焊接與切割操作中常見的觸電事故的原因及防范措施

1、焊接與切割操作中常見的觸電事故的原因及防范措施 一、電流對人體的危害的三種形式 (一)電流對人體危害 1電擊 電擊是由于電流通過人體內(nèi)而造成的內(nèi)部器官在生理上的反應和病變。如刺痛、灼熱感、痙攣、麻痹、昏迷、心室顫動或停跳、呼吸困難或停止等現(xiàn)象。電流對人體造成死亡絕大部分是電擊所致。 2電傷 電傷是電流對人體造成的外傷，如電灼傷、電烙印、皮膚金屬化等。 (1)電灼傷 電灼傷有接觸灼傷和電弧灼傷兩種。接觸灼傷發(fā)生在高壓觸電事故時，在電流通過人體皮膚的進出口處造成的灼傷，一般進口處比出口處灼傷嚴重。接觸灼傷面積雖較小，但深度可達三度。灼傷處皮膚呈黃褐色，可波及皮下組織、肌肉、神經(jīng)和血管，甚至使骨骼炭

2、化。由于傷及人體組織深層，傷口難以愈合，有的甚至需要幾年才能結(jié)痂。 電弧灼傷發(fā)生在誤操作或人體過分接近高壓帶電體而產(chǎn)生電弧放電時，這時高溫電弧將如同火焰一樣把皮膚燒傷，被燒傷的皮膚將發(fā)紅、起泡、燒焦、壞死。電弧還會使眼睛受到嚴重損害。 (2)電烙印 電烙印發(fā)生在人體與帶電體有良好的接觸的情況下，在皮膚表面將留下和被接觸帶電體形狀相似的腫塊痕跡。有時在觸電后并不立即出現(xiàn)，而是相隔一段時i可后才出現(xiàn)。電烙印一般不發(fā)炎或化膿，但往往造成局部麻木和失去知覺。 (3)皮膚金屬化 由于電弧的溫度極高(中心溫度可達600010000)，可使其周圍的金屬熔化、蒸發(fā)并飛濺到皮膚表層而使皮膚金屬化。金屬化后的皮膚

3、表面變得粗糙堅硬，膚色與金屬種類有關，或灰黃(鉛)，或綠(紫銅)，或蘭綠(黃銅)。金屬化后的皮膚經(jīng)過一段時間會自行脫落，一般不會留下不良后果。 3電磁場生理傷害 電磁場生理傷害是指高頻電磁場的作用下，器官組織及其功能將受到損傷，主要表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)，如頭暈、頭痛、失眠、健忘、多汗、心悸、厭食等癥狀，有些人還會有脫發(fā)、顫抖、弱視、性功能減退、月經(jīng)失調(diào)等異常癥狀。其次是出現(xiàn)較明顯的心血管癥狀，如心律紊亂、血壓變化、心區(qū)疼痛等。如果傷害嚴重，還可能在短時間內(nèi)失去知覺。 電磁場對人體的傷害作用是功能性的，并具有滯后性特點。即傷害是逐漸積累的，脫離接觸后癥狀會逐漸消失。但在高強度電磁場作用下長期工

4、作，一些癥狀可能持續(xù)成痼疾，甚至遺傳給后代。 (二)電流對人體危害程度的有關因素 電流對人體的危害程度與通過人體的電流強度、通電持續(xù)時間、電流的頻率、電流通過人體的部位(途徑)以及觸電者的身體狀況等多種因素有關。 1電流強度 通過人體的電流越大，人體的生理反應越強烈，對人體的傷害就越大。按照人體對電流的生理反應強弱和電流對人體的傷害程度，可將電流大致分為感知電流、擺脫電流和致命電流。 2電流通過人體的持續(xù)時間 觸電致死的生理現(xiàn)象是心室顫動。電流通過人體的持續(xù)時間越長，越容易引起心室顫動，觸電的后果也越嚴重。這一方面是由于通電時間越長，能量積累越多，較小的電流通過人體就可以引起心室顫動；另一方面

5、是由于心臟在收縮與舒張的時間間隙(約0.1s)內(nèi)對電流最為敏感，通電時間一長，重合這段時間間隙的可能性就越大，心室顫動的可能性也就越大。此外，通電時間一長，電流的熱效應和化學效應將會使人體出汗和組織電解，從而使人體電阻逐漸降低，流過人體的電流逐漸增大，使觸電傷害更加嚴重。 3電流頻率 人體對不同頻率電流的生理敏感性是不同的，因而不同種類的電流對人體的傷害程度也就有區(qū)別。工頻電流對人體的傷害最為嚴重(男性平均擺脫電流為10ma)；直流電流對人體的傷害則較輕(男性平均擺脫電流為76ma)；高頻電流對人體的傷害程度遠不及工頻交流電嚴重，故醫(yī)療臨床上有利用高頻電流作理療者，但電壓過高的高頻電流仍會使人

6、觸電致死；沖擊電流是作用時間極短(以微秒計)的電流(如雷電放電電流和靜電放電電流)。沖擊電流對人體的傷害程度與沖擊放電能量有關。由于沖擊電流作用的時間極短暫，數(shù)十毫安才能被人體感知。 4電流通過人體的途徑 電流取任何途徑通過人體都可以致人死亡。電流通過心臟、中樞神經(jīng)(腦部和脊髓)、呼吸系統(tǒng)是最危險的。因此，從左手到前胸是最危險的電流路徑，這時心臟、肺部、脊髓等重要器官都處于電路內(nèi)，很容易引起心室顫動和中樞神經(jīng)失調(diào)而死亡；從右手到腳的途徑的危險性要小些，但會因痙攣而摔傷；從右手至左手的危險性又比右手到腳要小些；危險性最小的電流途徑是從腳至腳，但觸電者可能因痙攣而摔倒，導致電流通過全身或二次事故。

7、 5人體的健康狀況 試驗研究表明，觸電危險性與人體狀況有關。觸電者的性別、年齡、健康狀況、精神狀態(tài)和人體電阻都會對觸電后果發(fā)生影響。例如一個患有心臟病、結(jié)核病、內(nèi)分泌器官疾病的人，由于自身的抵抗力低下，會使觸電后果更為嚴重。處在精神狀態(tài)不良、心情憂郁或酒醉中的人，觸電的危險性也較大。相反，一個身心健康，經(jīng)常從事體育鍛煉的人，觸電的后果相對來說會輕一些。婦女、老年人以及體重較輕的人耐受電流刺激的能力也相對要弱一些，他們觸電的后果也比青壯年男子更為嚴重。 二、人體觸電 人體觸電的方式多種多樣，一般可分為直接接觸觸電和間接接觸觸電兩種主要觸電方式。此外，還有高壓電場、高頻電磁場、靜電感應、雷擊等對人

8、體造成的傷害。 (一)直接接觸觸電 人體直接觸及或過分靠近電氣設備及線路的帶電導體而發(fā)生的觸電現(xiàn)象稱為直接接觸觸電。單相觸電、兩相觸電、電弧傷害都屬于直接接觸觸電。 1單相觸電 當人體直接碰觸帶電設備或線路的一相導體時，電流通過人體而發(fā)生的觸電現(xiàn)象稱之為單相觸電。這種觸電事故的規(guī)律及后果與電網(wǎng)中性點運行方式有關。 (1)在中性點直接接地的電網(wǎng)中發(fā)生單相觸電的情況如圖917(a)所示。設人體與大地接觸良好，土壤電阻忽略不計，由于人體電阻比中性點工作接地電阻大得多，加于人體的電壓幾乎等于電網(wǎng)相電壓，這時流過人體的電流為   式中u電網(wǎng)相電壓(v)； ro電網(wǎng)中性點工作接地電阻()； rb

9、人體電阻()； ib流過人體的電流(a)。 對于380220v三相四線制電網(wǎng)，u220v，ro=4，若取人體電阻rb=1700，則由式917可算出流過人體的電流ib=129ma，遠大于安全電流30ma，足以危及觸電者的生命。   顯然，單相觸電的后果與人體和大地間的接觸狀況有關。如果人體站在干燥的絕緣地板上，由于人體與大地間有很大的絕緣電阻，通過人體的電流就很小，則就不會有觸電危險，但如地板潮濕，那就有觸電危險。 (2)中性點不接地電網(wǎng)中發(fā)生單相觸電的情況如圖917(b)所示。這時電流將從電源火線經(jīng)人體、其他兩相的對地阻抗(由線路的絕緣電阻和對地電容構(gòu)成)回到電源的中性點形成回路。此

10、時，通過人體的電流與線路的絕緣電阻和對地電容的數(shù)值有關。在低壓電網(wǎng)中，對地電容c很小，通過人體的電流主要取決于線路絕緣電阻r。正常情況下，設備的絕緣電阻相當大，通過人體的電流很小，一般不致造成對人體的傷害。但當線路絕緣下降時，單相 觸電對人體的危害仍然存在。而在高壓中性點不接地電網(wǎng)中(特別在對地電容較大的電纜線路上)線路對地電容較大，通過人體的電容電流，將危及觸電者的安全。 2兩相觸電 人體同時觸及帶電設備或線路中的兩相導體而發(fā)生的觸電方式稱為兩相觸電，如圖918所示。兩相觸電時，作用于人體上的電壓為線電壓，電流將從一相導體經(jīng)人體流入另一相導體，這種情況是很危險的。以380220v三相四線制為

11、例，這時加于人體的電壓為380v，若人體電阻按1700考慮，則流過人體內(nèi)部的電流將達224ma，足以致人死亡。因此，兩相觸電要比單相觸電嚴重得多。   3電弧傷害 電弧是氣體間隙被強電場擊穿時電流通過氣體的一種現(xiàn)象。之所以將電弧傷害視為直接接觸觸電，是因為弧隙是被游離的帶電氣態(tài)導體，被電弧“燒”著的人，將同時遭受電擊和電傷。在引發(fā)電弧的種種情形中，人體過分接近高壓帶電體所引起的電弧放電以及帶負荷拉、合閘刀造成的弧光短路，對人體的危害往往是致命的。電弧不僅使人受電擊，而且由于弧焰溫度極高(中心溫度高達600010000)，將對人體造成嚴重燒傷，燒傷部位多見于手部、胳膊、臉部及眼睛。電弧

12、輻射對眼睛的刺傷，后果更為嚴重。此外，被電弧熔化了的金屬顆粒侵蝕皮膚還會使皮膚組織金屬化，這種傷疤往往經(jīng)久不愈。 (二)間接接觸觸電 電氣設備在正常運行時，其金屬外殼或結(jié)構(gòu)是不帶電的。當電氣設備絕緣損壞而發(fā)生接地短路故障(俗稱“碰殼”或“漏電”)時，其金屬外殼便帶有電壓，人體觸及意外帶電體便會發(fā)生觸電，此謂間接接觸觸電。通常所稱的接觸電壓觸電即是間接接觸觸電。 1接地故障電流入地點附近地面電位分布 當電氣設備發(fā)生碰殼故障、導線斷裂落地或線路絕緣擊穿而導致單相接地故障時，電流便經(jīng)接地體或?qū)Ь€落地點呈半球形向地中流散，如圖919(a)所示。由于接近電流入地點的土層具有最小的流散截面，呈現(xiàn)出較大的流

13、散電阻值，接地電流將在流散途徑的單位長度上產(chǎn)生較大的電壓降，而遠離電流入地點土層處電流流散的半球形截面隨該處與電流入地點的距離增大而增大，相應的流散電阻隨之逐漸減少，接地電流在流散電阻上的壓降也隨之逐漸降低。于是，在電流入地點周圍的土壤中和地表面各點便具有不同的電位分布，如圖919(b)電位分布曲線所示。曲線表明，在電流入地點處電位最高，隨著離此點的距離增大，地面電位呈先急后緩的趨勢下降，在離電流入地點10m處，電位已下降至電流入地點電位的8。在離電流入地點20m以外的地面，流散半球的截面已經(jīng)相當大，相應的流散電阻可忽略不計，或者說地中電流不再于此處產(chǎn)生電壓降，可以認為該處地面電位為零，電工技

14、術(shù)上所謂的“地”就是指此零電位處的地(而非電流入地點周圍20m之內(nèi)的地)。通常我們所說的電氣設備對地電壓也是指帶電體對此零電位點的電位差。   2接觸電壓及接觸電壓觸電 當電氣設備因絕緣損壞而發(fā)生接地故障時，如人體的兩個部分(通常是手和腳)同時觸及漏電設備的外殼和地面，人體該兩部分便處于不同的地電位，其間的電位差即稱為接觸電壓。在電氣安全技術(shù)中是以站立在離漏電設備水平方向08m的人，手觸及漏電設備外殼距地面18m處時，其手與腳兩點間的電位差為接觸電壓計算值。由于受接觸電壓作用而導致的觸電現(xiàn)象稱為接觸電壓觸電。 接觸電壓的大小，隨人體站立點的位置而異。人體距離接地極越遠，受到的接觸電壓

15、越高，如圖920(a)所示。當2#電動機碰殼時，離接地極(電流入地點)遠的3#電動機的接觸電壓比離接地極近的1“電動機的接觸電壓高，這是因為三臺電動機的外殼都等于接地極電位之故。   3跨步電壓及跨步電壓觸電 電氣設備發(fā)生接地故障時，在接地電流入地點周圍電位分布區(qū)(以電流入地點為圓心，半徑為20m的范圍內(nèi))行走的人，其兩腳將處于不同的電位，兩腳之間(一般人的跨步約為08m)的電位差稱之為跨步電壓。設前腳的電位為u1，后腳的電位為u2，則跨步電壓ustep=u1u2，顯然人體距電流入地點越近，其所承受的跨步電壓越高，見圖920(b)所示。 人體受到跨步電壓作用時，電流將從一只腳經(jīng)胯部到

16、另一只腳與大地形成回路。觸電者的癥象是腳發(fā)麻、抽盤、跌倒在地。跌倒后，電流可能改變路徑(如從頭到腳或手)而流經(jīng)人體重要器官，使人致命。 必須指出，跨步電壓觸電還可發(fā)生在其他一些場合，如架空導線接地故障點附近或?qū)Ь€斷落點附近、防雷接地裝置附近地面等。 接觸電壓和跨步電壓的大小與接地電流的大小、土壤電阻率、設備接地電阻及人體位置等因素有關。當人穿有靴鞋時，由于地板和靴鞋的絕緣電阻上有電壓降，人體受到的接觸電壓和跨步電壓將明顯降低，因此，嚴禁裸臂赤腳去操作電氣設備。 三、焊接切割操作中發(fā)生觸電事故的原因 焊接切割用電的特點是電壓較高，超過了安全電壓，必須采取防護措施，才能保證安全。 國產(chǎn)焊機空載電壓

17、一般在5090v左右，等離子切割電源的電壓為300450v，氫原子焊電壓為300v，電子束焊機電壓高達80150kv，國產(chǎn)電機的輸入電壓為220380v。頻率為50hz的工頻交流電，這些都大大超過安全電壓。 焊接時的觸電事故分為兩種情況，一是直接電擊，即接觸電焊設備正常運行的帶電體或靠近高壓電網(wǎng)和電氣設備所發(fā)生的觸電事故；二是間接電擊，即觸及意外帶電體所發(fā)生的電擊。意外帶電體是指正常不帶電而由于絕緣損壞或電器設備發(fā)生故障而帶電的導體。 (一)焊接時發(fā)生直接電擊事故的原因 (1)手或身體的某部位接觸到電焊條或焊鉗的帶電部分，而腳或身體的其它部位對地面又無絕緣，特別是在金屬容器內(nèi)、陰雨潮濕的地方或

18、身上大量出汗時，容易發(fā)生這種電擊事故。 (2)在接線或調(diào)節(jié)電焊設備時，手或身體某部位碰到接線柱、極板等帶電體而觸電。 (3)在登高焊接時，觸及或靠近高壓電網(wǎng)路引起的觸電事故。 (二)焊接時發(fā)生間接觸電事故的原因 (1)電焊設備漏電，人體觸及帶電的殼體而觸電。造成電焊機漏電的常見原因是由于潮濕而使絕緣損壞、長期超負荷運行或短路發(fā)熱使絕緣損壞，電焊機安裝的地點和方法不符合安全要求。 (2)電焊變壓器的一次繞組與二次繞組之間絕緣損壞，錯接變壓器接線，將第二次繞組接到電網(wǎng)上去，或?qū)⒉捎?20v的變壓器接到380v電源上，手或身體某一部分觸及二次回路或裸導體。 (3)觸及絕緣損壞的電纜、膠木閘合、破損的開關等。 (4)由于利用廠房的金屬結(jié)構(gòu)、管道、軌道、天車吊鉤或其它金屬物搭接作為焊接回路而發(fā)生觸電。 四、防范措施 (1)做好焊接切割作業(yè)人員的培訓，做到持證上崗，杜絕無證人員進行焊接切割作業(yè)。 (2)焊接切割設備要有良好的隔離防護裝置。伸出箱體外的接線端應用防護罩