一起焊機(jī)空載電壓觸電死亡事故的分析

焊接作業(yè)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的十種特種作業(yè)之一.焊接過(guò)程會(huì)產(chǎn)生高溫電弧和有毒有害煙塵，易造成火災(zāi)爆炸事故，引發(fā)焊工電光性眼炎、白內(nèi)障，皮膚燙傷，中毒和塵肺；電焊作業(yè)焊工要接觸電源，且屬帶電作業(yè)，故又易產(chǎn)生觸電事故。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)輸入焊機(jī)的電源觸電事故預(yù)防比較重視，防范措施也較多，如焊機(jī)的保護(hù)接地或接零，電源的隔離防護(hù)，電焊設(shè)備和線路的絕緣要求等，這方面的事故報(bào)道也較多。然而對(duì)焊機(jī)輸出端的空載電壓觸電雖然也有防范要求，但比較原則。因其電壓值較低，我國(guó)規(guī)定交流電焊機(jī)的空載電壓不得超過(guò)85伏，直流電焊機(jī)不得超過(guò)90伏，故易被人們所忽視。本文想通過(guò)一起交流電焊機(jī)空載電壓觸電致死事故的實(shí)例來(lái)剖析空載電壓觸電危險(xiǎn)程度，以警示作業(yè)者。

一、事故現(xiàn)場(chǎng)

1998年7月20日，三門(mén)某船舶修造廠船塢內(nèi)，一艘由股份合作建造的鋼質(zhì)漁船正在修理。條石和枕木把整個(gè)船體高高墊起，距離地面約0.8米。船的甲板上放著二臺(tái)破舊得不能再破舊的交流弧焊機(jī)，由同一把電源閘刀供電。兩臺(tái)焊機(jī)的電源接線樁均已損壞，電源線直接接入焊機(jī)內(nèi)部線圈繞組的出線端；兩臺(tái)焊機(jī)的輸出電纜線均多處破損，兩條接地回線接在船舷的同一點(diǎn)。焊機(jī)及船體無(wú)其他接地或接零措施。在船尾部立著一根一時(shí)鍍鋅鋼管和一根發(fā)銹的40×4角鋼，一端靠在船體上，另一端插入地面，用于支撐準(zhǔn)備對(duì)船體進(jìn)行去銹油漆的踏板。焊接現(xiàn)場(chǎng)距離變壓器20米。

7時(shí)30分，無(wú)證焊工許某像往常一樣利用其中一臺(tái)焊機(jī)在甲板上對(duì)船體進(jìn)行焊接作業(yè)，股東之一的李某，在船尾準(zhǔn)備去銹作業(yè)，當(dāng)他的手握住靠在船尾的角鋼時(shí)，當(dāng)即觸電，后退幾步后，倒在甲板，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)搶救無(wú)效而死亡。在此前，也有人在觸及角鋼時(shí)，感到有電麻，但都被認(rèn)為是感應(yīng)電而忽視。

二、原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察和測(cè)試分析，認(rèn)為這完全是一起電焊機(jī)空載電壓引起的觸電事故。經(jīng)測(cè)試，這兩臺(tái)焊機(jī)雖然破舊了一點(diǎn)，但未發(fā)現(xiàn)初級(jí)電壓轉(zhuǎn)移和絕緣降低現(xiàn)象，輸出空載電壓也在許可范圍內(nèi)，其中一臺(tái)為55V，另一臺(tái)為70V。一般情況下，如此低的電壓值雖然能使人觸電，但不致于立即死亡，然而李某的死到底是什么原因呢？

首先要注意焊機(jī)輸出電源的特殊性。焊機(jī)輸出電源與普通照明、動(dòng)力用電源兩者是有本質(zhì)區(qū)別的，焊機(jī)輸出電源的電壓與輸出電流之間存在一個(gè)陡降的外特性關(guān)系，即在焊接引弧時(shí)，輸出的電壓即空載電壓較高，而電流較??；當(dāng)電弧燃燒穩(wěn)定時(shí)，輸出電壓迅速降低，而電流急劇增大。也就是說(shuō)，在焊接條件形成時(shí)，輸出的電源是低電壓高電流，輸出電壓與輸出電流成反比關(guān)系。輸出電壓的大小是由電弧長(zhǎng)度（即負(fù)載電阻）決定的，電弧長(zhǎng)輸出電壓就高；電弧短輸出電壓就低；焊條與焊件相碰短路時(shí)，電壓趨于零，而電流最大。對(duì)于我們常用的照明或動(dòng)力用電源，它所輸出的特性是一個(gè)水平外特性，即不論輸出的電流大或小，輸出電壓基本上是不變。也就是說(shuō)，焊機(jī)“空載電壓”與照明動(dòng)力用的“普通電壓”雖然數(shù)值相同，但對(duì)人體的傷害程度是完全不同的。一般情況下，交流弧焊機(jī)的空載電壓不超過(guò)85V，電弧形成后，它的輸出電壓只有30V左右，似乎在“安全電壓”范圍內(nèi)，但它輸出的電流強(qiáng)度是很大的，通常要大于100A。眾所周知，對(duì)于低電壓的電源系統(tǒng)，它對(duì)人體的傷害大都是以電擊方式，而造成電擊傷害的主要因素是電流。在焊接系統(tǒng)中，只要有空載電壓存在，回路能形成，致人死亡的罪魁禍?zhǔn)住獜?qiáng)大電流就會(huì)出現(xiàn)。也就是說(shuō)，在焊接過(guò)程中一旦被空載電壓觸電，就更容易引起死亡。

其次，由于兩臺(tái)焊機(jī)的接地回線都搭接在船弦上，根據(jù)交流弧焊機(jī)的特點(diǎn)，輸出端兩接線樁的電位是相等，所以焊機(jī)一旦開(kāi)啟，整個(gè)船體都帶有55~70V的電位。由于船體被條石和枕木墊起（無(wú)其他接地裝置），所以這一電位不會(huì)導(dǎo)向大地?？吭诖驳匿摴芎徒卿摚m然一頭插入地面，但它與船體相靠的接觸點(diǎn)，由于油漆和鐵銹等因素存在，電阻值很大，二者之間沒(méi)有構(gòu)成通路，因此，船體上所具有的55~70V電位始終無(wú)法導(dǎo)向大地。死者李某，當(dāng)時(shí)腳穿拖鞋，手握角鋼，加上夏季人體汗液較多，人體表面電阻下降，這樣船體上的電位很快就通過(guò)人體和角鋼導(dǎo)向大地，為“隱性焊接”狀態(tài)創(chuàng)造了條件。

第三，由于焊接現(xiàn)場(chǎng)距離變壓器只有20米，所以在焊機(jī)——船體——人體——角鋼——大地——變壓器接地體之間就構(gòu)成了一條良好的導(dǎo)電回路。人體變成了電路，且是腳——手的危險(xiǎn)路徑。導(dǎo)電回路構(gòu)成后，這一系統(tǒng)就相當(dāng)處于一種“隱性焊接”狀態(tài)，這時(shí)，在空載電壓的作用下，在回路中就有電流流過(guò)。這一電流雖然沒(méi)有理想焊接狀態(tài)下那么大，但它也是一個(gè)不小的數(shù)值。經(jīng)測(cè)試，這一電流會(huì)隨著大地導(dǎo)電阻值（與焊接地點(diǎn)到變壓器接地體的距離以及大地電阻率等因素有關(guān)）的增大而減少。在事故現(xiàn)場(chǎng)，由于地面是海涂，大地導(dǎo)電性能相當(dāng)好，在上述的導(dǎo)電回路中，經(jīng)過(guò)人體的最小電流要達(dá)到焊機(jī)工作電流的10%，也就是說(shuō)，若焊機(jī)工作電流為150A，這一電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了數(shù)百毫安還可以搶救的致命電流而致人當(dāng)場(chǎng)死亡。

對(duì)于上述焊接電流，我們?cè)陔x變壓器接地體較近的焊接實(shí)踐中，也可以體會(huì)到，有時(shí)我們也往往只利用一根焊接電纜線就可直接對(duì)自來(lái)水管等接地性能較好的金屬構(gòu)件進(jìn)行焊接而不需要焊機(jī)接地回線，這說(shuō)明在導(dǎo)電性能較好的大地（如沿海地區(qū)、變壓器旁）系統(tǒng)中，其焊接回路不但能形成，而且在回路中的電流也是相當(dāng)大的，這一點(diǎn)，應(yīng)引起我們的高度重視，這也是造成這起事故的主要原因。

三、防范措施

由上述分析可知，焊機(jī)空載電壓不但會(huì)造成觸電，而且危險(xiǎn)性還比較大。為了防止焊機(jī)空載電壓觸電事故的發(fā)生，主要原則有兩條：一是保證焊接電纜線——人體——接地回線三者之間，不構(gòu)成導(dǎo)電回路；二是保證焊接電纜線或接地回線——人體——大地——變壓器接地體之間不形成導(dǎo)電回路。對(duì)于利用自己的變壓器進(jìn)行獨(dú)立供電的小型單位來(lái)說(shuō)，后者這條回路極易形成，這里特別予以強(qiáng)調(diào)。筆者在焊接安全實(shí)踐中，認(rèn)為主要防范措施有以下幾點(diǎn)：

1．嚴(yán)格按照焊機(jī)的安全操作規(guī)程，正確使用電焊機(jī)。焊前應(yīng)檢查焊機(jī)和工具的完好性能，如焊鉗和電纜絕緣，焊機(jī)外殼接地情況，各接線是否牢固可靠等。接線應(yīng)請(qǐng)專業(yè)電工進(jìn)行。焊工應(yīng)持證上崗。

2．在焊機(jī)上盡量安裝使用空載自動(dòng)斷電保護(hù)裝置，這樣既可避免空載電壓觸電危險(xiǎn)，又可節(jié)省空載電耗。

3．按規(guī)定采取保護(hù)接地或接零措施。在與大地隔離或接地不良的焊件上焊接時(shí)，如在船塢上被墊起的鋼質(zhì)輪船、鍋爐壓力容器、架空的橋梁、鋼板等，應(yīng)注意在焊件與大地之間形成“腳——腳”或“手——腳”的“跨步”電壓觸電。在此環(huán)境中，應(yīng)采用專門(mén)的防護(hù)措施，一是人體與導(dǎo)體間的隔離防護(hù)，如在腳下放置木板或橡膠等絕緣件，并做好個(gè)體防護(hù)；二是焊件應(yīng)采取接地或接零措施。但這里應(yīng)注意，在焊件與焊機(jī)二次回路上不得同時(shí)存在接地或接零線。否則，一旦焊機(jī)二次回路線接觸不良時(shí)，就可能有很大的焊接電流通過(guò)接地或接零線，以致將地線或零線熔斷，不但使人體安全受到威脅，而且易引起火災(zāi)。

4．當(dāng)利用系統(tǒng)管道、廠房的金屬構(gòu)架，軌道或其它金屬物搭接作為焊接接地回線時(shí)，要首先檢查焊機(jī)二次線圈或上述接地回線系統(tǒng)等是否接地良好，否則，行人觸及接地回線系統(tǒng)，就有可能造成觸電事故。對(duì)于交流弧焊機(jī)來(lái)說(shuō)，千萬(wàn)不可誤認(rèn)為接地回線永遠(yuǎn)是沒(méi)有電位的。因?yàn)榻涣骰『笝C(jī)兩輸出端點(diǎn)是等電位的，也就是說(shuō)焊接電纜線與接地回線是互為通用，當(dāng)接地回線接地不良時(shí)，接地回線的電位是始終存在的。這里要注意，具有易燃易爆性能的化工管道系統(tǒng)，不得用作接地回線。

5．在通電情況下，不得將焊鉗夾在腋下而去搬弄焊件或?qū)⒑附与娎|線繞掛在脖頸上；在移動(dòng)焊接電纜線或接地回線時(shí)，手不要捏在導(dǎo)線的裸露部位；更換焊條或用手捏住焊件進(jìn)行點(diǎn)焊固定時(shí)，一定要戴好電焊專用手套。否則，空載電壓極易通過(guò)人體而形成回路。

6．盡量避免在潮濕地方和雨雪天氣進(jìn)行焊接作業(yè)，否則，應(yīng)特別加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)。在這種環(huán)境下作業(yè)，焊工嚴(yán)禁穿帶有鐵釘?shù)钠ば虿夹?，其他環(huán)境亦不宜，否則易受潮導(dǎo)電，必要時(shí)墊木板、橡膠墊等進(jìn)行隔離。

7．焊工應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定穿戴好個(gè)體勞動(dòng)防護(hù)用品，在鍋爐容器內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，嚴(yán)禁赤膊。