電焊機(jī)二次側(cè)觸電保護(hù)器原理及應(yīng)用

肖同勛

摘 要：文章介紹了交流電焊機(jī)及電焊機(jī)二次側(cè)觸電保護(hù)器的工作原理，分析了工作現(xiàn)場使用電焊機(jī)二次側(cè)觸電保護(hù)器的必要性。

關(guān)鍵詞：電焊機(jī);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(zhǔn)備對地溝內(nèi)的一段管路進(jìn)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(jìn)地溝，而他的臀部則緊靠在地溝的鐵框上，當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，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(jī)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(jī)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(dāng)帶電的焊條接觸到其后頸部時，焊機(jī)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(jī)的工作原理

交流電焊機(jī)是一種特殊的降壓變壓器，根據(jù)電弧焊接工藝特點(diǎn)要求，空載時焊機(jī)有相當(dāng)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(jī)二次繞組N2在焊接時幾乎相當(dāng)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(jī)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(dāng)氣隙減?。创怕烽L度I減?。?，繞組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(jī)二次繞組總阻抗增大，焊接電流變小。

從電焊機(jī)的原理圖可以看出，電焊機(jī)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(hù)接零、重復(fù)接地、漏電開關(guān)等措施，只能保護(hù)電焊機(jī)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(jī)二次側(cè)觸電保護(hù)器介紹

由于電焊機(jī)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(hù)器不能適用，對于電焊機(jī)的二次側(cè)觸電保護(hù)必須安裝專用的保護(hù)裝置。

這是一臺電焊機(jī)二次側(cè)觸電保護(hù)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(dāng)焊工焊接完畢，電焊機(jī)二次電流減小到零，保護(hù)器判斷為焊機(jī)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(dá)到防觸電保護(hù)效果，并且使焊機(jī)一次側(cè)空載電流降低90%以上，起到節(jié)能降溫的效果。

當(dāng)焊工將焊條接觸到工件進(jìn)行焊接時，電焊機(jī)二次電流突然增大，保護(hù)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(jī)，使焊機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

電焊機(jī)二次側(cè)觸電保護(hù)器選配時應(yīng)注意與焊機(jī)的型號、電壓等級匹配。

四、總結(jié)

電焊機(jī)二次側(cè)觸電保護(hù)器雖然能有效防止電焊機(jī)觸電事故，但是不能作為現(xiàn)場唯一的保護(hù)措施，必須與其他的保護(hù)措施配合使用：

1、電焊機(jī)一次側(cè)要采用保護(hù)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(hù)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(jī)二次線兩端只能接在焊接物體上，嚴(yán)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(zhǔn)將帶電的絕緣電線搭在身上。

參考文獻(xiàn)：

[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(jī)械