電焊機二次側觸電保護器原理

電力講壇

2021年7月23日 10:12

1、事故簡要經過

2010年8月8日，某建筑公司電焊工張某在施工現場焊接管道時，由于地面潮濕（管道為跨海輸水管）手觸及焊把的裸露部分，二次電壓通過張某的身體形成回路，造成張某觸電，因當時旁邊沒有他人，搶救不及時，被發現時張某已經身亡。

2、事故原因分析

事后發現張某使用的電焊機開關箱的漏電保護器符合要求，安裝了漏電保護器的電焊機為什么還會發生觸電事故？要了解事故原因，還必須從整個電焊機系統的工作原理說起。

電焊機的實質，是一臺電磁感應的變壓器。由于電弧焊是基于電弧產生的高溫來熔化金屬而達到焊接的目的。因此首先要引弧。引弧的開始階段，由于焊條和焊件的空氣間隙不足夠熱，要求有較高的引弧電壓（通常70—90V）促使空氣電離，此引弧電壓達不到安全電壓（36V）的要求，操作者一旦觸及時將會發生觸電事故。

引弧發生后，空氣成為導體，作用于電弧的電壓應迅速下降，以免電弧工作電流過大，此時，電焊機二次側工作電壓大約在20V左右，低于安全電壓，是比較安全的。

由此可見，電焊機二次側的危險在于，空載時焊把線電壓較高。漏電保護器只能對電焊機的一次側電路起到保護作用，對二次側來說，漏電保護器是起不到保護作用的。因為二次側是另外一個相對獨立的閉合回路，二次線圈通過電磁感應產生電動勢，就相當于這部分電路的電源，這部分相對獨立的閉合回路沒有任何保護設施，所以當二次側漏電時，會發生觸電死亡事故。二次側在事故發生時是一個不完整的回路，一部分電流發生了異常流動，而此時一次側的電路和電流仍然完整，因此漏電保護器并不動作。在電焊操作過程中，如果不注意而接觸了電焊的裸露部分就十分容易觸電。

3、二次觸電保護器

防止電焊機二次側觸電事故的措施是安裝二次觸電保護器。

二次觸電保護器（簡稱二次保護器）對電焊機的保護是通過降低電壓來實現的。

當二次側不工作時，二次保護器信號執行電路部分監測到斷路信號后，立即采取動作，控制電路使電路降壓部分開始工作，將電焊機的一次側的電壓降低。由于電焊機空載時電壓的比值是一定的，一次側電壓降低時，二次側電壓隨之降低，安裝二次保護器后，二次側空載電壓大約在20V左右，低于36V的安全電壓。

如果需要電焊機工作，操作過程與沒有安裝二次保護器時相同。焊條與焊件接觸時產生短路，信號執行電路監測到這個短路信號，放大后傳送給控制電路，控制電路控制降壓電路使其停止工作，電焊機的一次側和二次側的電壓迅速升高，于是二次側電壓又達到了引弧電壓的要求。

引弧完成后，二次側電壓又迅速降低到20V左右。當停止電焊或操作失誤引起電弧熄火時，電焊機恢復空載狀態，二次側電壓又迅速升高，以保證電焊作業的連續進行。同時為了保證安全，二次保護器使二次側有一個延時，一般為1s左右(此時間是可調的)，在延時的時間內，二次側電壓為70—90V，1s后二次保護器工作電壓再度下降到安全電壓。

可見，安裝了二次觸電保護器后，在整個電焊過程中，二次側僅在引弧和滅弧過程中存在危險電壓，這個時間非常短暫，并且引弧產生危險電壓的條件是二次側短路。這就從產生的條件和持續的時間兩個方面嚴格控制了危險電壓，從而使產生觸電的可能性大大的降低了，電焊機二次側的安全性于是得到了大大的提高。

需要注意的是，初次使用二次觸電保護器時，可能會感覺引弧比較困難，電焊機的數字顯示會出現波動現象。這是因為引弧時電壓有一個升壓過程，時間一般小于0.03秒。此時應盡量保持焊把與焊件的穩定，不要頻繁快速點擊焊件引弧。經過一段時間的操作，操作者就可以適應這種操作。

4、結語

二次觸電保護器雖然能防止電焊機二次觸電傷亡事故的發生，但是操作時不能因此而放松警惕。電焊設備必須嚴格執行相關的安全規范和要求，操作人員必須經過特種作業培訓，取得合格證后，按安全操作規程施工。電工要經常檢查二次觸電保護器，確保其安全有效。安全的意識需要隨時加強，大意的時候就是安全事故發生的時候。本人深知實現真正的建筑安全之艱難。工地遍布危險，同志必須小心。