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一起电焊机触电事故的剖析
2007-09-17 19:04:34 收藏

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(中国铝业山西分公司,山西 河津 043304)

〔摘 要〕 以一起手工电弧交流焊机二次线触电事故为例对触电事故的原因进行了分析,探讨了电焊机二次线电压可能对人体造成的各种伤害,指出触电事故对人的伤害程度与通过人体电流的大小、持续时间的长短、电流通过人体的途径、电流的种类(直流或交流)和频率、人的身体状况有关,提出了预防电焊机二次线触电事故的有效对策。

〔关键词〕 电焊机;二次线;触电;原因;对策

  电焊机是现代工业生产中最常见的施工设备之一,广泛应用于造船、设备检修、安装、建筑施工等行业,但是由于电焊机是带电设备,在实际使用过程中发生触电事故是很频繁的,尤其是二次线触电事故,原因在于二次线电压较低,空载电压一般在50~90 V,加之人们对触电的成因认识不足,往往忽视它的危险性,有些人往往错误地认为电焊机二次线是"安全"的。下面通过对一起电焊机二次线致人死亡的真实案例进行剖析,来探讨电焊机二次线的安全使用问题。


1 事故概况

  2002年6月,山西河津市某安装公司对某氧化铝厂3号熟料烧成窑进行大修,6月17日17:00,临时工何某在窑尾焊接钩钉,不慎触电,送医院抢救无效死亡。

  事后调查确认,事发时窑内温度在40℃以上;何某手戴帆布手套,脚穿回力牌球鞋,手套、鞋、衣服已经湿透,无焊工证。电焊机为BX3-300-1型交流焊机,性能正常;一次线、二次线、焊钳经外观检查无漏电现象,测量绝缘电阻均超过1 M剑弦蟆£


2 原因分析


2.1 管理因素

  施工单位安全管理存在漏洞,管理不严。临时工何某被施工单位雇佣后一直未接受正规的三级安全教育,安全意识和安全技能较差,何某无证施焊,不具备最基本的焊接知识和技能,很易发生事故。

2.2 技术因素

  窑体系Q235-A钢材制作,导电性能良好。经事后调查分析,何某在焊接时,左手持钩钉,右手握焊把,在焊接过程中,如果钩钉和窑体接触良好,则电流会通过二次线把线、焊条进入窑体,流到二次线地线,回到焊机,如图1所示。由于人体电阻远远大于金属电阻,通过人体的电流很小,可以忽略,不至于对人体造成大的伤害。但是,在不懂得焊接技术和安全知识的情况下,由于误操作,钩钉未接触到窑体,而焊条和钩钉接触,这样电流就通过人体形成一条电流回路,路径如下:电焊机→把线→焊钳→焊条→钩钉→左手→人体→臀部、双脚→扬料板、窑体→地线→电焊机,如图2所示,这样就会使人触电。电流经过了心脏和内脏器官,是一个非常危险的途径。但是,最主要的问题在于这样低的电压会不会致人死亡?事实上,人体被电击之后,受伤害程度与电压无直接关系,而是取决于通过人体电流的大小、电流持续时间的长短、电流通过人体的途径、人的身体状况和电流的频率5个方面。

  研究证明,通过人体的电流达到或超过摆脱电流(一般男为16 mA,女为10 mA),人体就不能自主摆脱带电体,会感到异常痛苦,身体难以忍受,如时间过长,则可能昏迷、窒息,甚至死亡;30 mA的电流是一个危险电流,通过人体的电流达到或超过30 mA时,数秒至数分钟就会使人心脏跳动不规则,昏迷,血压升高,强烈痉挛,可能引起心脏跳动异常,致人死亡;50 mA为室颤电流(或致命电流)下限,即通过人体引起心室发生纤维性颤动的最小电流,50 mA的电流通过人体的时间达1 s,就可能发生室颤,使人死亡。室颤电流I和电流持续时间t的关系可用下式表达:

  当1s<t≤5s时,I=50(mA);

  0.01s≤t≤1s时,I=50/t(mA) (公式1)

  频率为30~300 Hz的交流电是对人体伤害最为严重的区间,50 Hz的工频交流电恰好位于区间内,故50 Hz的工频电流对人体的伤害非常严重;分析事发时焊机的状态,应是处于空载,其空载电压U为65~75 V;而人体电阻是一个与性别、年龄、体质、有病与否、出汗程度等有关的变量,其参考值如表1所示。

表1 不同条件下的人体电阻

接触电

皮肤干燥

皮肤潮

皮肤湿

皮肤浸入

压/V

(1)

(2)

(3)

水中(4)

10

7000

3500

1200

600

25

5000

2500

1000

500

50

4000

2000

875

440

100

3000

1500

770

375

250

1500

1000

650

325

注:(1) 相当于在干燥场所的皮肤,通电途径为单手--双脚;

  (2) 相当于在潮湿场所的皮肤,通电途径为单手--双脚;

  (3) 相当于在有水蒸气等特别潮湿场所的皮肤,通电途径为双手--双脚;

  (4) 相当于在游泳池中的情况,基本上为体内电阻。

  事发时,何某手戴帆布手套,未戴焊工绝缘手套,脚穿回力球鞋,未穿绝缘鞋;施工时正值夏季,天气十分炎热,窑体内温度达40℃以上,由于长时间作业,身体十分疲劳,且出汗严重,手套、鞋子、衣服已经湿透,可以说手套、鞋子已基本失去绝缘能力,尽管并无水蒸汽,但身体外表水分含量很大,故人体电阻实质上相当于水蒸汽或很潮湿情况下的电阻即相当于(3)或(2)的情况,或界于(2)和(3)之间的情形,故人体电阻Rb的区间为770~2 000

  根据上述所说的触电的情况,电流通过人体形成一个闭合回路,回路中的电缆、窑体、鞋子、手套等的电阻可忽略,视为0;空载电压U的区间为65~75 V,根据欧姆定律,则It=U/Rb,通过人体的电流It应大于65 V/2 000剑 0.0325A=32.5mA,小于75 V/770剑 0.0974A=97.4mA,即It的区间为32.5~97.4 mA,在此区间的电流都可能使人死亡;同时人体疲劳,电阻降低,体表水分含量很大,电阻更接近于表1中(3)中的情形,若人体电阻Rb按(3)估算即770~875剑蛲ü颂宓牡缌鱅t的区间为74.3~97.4 mA,如此高的电流将其击倒,触电者很难摆脱,据公式1知这个区间的电流会使人发生室颤,所需的电流持续时间为0.513~0.673 s,即不到1 s的时间就可能使触电者心室颤动、死亡。事实上,触电者从触电到被脱离电源的时间远远超过了1 s,甚至达到1 min,发生死亡的概率就特别大。

2.3 事后抢救不及时

  人触电以后,会出现神经麻痹、呼吸困难、血压升高、昏迷、痉挛,甚至呼吸中断,心脏停跳等险象,呈现昏迷不醒的状态。通常称是假死,万万不可轻率地认定触电者真的已经死亡。我们通常所说的30 mA以上的电流通过人体可能使人死亡,指的是30 mA乃至50 mA以上的电流通过人体一定时间具有致人死亡的能力,并不必然导致人的死亡。其最终死亡与否还与事后抢救是否及时、方法是否得当等有很大关系。何某触电后,没有就地抢救,首先发现的2个人让何某脱离电源后,和其他几个人一起将何某从窑体内抬至窑外(距离约100 m),途中很多施工设备和"米"字形支撑架的阻碍延误了行进速度,耽误了10 min左右。到窑外才进行人工呼吸和胸外心脏挤压法的抢救并联系车辆送医院,且抢救人员的抢救方法不得要领,在送医院途中又中断抢救,致使到医院后虽全力救治但无效死亡。可以说抢救时间的延误和方法的不妥是导致触电者最终死亡的又一重要因素。

3 二次线触电事故预防对策

  一般情况下,电焊机空载电压在50~90 V左右,而安全电压最高等级为42 V,空载电压高于安全电压,这是二次线最主要的不安全因素;另外,一般电焊机电弧引燃后,要维持电弧所需的工作电压为16~35 V,虽然在安全电压范围内,但在不良的焊接环境下如在金属结构上、金属容器、管道内或水下、潮湿地点进行焊接,若焊工身体状况较差,人体电阻较低,也可能造成触电,安全电压并不是绝对安全的。而电焊机二次线触电对人的伤害程度与通过人体电流的大小、持续时间的长短、电流通过人体的途径、电流的种类(直流或交流)和频率、人的身体状况有关。最终伤害结果还与事后的急救有关。为了防止电焊机二次线触电事故,避免抢救不及时造成不必要的严重伤害,必须在管理、技术和急救方面采取切实可行的预防措施。

  (1) 必须严格电焊工资质的管理。电焊工属特殊工种之一,其培训、考核、取证、复审和人员的使用管理必须严格执行国家规定,杜绝无证施焊现象。

  (2) 电焊工劳保用品如工作服、绝缘鞋、绝缘手套、防护面罩等必须穿戴齐全。这是防止触电事故最基本和最有效的措施。

  (3) 电焊机一次线和二次线的接线柱端口都必须有良好的防护罩,防止人体意外触及带电体。如果防护罩是金属材料,必须防止防护罩和接线端口的接线柱、金属导线碰触或连接,以免防护罩带电。

  (4) 焊钳和二次电缆线必须绝缘良好,不能有裸露或漏电现象。

  (5) 电焊机的使用坚持"一机一闸一漏一箱"的原则。即每台电焊机必须配备一个独立的电源控制箱,控制箱内有容量符合要求的铁壳开关(或自动空气开关)和漏电保护器。

  (6) 安装电焊机空载自动断电装置。一般电焊电弧电压为16~35 V(低于安全电压),也就是引弧后电源输出电压即二次线电压自动下降到工作电压才能稳定地继续施焊,此时,二次线电压安全程度是较高的,但是停焊时二次线电压即变为空载电压50~90 V,比较危险,如果此刻能够切断电焊机电源,就可以从根本上消除二次线乃至一次线的安全隐患,电焊机空载自动断电装置就具有在设定时间内自动切断电焊机电源的功能。国家规定,在特别危险如在金属容器、管道内,在金属结构上、潮湿地点以及水下、高空等处进行焊接作业,电焊机必须配装空载自动断点保护装置。可以说电焊机配备空载自动断电装置是在技术上防止二次线触电事故极为有效的办法。

  (7) 在不良的环境下施焊,使用"一垫一套"防止触电。在金属容器、管道、金属结构及潮湿地点进行焊接时,触电的危险性很大,除采取安装电焊机自动断电保护装置的措施外,还可以采用加"一垫一套"的办法来预防触电,即在焊工脚下加绝缘垫,停止焊接时,取下焊条,在焊钳上套上"绝缘套"。

  (8) 严禁使用厂房构件、金属结构、轨道、管道、或其他金属物搭接起来代替焊接电缆使用。使用这些金属物作为焊接电缆,很容易引起触电,同时会因接触不好,产生火花,引起火灾。

  (9) 由电工进行电焊设备的安装、维修和检查。

  (10) 电焊机使用过程中不允许超载。超载指2个方面:一是指焊接电流超过了额定电流值,另一方面是指使用的时间超过了额定暂载率。按国家规定,工作周期为5 min,并且规定额定暂载率为60%,即在5 min之内只允许通电工作3 min。

  (11) 工作结束时,要立即切断电源,盘好电缆线,清扫场地,经确认无安全隐患后,方可离开。

  (12) 做好触电急救。要点是救治及时和采取正确的救护方法,而最为关键的是"快"。据统计,触电后不超过1 min开始救治者,90%有良好效果;触电后6 min开始救治则10%有良好效果;12 min才开始救治则救活率很小。所以及时抢救至关重要。发生触电事故时,应该迅速使触电者脱离电源,并立即在现场进行人工呼吸和胸外心脏挤压。千万不能消极地等待医生的到来。在现场施行正确急救的同时,派人通知救护车和医务人员到现场,还可以联系其他车辆将触电者送往医院。抢救应坚持不断,切不可轻率停止,运送途中也不能终止抢救,更不能轻率地断定触电者已经死亡,实际抢救中有抢救5 h还救活的实例,因此只有医生才可以确诊触电者是否已经死亡。