| 焊接設(shè)備的接地保護(hù) |
一. 概述： 焊接設(shè)備的接地，是保障焊接設(shè)備安全、操作人員安全和設(shè)備正常運(yùn)行的必要措施�？梢哉J(rèn)為，凡是與電網(wǎng)連接的所有儀器設(shè)備都應(yīng)當(dāng)接地；凡是電力需要到達(dá)的地方，就是接地工程需要作到的地方。由此可以我們知道，接地工程的廣泛性和重要性。 一方面，隨著時(shí)代的進(jìn)步，強(qiáng)功能高價(jià)值焊接設(shè)備的廣泛使用，要求提供更加可靠的接地保護(hù)；另一方面，微電子技術(shù)的推廣，使得現(xiàn)代焊接設(shè)備要求更低的接地電阻，還往往需要抗干擾。 二. 接地的概念：
帶電導(dǎo)體與大地相接觸的現(xiàn)象稱為接地。該定義中隱含了一個(gè)事實(shí)——導(dǎo)體對(duì)大地放電。那么什么是"地"呢？就是以接地點(diǎn)為圓心，以距離S為半徑的半球形以遠(yuǎn)、0電位的地方，稱作電氣上的"地"。如圖所示 距離S以內(nèi)為流散電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)隨S減小而增強(qiáng)。電場(chǎng)中的電流為擴(kuò)散電流，電流受到的阻力稱流散電阻。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般確認(rèn)：在干燥的氣候條件下S為20m。在不明確接地點(diǎn)具體數(shù)據(jù)時(shí)，可確認(rèn)20米及以遠(yuǎn)處電位為0，顯然也就是安全的地方。 在接地點(diǎn)，帶電導(dǎo)體與大地電位等于0處的電壓稱接地電壓U0；流入大地的電流稱接地短路電流I0；它們的比值稱作接地電阻R0，即R0=U0/I0。如變換為I0*R0=U0，更容易看出，接地電阻R0與接地電壓U0成正比關(guān)系。后面討論的人們建造的接地裝置就是將接地電阻R0的值做得盡量小，使接地裝置在接地電流I0通過時(shí)接地導(dǎo)線與地的接地電壓U0盡量低。而U0就是該點(diǎn)的地電位，地電位U0的升高稱之為地電位升。當(dāng)某一接地裝置建造后，接地電阻R0是一個(gè)常數(shù)，地電位升U0隨著接地電流I0增大而升高。 一. 接地的分類和目的： 按接地的作用來分類，常用的有以下幾種： ⑴.保護(hù)接地：防止電氣設(shè)備的外殼帶電，保護(hù)人員和設(shè)備不受損害為保護(hù)接地。 ⑵.工作接地：保障設(shè)備的正常運(yùn)行需要為工作接地，例如配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)的工作接地。 ⑶.過電壓（防雷）接地：為了消除電氣裝置或設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)免遭過電壓損壞的接地。 ⑷.靜電接地：防止產(chǎn)生的聚集靜電荷對(duì)設(shè)備的損壞而進(jìn)行接地。 ⑸.隔離接地：把不能受干擾的電器設(shè)備或干擾源用金屬外殼屏蔽起來并進(jìn)行接地，以避免干擾信號(hào)影響設(shè)備正常工作。 本文主要介紹保護(hù)接地的重要性。保護(hù)接地是為防止絕緣損壞造成設(shè)備帶電危及人身安全而設(shè)置的保護(hù)裝置，它有接地與接零兩種方式。按電力規(guī)定，凡采用三相四線供電的系統(tǒng)，由于中性線接地，所以應(yīng)采用接零方式，把設(shè)備的金屬外殼通過導(dǎo)體接至零線上，而不允許將設(shè)備外殼直接接地。 1、保護(hù)接地 機(jī)殼安全接地是將焊接設(shè)備平時(shí)不帶電的金屬部分（焊機(jī)外殼，操作臺(tái)外殼等)與地之間形成良好的導(dǎo)電連接，以保護(hù)焊接設(shè)備和人身安全。原因是焊接設(shè)備的供電是強(qiáng)電供電（380、220或11OV），通常情況下機(jī)殼等是不帶電的，當(dāng)故障發(fā)生（如主機(jī)電源故障或其它故障）造成電源的供電火線與外殼等導(dǎo)電金屬部件短路時(shí)，這些金屬部件或外殼就形成了帶電體，如果沒有很好的接地，那么這帶電體和地之間就有很高的電位差，如果人不小心觸到這些帶電體，那么就會(huì)通過人身形成通路，產(chǎn)生危險(xiǎn)。因此，必須將金屬外殼和地之間作很好的連接，使機(jī)殼和地等電位。此外，保護(hù)接地還可以防止靜電的積聚。 機(jī)殼漏電流公式： I=U*（R1+R2）/（R1*R2） R1—人體電阻 R2—保護(hù)性接地電阻 當(dāng)無保護(hù)性接地時(shí)，R2值相對(duì)于R1很大，漏電流全部通過人體電阻，造成人體觸電。當(dāng)有保護(hù)性接地時(shí)，R2值很�。ㄒ�(guī)定不超過4Ω），R1相對(duì)于R2很大，漏電流幾乎全通過接地電阻，人體免受電擊危險(xiǎn)。 2、 接零保護(hù)： 為了防止焊接設(shè)備因絕緣損壞而使人身遭受觸電危險(xiǎn)，將焊接設(shè)備的金屬外殼與供電變壓器的中性點(diǎn)相連接者稱為接零保護(hù)。在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中，焊接設(shè)備應(yīng)采用低壓接零保護(hù)。 在中性點(diǎn)非直接接地的低壓電力網(wǎng)中，焊接設(shè)備應(yīng)采用低壓接地保護(hù)。由同一臺(tái)發(fā)電機(jī)、同一臺(tái)變壓器或同一段母線供電的低壓電力網(wǎng)中，不宜同時(shí)采用接地保護(hù)與接零保護(hù)。 現(xiàn)在電網(wǎng)為三相四線制或三相五線制，除了U、V、W三相380V主線外，還有零線（N）、保護(hù)線（PE）或保護(hù)性零線（PEN）幾種。焊機(jī)機(jī)殼保護(hù)措施有保護(hù)性接地、保護(hù)性接零。 在低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，焊機(jī)外殼接地后再與零線連接，形成保護(hù)性接零。在保護(hù)接零系統(tǒng)中，如果零線在某一處中斷，該環(huán)境中又有一臺(tái)焊機(jī)外殼帶電，短路電流與電源零線不能形成回路，造成系統(tǒng)中所有焊機(jī)外殼都帶電。為了避免這種危險(xiǎn)，必須采用重復(fù)接地保護(hù)。重復(fù)接地就是在零線的每一個(gè)重要分支上進(jìn)行一次可靠接地。 焊機(jī)外殼通過焊機(jī)接地螺釘接到中線上，當(dāng)產(chǎn)生碰殼時(shí)，經(jīng)中線與機(jī)殼會(huì)流過很大的短路電流，使得焊機(jī)外配電柜電源保險(xiǎn)絲立即熔斷，將電網(wǎng)切除。 3、 接地和接零相比較有哪些不同之處？ 保護(hù)接地和保護(hù)接零是維護(hù)人身安全的兩種技術(shù)措施，其不同處是： 其一，保護(hù)原理不同。低壓系統(tǒng)保護(hù)接地的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地電壓，使其不超過某一安全范圍；高壓系統(tǒng)的保護(hù)接地，除限制對(duì)地電壓外，在某些情況下，還有促成系統(tǒng)中保護(hù)裝置動(dòng)作的作用。保護(hù)接零的主要作用是借接零線路使設(shè)備潛心電形成單相短路，促使線路上保護(hù)裝置迅速動(dòng)作。 其二，適用范圍不同。保護(hù)接地適用于一般的低壓不接地電網(wǎng)及采取其它安全措施的低壓接地電網(wǎng)；保護(hù)接地也能用于高壓不接地電網(wǎng)。不接地電網(wǎng)不必采用保護(hù)接零。 其三，線路結(jié)構(gòu)不同。保護(hù)接地系統(tǒng)除相線外，只有保護(hù)地線。保護(hù)接零系統(tǒng)除相線外，必須有零線；必要時(shí)，保護(hù)零線要與工作零線分開；其重要的裝置還應(yīng)有地線。 二. 安全電壓： 在比較干燥的環(huán)境中，人體電阻約為1000～1500Ω，電流對(duì)人體的最大安全值約為工頻交流30mA，根據(jù)歐姆定律：U=I*R 可計(jì)算出外電安全電壓為交流36V（直流為≤48V），松下電焊機(jī)防觸電電壓≤直流15V。 三. 焊接設(shè)備使用中的安全注意事項(xiàng)： 焊機(jī)正常狀態(tài)下機(jī)殼不帶電。焊接設(shè)備在使用一段時(shí)間后，內(nèi)部會(huì)有飛濺微粒、鐵粉、油塵等大量堆積。如果工廠環(huán)境欠佳，或野外作業(yè)，電源內(nèi)部鐵粉等塵埃則更多。如果不經(jīng)常對(duì)內(nèi)部進(jìn)行除塵，當(dāng)操作人員接觸焊接設(shè)備外殼時(shí)就會(huì)感到麻手，這是由于交流漏電而焊接設(shè)備外殼沒接地（零）造成的。 當(dāng)多臺(tái)焊機(jī)與母材共同放置在鐵板上，主變壓器繞組絕緣損壞與鐵芯短路等均可能造成焊機(jī)外殼帶電，出現(xiàn)安全隱患，造成人身傷害。高空、潮濕及金屬容器內(nèi)作業(yè)，危險(xiǎn)性更大。許多用戶已經(jīng)認(rèn)識(shí)到漏電的危害，外配電柜的電源開關(guān)均為帶漏電保護(hù)開關(guān)，但有些用戶仍然麻痹大意，焊接設(shè)備不進(jìn)行保護(hù)接地或接零，造成安全隱患。 在一些經(jīng)常移動(dòng)的焊接設(shè)備中，由于接地（零）線常常被忽略，操作人員有的可能會(huì)雙手同時(shí)接觸接零和不接零的焊接設(shè)備，就有可能發(fā)生上述現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成灼傷、觸電等重大事故。電傷主要是對(duì)人體外部造成的局部傷害，包括電弧燒傷等。電擊時(shí)電流通過人體內(nèi)部，破壞心臟、肺部、神經(jīng)系統(tǒng)的正常工作，嚴(yán)重時(shí)致人死亡。 松下焊機(jī)都設(shè)有接地標(biāo)志，使用時(shí)應(yīng)可靠進(jìn)行接地或接零保護(hù)，但保護(hù)性接地與保護(hù)性接零不能同時(shí)進(jìn)行。因?yàn)椴捎媒拥乇Ｗo(hù)的焊機(jī)發(fā)生對(duì)地短路時(shí)，若短路電流不能及時(shí)切斷，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)地電壓U。 對(duì)地電壓公式：U=U相*R3/（R3+R4） R3—接地保護(hù)的電阻 R4—配電變壓器中性點(diǎn)的接地電阻 正常狀態(tài)下，R3=R4，短路將使零線電位升高到110V以上，造成危險(xiǎn)。 日常使用中，焊工、維修工可以人為增大絕緣電阻，如帶橡皮手套，雨天、野外穿絕緣鞋，在金屬容器內(nèi)帶絕緣安全帽等。另外，焊鉗、母材線等不許用裸線、鐵板，應(yīng)用絕緣性能良好的導(dǎo)線連接。焊機(jī)出現(xiàn)故障，檢修時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎作業(yè)，仔細(xì)檢查，避免出現(xiàn)傷害事故及造成二次故障。 為了保證人身安全，以及焊接設(shè)備的性能，以期長(zhǎng)年使用。除了保證焊接設(shè)備（如焊機(jī)外殼等）可靠接地外，最好每三個(gè)月進(jìn)行一次檢修。并用干燥的壓縮空氣將電源內(nèi)部的飛濺物和塵埃等吹凈。只有這樣，才能保證焊接設(shè)備長(zhǎng)期可靠、安全的運(yùn)行。 四. 焊機(jī)外殼帶電的測(cè)量： 當(dāng)出現(xiàn)焊機(jī)外殼帶電后，重新使用前必須斷電檢查焊機(jī)內(nèi)部元件的絕緣電阻。使用500V兆歐表測(cè)定前，先用導(dǎo)線把整流器件、可控硅模塊、接觸器、晶體管電氣元件等短路，以防止過電壓擊穿。 |