一起焊機空載電壓觸電死亡事故的分析

焊接作業(yè)是國家標準規定的十種特種作業(yè)之一.焊接過(guò)程會(huì )產(chǎn)生高溫電弧和有毒有害煙塵，易造成火災爆炸事故，引發(fā)焊工電光性眼炎、白內障，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(cháng)期以來(lái)，人們對輸入焊機的電源觸電事故預防比較重視，防范措施也較多，如焊機的保護接地或接零，電源的隔離防護，電焊設備和線(xiàn)路的絕緣要求等，這方面的事故報道也較多。然而對焊機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，我國規定交流電焊機的空載電壓不得超過(guò)85伏，直流電焊機不得超過(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程度，以警示作業(yè)者。

一、事故現場(chǎng)

1998年7月20日，三門(mén)某船舶修造廠(chǎng)船塢內，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(zhù)二臺破舊得不能再破舊的交流弧焊機，由同一把電源閘刀供電。兩臺焊機的電源接線(xiàn)樁均已損壞，電源線(xiàn)直接接入焊機內部線(xiàn)圈繞組的出線(xiàn)端；兩臺焊機的輸出電纜線(xiàn)均多處破損，兩條接地回線(xiàn)接在船舷的同一點(diǎn)。焊機及船體無(wú)其他接地或接零措施。在船尾部立著(zhù)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，用于支撐準備對船體進(jìn)行去銹油漆的踏板。焊接現場(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焊機在甲板上對船體進(jìn)行焊接作業(yè)，股東之一的李某，在船尾準備去銹作業(yè)，當他的手握住靠在船尾的角鋼時(shí)，當即觸電，后退幾步后，倒在甲板，經(jīng)現場(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，但都被認為是感應電而忽視。

二、原因分析

經(jīng)現場(chǎng)勘察和測試分析，認為這完全是一起電焊機空載電壓引起的觸電事故。經(jīng)測試，這兩臺焊機雖然破舊了一點(diǎn)，但未發(fā)現初級電壓轉移和絕緣降低現象，輸出空載電壓也在許可范圍內，其中一臺為55V，另一臺為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？

首先要注意焊機輸出電源的特殊性。焊機輸出電源與普通照明、動(dòng)力用電源兩者是有本質(zhì)區別的，焊機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??；當電弧燃燒穩定時(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(cháng)度（即負載電阻）決定的，電弧長(cháng)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“空載電壓”與照明動(dòng)力用的“普通電壓”雖然數值相同，但對人體的傷害程度是完全不同的。一般情況下，交流弧焊機的空載電壓不超過(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，但它輸出的電流強度是很大的，通常要大于100A。眾所周知，對于低電壓的電源系統，它對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。在焊接系統中，只要有空載電壓存在，回路能形成，致人死亡的罪魁禍首——強大電流就會(huì )出現。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，由于兩臺焊機的接地回線(xiàn)都搭接在船弦上，根據交流弧焊機的特點(diǎn)，輸出端兩接線(xiàn)樁的電位是相等，所以焊機一旦開(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 )導向大地?？吭诖驳匿摴芎徒卿?，雖然一頭插入地面，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)有構成通路，因此，船體上所具有的55~70V電位始終無(wú)法導向大地。死者李某，當時(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)人體和角鋼導向大地，為“隱性焊接”狀態(tài)創(chuàng )造了條件。

第三，由于焊接現場(chǎng)距離變壓器只有20米，所以在焊機——船體——人體——角鋼——大地——變壓器接地體之間就構成了一條良好的導電回路。人體變成了電路，且是腳——手的危險路徑。導電回路構成后，這一系統就相當處于一種“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)不小的數值。經(jīng)測試，這一電流會(huì )隨著(zhù)大地導電阻值（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。在事故現場(chǎng)，由于地面是海涂，大地導電性能相當好，在上述的導電回路中，經(jīng)過(guò)人體的最小電流要達到焊機工作電流的10%，也就是說(shuō)，若焊機工作電流為150A，這一電流遠遠超過(guò)了數百毫安還可以搶救的致命電流而致人當場(chǎng)死亡。

對于上述焊接電流，我們在離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(xiàn)就可直接對自來(lái)水管等接地性能較好的金屬構件進(jìn)行焊接而不需要焊機接地回線(xiàn)，這說(shuō)明在導電性能較好的大地（如沿海地區、變壓器旁）系統中，其焊接回路不但能形成，而且在回路中的電流也是相當大的，這一點(diǎn)，應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，焊機空載電壓不但會(huì )造成觸電，而且危險性還比較大。為了防止焊機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(xiàn)——人體——接地回線(xiàn)三者之間，不構成導電回路；二是保證焊接電纜線(xiàn)或接地回線(xiàn)——人體——大地——變壓器接地體之間不形成導電回路。對于利用自己的變壓器進(jìn)行獨立供電的小型單位來(lái)說(shuō)，后者這條回路極易形成，這里特別予以強調。筆者在焊接安全實(shí)踐中，認為主要防范措施有以下幾點(diǎn)：

1．嚴格按照焊機的安全操作規程，正確使用電焊機。焊前應檢查焊機和工具的完好性能，如焊鉗和電纜絕緣，焊機外殼接地情況，各接線(xiàn)是否牢固可靠等。接線(xiàn)應請專(zhuān)業(yè)電工進(jìn)行。焊工應持證上崗。

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

3．按規定采取保護接地或接零措施。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，應采用專(zhuān)門(mén)的防護措施，一是人體與導體間的隔離防護，如在腳下放置木板或橡膠等絕緣件，并做好個(gè)體防護；二是焊件應采取接地或接零措施。但這里應注意，在焊件與焊機二次回路上不得同時(shí)存在接地或接零線(xiàn)。否則，一旦焊機二次回路線(xiàn)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(xiàn)，以致將地線(xiàn)或零線(xiàn)熔斷，不但使人體安全受到威脅，而且易引起火災。

4．當利用系統管道、廠(chǎng)房的金屬構架，軌道或其它金屬物搭接作為焊接接地回線(xiàn)時(shí)，要首先檢查焊機二次線(xiàn)圈或上述接地回線(xiàn)系統等是否接地良好，否則，行人觸及接地回線(xiàn)系統，就有可能造成觸電事故。對于交流弧焊機來(lái)說(shuō)，千萬(wàn)不可誤認為接地回線(xiàn)永遠是沒(méi)有電位的。因為交流弧焊機兩輸出端點(diǎn)是等電位的，也就是說(shuō)焊接電纜線(xiàn)與接地回線(xiàn)是互為通用，當接地回線(xiàn)接地不良時(shí)，接地回線(xiàn)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，不得用作接地回線(xiàn)。

5．在通電情況下，不得將焊鉗夾在腋下而去搬弄焊件或將焊接電纜線(xiàn)繞掛在脖頸上；在移動(dòng)焊接電纜線(xiàn)或接地回線(xiàn)時(shí)，手不要捏在導線(xiàn)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(zhuān)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，應特別加強個(gè)體防護。在這種環(huán)境下作業(yè)，焊工嚴禁穿帶有鐵釘的皮鞋或布鞋，其他環(huán)境亦不宜，否則易受潮導電，必要時(shí)墊木板、橡膠墊等進(jìn)行隔離。

7．焊工應嚴格按規定穿戴好個(gè)體勞動(dòng)防護用品，在鍋爐容器內進(jìn)行焊接作業(yè)，嚴禁赤膊。