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一起電焊機觸電事故的剖析
2007-09-17 19:04:34 收藏

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(中國鋁業山西分公司,山西 河津 043304)

〔摘 要〕 以一起手工電弧交流焊機二次線觸電事故為例對觸電事故的原因進行了分析,探討了電焊機二次線電壓可能對人體造成的各種傷害,指出觸電事故對人的傷害程度與通過人體電流的大小、持續時間的長短、電流通過人體的途徑、電流的種類(直流或交流)和頻率、人的身體狀況有關,提出了預防電焊機二次線觸電事故的有效對策。

〔關鍵詞〕 電焊機;二次線;觸電;原因;對策

  電焊機是現代工業生產中最常見的施工設備之一,廣泛應用于造船、設備檢修、安裝、建筑施工等行業,但是由于電焊機是帶電設備,在實際使用過程中發生觸電事故是很頻繁的,尤其是二次線觸電事故,原因在于二次線電壓較低,空載電壓一般在50~90 V,加之人們對觸電的成因認識不足,往往忽視它的危險性,有些人往往錯誤地認為電焊機二次線是"安全"的。下面通過對一起電焊機二次線致人死亡的真實案例進行剖析,來探討電焊機二次線的安全使用問題。


1 事故概況

  2002年6月,山西河津市某安裝公司對某氧化鋁廠3號熟料燒成窯進行大修,6月17日17:00,臨時工何某在窯尾焊接鉤釘,不慎觸電,送醫院搶救無效死亡。

  事后調查確認,事發時窯內溫度在40℃以上;何某手戴帆布手套,腳穿回力牌球鞋,手套、鞋、衣服已經濕透,無焊工證。電焊機為BX3-300-1型交流焊機,性能正常;一次線、二次線、焊鉗經外觀檢查無漏電現象,測量絕緣電阻均超過1 M劍弦蟆£


2 原因分析


2.1 管理因素

  施工單位安全管理存在漏洞,管理不嚴。臨時工何某被施工單位雇傭后一直未接受正規的三級安全教育,安全意識和安全技能較差,何某無證施焊,不具備最基本的焊接知識和技能,很易發生事故。

2.2 技術因素

  窯體系Q235-A鋼材制作,導電性能良好。經事后調查分析,何某在焊接時,左手持鉤釘,右手握焊把,在焊接過程中,如果鉤釘和窯體接觸良好,則電流會通過二次線把線、焊條進入窯體,流到二次線地線,回到焊機,如圖1所示。由于人體電阻遠遠大于金屬電阻,通過人體的電流很小,可以忽略,不至于對人體造成大的傷害。但是,在不懂得焊接技術和安全知識的情況下,由于誤操作,鉤釘未接觸到窯體,而焊條和鉤釘接觸,這樣電流就通過人體形成一條電流回路,路徑如下:電焊機→把線→焊鉗→焊條→鉤釘→左手→人體→臀部、雙腳→揚料板、窯體→地線→電焊機,如圖2所示,這樣就會使人觸電。電流經過了心臟和內臟器官,是一個非常危險的途徑。但是,最主要的問題在于這樣低的電壓會不會致人死亡?事實上,人體被電擊之后,受傷害程度與電壓無直接關系,而是取決于通過人體電流的大小、電流持續時間的長短、電流通過人體的途徑、人的身體狀況和電流的頻率5個方面。

  研究證明,通過人體的電流達到或超過擺脫電流(一般男為16 mA,女為10 mA),人體就不能自主擺脫帶電體,會感到異常痛苦,身體難以忍受,如時間過長,則可能昏迷、窒息,甚至死亡;30 mA的電流是一個危險電流,通過人體的電流達到或超過30 mA時,數秒至數分鐘就會使人心臟跳動不規則,昏迷,血壓升高,強烈痙攣,可能引起心臟跳動異常,致人死亡;50 mA為室顫電流(或致命電流)下限,即通過人體引起心室發生纖維性顫動的最小電流,50 mA的電流通過人體的時間達1 s,就可能發生室顫,使人死亡。室顫電流I和電流持續時間t的關系可用下式表達:

  當1s<t≤5s時,I=50(mA);

  0.01s≤t≤1s時,I=50/t(mA) (公式1)

  頻率為30~300 Hz的交流電是對人體傷害最為嚴重的區間,50 Hz的工頻交流電恰好位于區間內,故50 Hz的工頻電流對人體的傷害非常嚴重;分析事發時焊機的狀態,應是處于空載,其空載電壓U為65~75 V;而人體電阻是一個與性別、年齡、體質、有病與否、出汗程度等有關的變量,其參考值如表1所示。

表1 不同條件下的人體電阻

接觸電

皮膚干燥

皮膚潮

皮膚濕

皮膚浸入

壓/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) 相當于在干燥場所的皮膚,通電途徑為單手--雙腳;

  (2) 相當于在潮濕場所的皮膚,通電途徑為單手--雙腳;

  (3) 相當于在有水蒸氣等特別潮濕場所的皮膚,通電途徑為雙手--雙腳;

  (4) 相當于在游泳池中的情況,基本上為體內電阻。

  事發時,何某手戴帆布手套,未戴焊工絕緣手套,腳穿回力球鞋,未穿絕緣鞋;施工時正值夏季,天氣十分炎熱,窯體內溫度達40℃以上,由于長時間作業,身體十分疲勞,且出汗嚴重,手套、鞋子、衣服已經濕透,可以說手套、鞋子已基本失去絕緣能力,盡管并無水蒸汽,但身體外表水分含量很大,故人體電阻實質上相當于水蒸汽或很潮濕情況下的電阻即相當于(3)或(2)的情況,或界于(2)和(3)之間的情形,故人體電阻Rb的區間為770~2 000

  根據上述所說的觸電的情況,電流通過人體形成一個閉合回路,回路中的電纜、窯體、鞋子、手套等的電阻可忽略,視為0;空載電壓U的區間為65~75 V,根據歐姆定律,則It=U/Rb,通過人體的電流It應大于65 V/2 000劍 0.0325A=32.5mA,小于75 V/770劍 0.0974A=97.4mA,即It的區間為32.5~97.4 mA,在此區間的電流都可能使人死亡;同時人體疲勞,電阻降低,體表水分含量很大,電阻更接近于表1中(3)中的情形,若人體電阻Rb按(3)估算即770~875劍蟯ü頌宓牡緦鱅t的區間為74.3~97.4 mA,如此高的電流將其擊倒,觸電者很難擺脫,據公式1知這個區間的電流會使人發生室顫,所需的電流持續時間為0.513~0.673 s,即不到1 s的時間就可能使觸電者心室顫動、死亡。事實上,觸電者從觸電到被脫離電源的時間遠遠超過了1 s,甚至達到1 min,發生死亡的概率就特別大。

2.3 事后搶救不及時

  人觸電以后,會出現神經麻痹、呼吸困難、血壓升高、昏迷、痙攣,甚至呼吸中斷,心臟停跳等險象,呈現昏迷不醒的狀態。通常稱是假死,萬萬不可輕率地認定觸電者真的已經死亡。我們通常所說的30 mA以上的電流通過人體可能使人死亡,指的是30 mA乃至50 mA以上的電流通過人體一定時間具有致人死亡的能力,并不必然導致人的死亡。其最終死亡與否還與事后搶救是否及時、方法是否得當等有很大關系。何某觸電后,沒有就地搶救,首先發現的2個人讓何某脫離電源后,和其他幾個人一起將何某從窯體內抬至窯外(距離約100 m),途中很多施工設備和"米"字形支撐架的阻礙延誤了行進速度,耽誤了10 min左右。到窯外才進行人工呼吸和胸外心臟擠壓法的搶救并聯系車輛送醫院,且搶救人員的搶救方法不得要領,在送醫院途中又中斷搶救,致使到醫院后雖全力救治但無效死亡?梢哉f搶救時間的延誤和方法的不妥是導致觸電者最終死亡的又一重要因素。

3 二次線觸電事故預防對策

  一般情況下,電焊機空載電壓在50~90 V左右,而安全電壓最高等級為42 V,空載電壓高于安全電壓,這是二次線最主要的不安全因素;另外,一般電焊機電弧引燃后,要維持電弧所需的工作電壓為16~35 V,雖然在安全電壓范圍內,但在不良的焊接環境下如在金屬結構上、金屬容器、管道內或水下、潮濕地點進行焊接,若焊工身體狀況較差,人體電阻較低,也可能造成觸電,安全電壓并不是絕對安全的。而電焊機二次線觸電對人的傷害程度與通過人體電流的大小、持續時間的長短、電流通過人體的途徑、電流的種類(直流或交流)和頻率、人的身體狀況有關。最終傷害結果還與事后的急救有關。為了防止電焊機二次線觸電事故,避免搶救不及時造成不必要的嚴重傷害,必須在管理、技術和急救方面采取切實可行的預防措施。

  (1) 必須嚴格電焊工資質的管理。電焊工屬特殊工種之一,其培訓、考核、取證、復審和人員的使用管理必須嚴格執行國家規定,杜絕無證施焊現象。

  (2) 電焊工勞保用品如工作服、絕緣鞋、絕緣手套、防護面罩等必須穿戴齊全。這是防止觸電事故最基本和最有效的措施。

  (3) 電焊機一次線和二次線的接線柱端口都必須有良好的防護罩,防止人體意外觸及帶電體。如果防護罩是金屬材料,必須防止防護罩和接線端口的接線柱、金屬導線碰觸或連接,以免防護罩帶電。

  (4) 焊鉗和二次電纜線必須絕緣良好,不能有裸露或漏電現象。

  (5) 電焊機的使用堅持"一機一閘一漏一箱"的原則。即每臺電焊機必須配備一個獨立的電源控制箱,控制箱內有容量符合要求的鐵殼開關(或自動空氣開關)和漏電保護器。

  (6) 安裝電焊機空載自動斷電裝置。一般電焊電弧電壓為16~35 V(低于安全電壓),也就是引弧后電源輸出電壓即二次線電壓自動下降到工作電壓才能穩定地繼續施焊,此時,二次線電壓安全程度是較高的,但是停焊時二次線電壓即變為空載電壓50~90 V,比較危險,如果此刻能夠切斷電焊機電源,就可以從根本上消除二次線乃至一次線的安全隱患,電焊機空載自動斷電裝置就具有在設定時間內自動切斷電焊機電源的功能。國家規定,在特別危險如在金屬容器、管道內,在金屬結構上、潮濕地點以及水下、高空等處進行焊接作業,電焊機必須配裝空載自動斷點保護裝置?梢哉f電焊機配備空載自動斷電裝置是在技術上防止二次線觸電事故極為有效的辦法。

  (7) 在不良的環境下施焊,使用"一墊一套"防止觸電。在金屬容器、管道、金屬結構及潮濕地點進行焊接時,觸電的危險性很大,除采取安裝電焊機自動斷電保護裝置的措施外,還可以采用加"一墊一套"的辦法來預防觸電,即在焊工腳下加絕緣墊,停止焊接時,取下焊條,在焊鉗上套上"絕緣套"。

  (8) 嚴禁使用廠房構件、金屬結構、軌道、管道、或其他金屬物搭接起來代替焊接電纜使用。使用這些金屬物作為焊接電纜,很容易引起觸電,同時會因接觸不好,產生火花,引起火災。

  (9) 由電工進行電焊設備的安裝、維修和檢查。

  (10) 電焊機使用過程中不允許超載。超載指2個方面:一是指焊接電流超過了額定電流值,另一方面是指使用的時間超過了額定暫載率。按國家規定,工作周期為5 min,并且規定額定暫載率為60%,即在5 min之內只允許通電工作3 min。

  (11) 工作結束時,要立即切斷電源,盤好電纜線,清掃場地,經確認無安全隱患后,方可離開。

  (12) 做好觸電急救。要點是救治及時和采取正確的救護方法,而最為關鍵的是"快"。據統計,觸電后不超過1 min開始救治者,90%有良好效果;觸電后6 min開始救治則10%有良好效果;12 min才開始救治則救活率很小。所以及時搶救至關重要。發生觸電事故時,應該迅速使觸電者脫離電源,并立即在現場進行人工呼吸和胸外心臟擠壓。千萬不能消極地等待醫生的到來。在現場施行正確急救的同時,派人通知救護車和醫務人員到現場,還可以聯系其他車輛將觸電者送往醫院。搶救應堅持不斷,切不可輕率停止,運送途中也不能終止搶救,更不能輕率地斷定觸電者已經死亡,實際搶救中有搶救5 h還救活的實例,因此只有醫生才可以確診觸電者是否已經死亡。

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