УСТРОЙСТВА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭЛЕКТРОСВАРКЕ

Безопасная электросварка возможна лишь при наличии и верном применении заземляющих клемм. Они предотвращают отказы изоляции при внезапном броске сварочного тока. Особую надёжность приобретают устройства, которые выполняют эту функцию в автоматическом режиме.

Принцип действия и устройство

Заземляющая клемма заменяет традиционные заземляющие рейки, часто изготавливаемые кустарным способом, а потому не слишком надёжные. Она имеет две раздельные функции – механическую и электрическую. При этом заземление производится через прижим, который прикрепляется к массивной стальной детали, например, к рельсу.

Устройство состоит из следующих деталей:

• Клеммных колодок;

• Прижима;

• Корпуса;

• Заземляющих блоков.

Особенностью конструкции заземляющих клемм является специальные требования к металлу токопроводящей части – он не должен нагреваться при выполнении продолжительной сварки, когда используются большие токи (более 400…500 А). Поэтому для изготовления клеммных колодок используется латунь, имеющая комбинированное никель-оловянное покрытие. Наличие такого покрытия исключает изменение значений удельного электросопротивления колодок, которое может происходить при работах во влажной окружающей среде. Из соображений безопасности корпус заземляющей клеммы окрашивается в ярко-зелёный цвет.

Работа автоматической клеммы заземления состоит в том, что она обнаруживает ток утечки на землю и посредством автоматического выключателя отключает источник питания. Существуют две конструктивных разновидности заземляющих клемм – по току и по напряжению.

Последовательность работы

Автоматический выключатель по напряжению функционирует в следующей последовательности. Одну клемму катушки посредством реле соединяют с металлическим корпусом сварочной установки, который в первую очередь должен быть защищён от появления тока. Другой контакт клеммного зажима непосредственно подключают к земле.

Рисунок 1. Автоматический выключатель

Если по какой-либо причине происходит пробой изоляции или появляется контакт фазового провода со стальным корпусом оборудования, на клемме катушки, соединенной с корпусом и землей оборудования появляется разность рабочих напряжений. Такая разность потенциалов создаёт ток, протекающий через катушку реле. Если разность напряжений превышает заданный предел, ток через реле становится достаточным для срабатывания соответствующего автоматического выключателя питания. Ограниченность заземляющих клемм по току заключается в том, что они в состоянии обнаруживать и защищать только то оборудование, к которому они подключены. Таким образом, утечка изоляции при другом способе подключения невозможна.

Заземляющие клеммы, в конструкции которых предусмотрен выключатель, значительно более чувствительны к периодически возникающей разности потенциалов. Они оснащены стальным сердечником, который возбуждается как от фазового, так и от нейтрального провода.

Рисунок 2. Клеммник винтовой с заземлением.

Полярность обеих обмоток – фазовой и нейтральной – устанавливается таким образом, что при нормальных условиях эксплуатации ток течёт по фазовому проводу, не возвращаясь при нормальных условиях через нейтральный. Поэтому результирующий ток отсутствует. Если в сварочном устройстве происходит утечка тока, то возникает соответствующая разность значений между нейтральным и фазовым токами. Эта разность поступает на заземляющую клемму, после чего питание источника током прекращается.

Эксплуатация и подсоединение

Рассматриваемые устройства являются важным элементом безопасности оператора при выполнении им сварочных работ. Имея высокое сопротивление заземления, они оперативно обнаруживают небольшие отклонения напряжения на металлических корпусах и отключают цепь, если обнаружено опасное для жизни напряжение.

Главным при установке заземляющих клемм считается настройка фиксирующего реле. Оно должно обладать необходимой входящей мощностью, которая связывается через свои переключающие контакты. Таким образом, надёжность подключения заземляющих клемм обеспечивает отсутствие тока на проводе заземления.

Подключение заземляющих клемм определяется родом тока, используемого сварочным аппаратом. В частности, для однофазного напряжения предусматривается 6 клемм: две линейных, две нейтральных, «земля» и клемма аварийного отключения оборудования. При этом металлический корпус нагрузки подключается к клемме аварийного отключения, и обеспечивает постоянный контакт выключателя замыкания на землю с заземляющим контактом.

Проверка работоспособности клемм заземления такова. При обычной работе напряжение на катушке отключения равно нулю, поскольку тело нагрузки изолировано от питающей линии. Когда на нагрузке возникает замыкание на землю из-за взаимодействия линейного провода с металлическим корпусом, возникает ток, который будет стекать через клемму «земля». Поток тока устанавливает пороговое значение напряжения на катушке отключения, которое обеспечивает защиту как слаботочных элементов цепи управления сварочного аппарата, так и его пользователя.

1. Безопасность производственных процессов/Под ред. С В Белова — М Машиностроение,2000.
2. ГОСТ 12.2.003-91 “Оборудование производственное. Общие требования безопасности”
3. ГОСТ 12.0.004 – 90 “Организация обучения безопасности труда. Общие положения”
4. РД 03-495-02 “Технологический регламент проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства”
5. ГОСТ 12.3.003-86 “Требования к сварочным постам”
6. ГОСТ 12.1.019-79 “Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты”

Все статьи автора «Титова Александра Сергеевна»