶電部分觸及電焊機設備外殼部分，現(xiàn)場工作人員身體部位一旦接觸到電焊機設備的帶電外殼，將會導致人體電流Ip與電力變壓器的工作接地形成回路。人體電流大小的計算公式：Ip=U/Rp+RN。在該公式中，U指相電壓，數(shù)值為220 V;Rp指人體電阻，單位為Ω;RN指電力變壓器工作接地電阻，單位為Ω。假設人體電阻為1 kΩ，電力變壓器工作接地電阻為4 Ω，通過將該數(shù)值代入公式可以得到人體電流數(shù)值為220 mA。220 mA的電流將會造成對人體極大的生命危險[2]，這個數(shù)值電流不會引起斷路器脫扣機構動作，導致含電設備長期處于觸電危險狀態(tài)。

假設工廠工作人員已經(jīng)對電焊機設備外殼有效設置了獨立的接地系統(tǒng)，那么可以得出以下公式：UE=（RA/RN+RA）U、UPEN=U-UE=（RN/RN+RA）U。通過該公式可知，UPEN電壓達到110 V時，電焊機裝置外殼在擁有110 V電壓的過程中會使其他電氣設備受影響，產(chǎn)生110 V電壓，給工作人員的生命安全埋下隱患。為了消除這種安全隱患，技術人員可以采取以下電焊設備保護接零措施。

在三相四線制供電系統(tǒng)中，技術人員不能直接對電焊機設備的外殼部分實施保護接地，無法有效防范電擊安全事故。因此，技術人員可以通過將電焊機設備外殼與電源系統(tǒng)保護零線展開有效連接操作，這樣即使點焊機設備出現(xiàn)電氣故障，如其中一相帶電部分解除到裝置外殼，則會形成單相短路。如出現(xiàn)短路情況，短路電流會引發(fā)電路熔斷器或斷路器等保護裝置啟動，確保短時間內(nèi)快速進行電源脫離操作，保護故障電焊機裝置安全，避免潛在電擊隱患長期存在，威脅到現(xiàn)場工作人員的生命安全。

2.2 二次側保護接地分析

工作人員在操作電焊機設備過程中，容易遇到電焊機內(nèi)部安全故障。例如，目前市場上廣泛使用的弧焊整流器等電焊機，由于受到一次繞組絕緣擊穿問題導致電源電電壓直接附加到二次側電路，造成電焊機設備上的焊鉗、二次側接線端子及焊件等不同部位均攜帶危險電壓，一旦工作人員觸及這些部位就會引發(fā)嚴重的電擊事故，造成人員傷亡事故。技術人員要想有效杜絕這種安全事故的發(fā)生，可以通過科學采用電焊機二次側實時保護接地或接零技術[3]。

技術人員要在三相三線制供電系統(tǒng)中將二次側與焊件相互連接的一端有效設置保護接地，值得注意的是實際接地電阻值不能超過4 Ω;而在三相四線制供電系統(tǒng)中，技術人員需要把二次側與焊件相互連接的一端有效設置保護接零;在三相五線制供電系統(tǒng)中，技術人員需要把二次側與焊件相互連接的一端有效設置保護接零，即利用專門導線連通電源保護線PE;在照明系統(tǒng)中，技術人員需要把電焊機設備二次側與焊件相互連接的一端有效設置保護接零，同時接入保護線PE，如果沒有保護線PE，則需要額外接入保護中性線PEN。技術人員要想充分保障電焊機設備的保護接地安全可靠性，可以使用導線將電焊機的機殼與二次側接焊件一端緊密聯(lián)系在一起，嚴格按照供電系統(tǒng)電源的實際制式，合理選用最佳的保護接地或接零方案。

2.3 電焊設備保護并聯(lián)接地方式

在電焊設備保護接地技術應用過程中，技術人員要杜絕同時將多臺電焊機設備串聯(lián)到接地干線或接地系統(tǒng)上，并且不能直接采用電焊機設備機身或者電焊機設備某個部分充當保護接地導體而直接參與到保護接地線路中。不同電焊機之間的保護接地要合理采用并聯(lián)接地方式，保證每臺電焊機設備都具備單獨的接地導體與接地系統(tǒng)或接地干線進行相互有效連接[4]。電焊機設備保護并聯(lián)接地技術的應用能夠充分保障電焊設備使用安全可靠性。如果技術人員對多臺電焊機設備進行串聯(lián)接地，一旦其中某臺電焊機設備產(chǎn)生保護接地線路故障，就會導致其他電焊機設備失去安全保護接地作用，留下極大的安全隱患，威脅到工作人員的生命安全。

3 結語

綜上所述，電焊設備的使用存在各種安全隱患問題，技術人員在采用保護接地技術時，要結合實際情況合理發(fā)揮不同保護接地技術的作用，并且規(guī)范自身操作，保障自身安全，避免發(fā)生電焊設備損壞、引起火災等安全事故，造成人員傷亡和企業(yè)財產(chǎn)損失。

參 考 文 獻

[1]王水成.電焊設備保護接地技術分析探討[J].防雷與接地，2015（3）：142-143.

[2]王俊鵬.淺談電焊設備觸電事故的預防[J].技術研究，2016（2）：24-26.

[3]張應立，張莉.焊接安全與衛(wèi)生技術[J].北京：中國電力出版社，2017（2）：75-78.

[4]王水成.電焊設備保護接地禁忌分析[J].建筑電氣，2013（1）：58-59.