浅析电焊机的保护接地技术

设备管理 2015-04-28 11:06:02
  一、引言 
  随着我国经济建设的不断发展,建筑施工领域金属焊接工作大量存在于建筑施工阶段,而电焊机正是一种利用电能转换为热能对金属进行加热焊接的熔接设备,由于其体积小、移动方便、价格适中,已成为金属焊接施工现场最常见、使用频率最高的焊接施工工具。尽管电焊机在金属焊接施工中作用不可忽视,但必须对其进行合理而可靠的接地保护,防止因人为操作不当、防护措施不到位、检测维修不及时而导致引发触电和火灾事故的发生,给建筑施工人员的生命财产安全造成不可挽回损失。因此,本文从电焊机接地保护的原理入手,分析了在三相四线制和三相三线制下的电焊机接地保护的技术要领,供同行业者参考。 
  二、电焊机工作原理简介 
  电焊机的工作原理是利用电弧热将沿焊缝间隙运动的焊条前端和工件局部熔化,形成焊缝连接。而通过通电产生的电弧是电焊机的电源,它将电能转换成热能对金属进行加热焊接,因而,稳定的电源是保证焊接工作的必备条件。我们知道,在电焊机内有变压器,但该变压器比普通变压器多了一个活动的铁芯,它的主要作用是调节线圈电流大小。其一次侧线圈的电压为380V,由于线圈的感应作用,一次侧线圈在通电以后,便会在二次侧产生空载电压,为了能够使得产生电弧并引燃电弧使其在短时间内产生大量热量燃烧,一般要求空载电压不能低于60V,此外,为了保证电焊机安全工作,空载电压最大不能超出80V,这样当开始进行焊接工作时,由于电流的增大,产生电压降,可以使得工作电压维持在30V以内。因而,交流电焊机的工作特性是呈“陡降型”曲线变化趋势,这种特性的优点在于能调节电流,满足不同焊接厚度和金属材料的焊接要求。由于在实际施工现场,工作环境多变,存在诸多不安全因素,特别是在引弧之前和更换焊条时,对操作人员的威胁很大,因此,在掌握上述电焊机工作原理之后,需要对电焊机进行接地保护,从而最大限度的对工作人员进行保护,减少因操作不当引起的伤亡和损失。 
  三、电焊机接地保护的实施 
  1.不同电源制式下的电焊机接地保护规则 
  (1)三相四线制 
  三相四线制中,电源的中性线与保护接地线是不分开的,中性线带电, 保护线不带电,电焊机在此电源系统中使用时, 应将其机壳和二次侧与焊件相接的一端连接到电源的保护线上, 构成保护接零, 但不得连接中性线, 也不得连接独立的接地系统。 
  (2)三相三线制 
  在三相三线制时,任何带电部分严禁直接接地 , 电源系统对地应保持良好的绝缘状态。因此, 电焊机在此电源系统中使用时, 应将其机壳和二次侧与焊件相接的一端连接到独立的接地系统,这是必须要保证的一点。 
  2.接地系统的技术要点 
  (1)接地电阻要求 
  接地电阻选择电焊机接地保护的重要一环,在具体选择接地电阻时,应该根据电气设备的接地保护要求和电焊机的实际功率、以及电网接线方式来选择。就电焊机接地保护电阻来说,确定其接地电阻大小的标准是发生漏电事故时所允许的对地电压。由于中性线不接地,因而当故障电流没有直接返回电源时,只能通过另外的非故障导体对地分布电容和对地绝缘电阻返回电网系统。在正常情况下,线路对地绝缘电阻为数百千欧姆至数百兆欧姆,近似等于无穷大,因而,故障电流对地所表现的分布电容的向量和一般很小,所以可以限定电焊机的接地保护电阻不超过4欧姆。这种情况下,即使线路对地绝缘性能遭到破坏,不大于 4欧姆的保护接地电阻也足以确保电焊机机壳及二次回路上的对地电压不超过 25 V。经大量工程实践证明这是安全可靠的,完全满足施工工地等工作环境比较恶劣场合的安全要求。 
  (2)接地保护线路要求 
  用于电焊机的接地系统的接地线通常应选用铜芯绝缘导线, 截面积不得小于6平方毫米,此外,导线中间不得有接头,在该导线上也不准装设开关或熔断器, 以确保其接触良好。 
  在电焊机的接地保护中,重点是要对机壳和二次回路进行接地保护。一般的在电焊机的机壳上设有专门的固定螺栓,需要将螺栓固定牢固。需要注意的是,在振动作业场所,需要加装弹簧垫圈、 防松螺帽等防松动措施。但是在二次侧设有一组接线端子,供连接焊钳电缆和焊件电缆之用。在进行保护接地线安装时,采用铜芯绝缘导线将机壳与二次侧连接焊件电缆的接线端子相连,在用导线将其中一端接在螺栓上,另一端接到干线上,特别需要注意的是,接地线的所有连接部位不得出现污迹或者锈迹等,若有这样的锈迹存在,会无形中使得接触电阻增大,在接地保护时务必去除干净。 
  (3)接地体要求 
  关于接地体的要求,首先可以尽量利用自然接地体,例如埋入地下的金属管道,或者大型金属柱桩等钢筋结构,都可以作为接地体使用,但是需要注意的是,无论是接地体的掩埋还是接地线的铺设,都要考虑防雷接地网的距离,防止因雷电反击和雷电感应作用对电焊机及相关设备和人员造成伤害。 
  (4)降阻技术措施 
  降阻措施是在接地体和接地线路铺设完成后进行,如果接地电阻达不到接地保护要求,则需要进行降阻技术处理。一般来说,常用的方法有浇水、更换土壤从而降低土壤的电阻率,此外还可以添加降阻剂,强制改变土壤的电阻率,例如在砂石,岩石等土质较坚硬的地方,采用降阻剂降阻效果很好。 
  四、结束语 
  电焊机的接地保护工作是关乎操作人员人身安全的重要保护措施,同样也是安全生产的重要保证。在实际生产中,要根据不同的施工现场,合理运用接地保护技术,只要运用得当, 安全效果是可以得到保证的。对于不同形式的供电电源系统,需要采取不同的保护接地措施,因此,在电焊机接地保护措施上,应当具体问题具体分析,不能一概而论。本文仅对其基本技术进行了探讨,关于电焊机及安全保护工作还有许多方面,限于篇幅要求这里不再详细论述。 
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