一起起重机触电的事故分析

陈新栋

（福建省特种设备监督检验院宁德分院，福建 宁德 352100）

电动葫芦手电门采用金属外壳，控制电源采用供电电网的两根相线（380 V）供电，手电门金属外壳与供电电网的保护接地线连接，当相线导体对金属外壳漏电时，往往因为线路过长，短路电流过小，而造成线路上的断路器不能动作。何况在大多数情况下，手电门金属外壳不与供电电网的保护接地线连接。操作工人抱着手电门，好比抱着炸弹，随时有触电危险。而采用特低电压（ELV）为手电门供电，是解决该问题的好办法。

SELV系统属于标称电压，是交流不超过50 V，直流不超过120 V的隔离电源系统。在正常条件下，其他电路接地故障，不可能蔓延到SELV系统，所以其是本质安全的，但其维护设置费用较大，一般不采用。FELV系统属于标称电压，是交流不超过50 V，直流不超过120 V接地的非隔离电源系统。由于FELV系统接地，在正常条件下，其他电路接地故障，可能蔓延到FELV系统，因此，其不是本质安全的。但FELV系统及其他电路无故障时，FELV系统是安全的，且维护设置费用较低，因此，其得到广泛采用。

1 案例概述

在某市某石材加工厂中，室外有一台七十年代的5 T电动葫芦，手电门由地面控制，手电门为金属外壳，在2011年8月9日下午4时10分，工人A用电动葫芦吊运一块石料。工人A抱住手电门，按动总电源启动按钮，接通总电源。吊钩下降，平移到车床上方，工人A右手抱住手电门，当工人A左手扶车床就位时，发生了触电事故。

1.1 触电原因检查

经检查，该手电门外壳是铝板。手电门内的控制电源标称电压为380V，如图1所示。该控制电源无过电流保护装置，直接从总断路器Q01负载侧引接。总断路器Q01的额定电流为40A，瞬时动作电流整定值为400A。手电门内的一根引线已经裸露，裸露长度大约为10mm，使带电体与手电门铝板外壳相碰。

1.2 触电原因分析

由于工人A直接触及电源的相线，参照人体电阻按1 000Ω 考虑，加上工人A未穿绝缘鞋，而只穿布鞋。用于切割冷却的水散在车床四周，形成水洼，使得工人A穿的布鞋已经被湿透了，鞋袜电阻接近零，且车床金属体已经与电源的接地线PE连接。当工人A左手扶车床就位时，已经形成了如图1所示的短路电流。相线电压经实测为230 V。人体电流为I人=230÷1 000=230mA。230mA的交流电流，不可能使自动断路器Q01动作。要使自动断路器Q01动作的电流大约为420 A。

图1 触电原因分析示意图

230mA的交流电流在人体中长期存在，远远超过心脏致颤电流30mA。而工人B在拉工人A时，由于其穿有绝缘水鞋，因此其没有触电。

同时，由于手电门是金属外壳，未与电源接地线PE连接，是这起时事故的主要原因，而工人A未穿绝缘鞋，也是原因之一。

2 解决方案

2.1 标准规定

在JB1036-2008《电动单梁起重机》和JB/T3695-2008《电动葫芦桥式起重机》4.4.1.4中规定，当手电门操纵时，应采用低压（不大于50V）控制。

“低压不大于50 V”应符合GB16895.21-2004第4-41部分“直接接触和间接接触两者兼有的保护”的特低电压ELV的规定，其有三种形式：SELV、PELV、FEL系统。

2.2 标准规定的实现

（1）SELV系统

SELV系统属于标称电压，是交流不超过50 V，直流不超过120 V的隔离电源系统。在正常条件下，其他电路接地故障，不可能蔓延到SELV系统，其是本质安全的系统。

（2）PELV系统

该系统采用一个安全隔离变压器为一只手电门控制电源供电。其电源的导线采用有绝缘外护套的两芯电缆；接入PELV的触点，不必采取附加绝缘。由于手电门是绝缘外壳，因此不必接地。

（3）FELV系统

该系统采用一个普通分离变压器为一只手电门控制电源供电。次级一点接地，FELV系统电源的导线采用有绝缘外护套的电两芯缆；接入PELV的触点，不必采取附加绝缘。由于手电门是绝缘外壳，因此，不必接地。由于FELV系统维护设置费用较低，所以得到广泛采用。

2.3 采用特低电压时的触电分析

图2 手电门采用SELV系统时触电分析示意图

在图2中，电气零点0'为等电位。SELV带电体MA和MB与“地”是隔离的，与地之间绝缘电阻至少为2MΩ（图2中的R=2MΩ）。当人体触及SELV带电体MA时，触电电流经MA、人体电阻、电气零点0'、双重绝缘电阻R、SELV带电体MB及36V的电动势，则形成电流回路。人体电阻按2 000Ω 考虑，忽略不计。则人体电流最大为：而1.8μА 的电流，对人体是不构成威胁的。

2.4 采用特低电压FELV时的触电分析

图3 手电门采用FELV系统时触电分析示意图

在图3中，忽略人体鞋袜电阻，电气零点0"与人体足部等电位。人体在触及FELV系统的相线带电体2L1时，触电电流经2L1及人体电阻R 人，电气零点0'，接地电阻R0及36 V的电动势，形成电流回路。接地电阻R0设为4Ω，人体电阻按2 000Ω 考虑。则人体电流最大为：而1.8μА 的电流，对人体是不构成威胁的。

3 结束语

如果事故电动葫芦按标准规定，手电门控制电源采用交流不大于50 V的特低电压（SELV、PELV、FELV）控制，则这起事故就不会发生。因为手电门的绝缘外壳有防止直接接触电击和间接接触电击防护的作用。

[1]GB50054－2011.低压配电设计规范[S].

[2]GB/T3811-2008.起重机设计规范[S].