電焊機防觸電保護裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電焊機防觸電保護裝置。包括單片機控制裝置、時鐘脈沖控制單元、發(fā)光二極管控制單元、漏電保護控制單元、故障復(fù)位控制單元、觸電檢測控制單元。所述時鐘脈沖控制單元、發(fā)光二極管控制單元、漏電保護控制單元、故障復(fù)位控制單元、觸電檢測控制單元均與所述單片機控制裝置相連接；所述觸電檢測控制單元包括一次電源及控制回路和二次側(cè)回路。它結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、制造容易和操作安全可靠。能夠可靠實時的檢測焊接作業(yè)人員，保證焊接作業(yè)人員在觸電時，能夠迅速脫離危險，保障人身生命安全的目的。
【專利說明】
電焊機防觸電保護裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電焊機電源技術(shù)，尤其涉及一種用于直流或交流電焊機防觸電保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電焊機是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的施工設(shè)備之一，電焊機是將電能轉(zhuǎn)換為熱能的焊接電源設(shè)備，它利用輸出端兩電極在瞬間短路或放電時產(chǎn)生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料，以實現(xiàn)使它們結(jié)合的目的。電焊機被廣泛應(yīng)用于建筑、造船、設(shè)備制造等各大行業(yè)，由于電焊機空載電壓較高60?90V遠超36V的安全電壓，焊接作業(yè)時，維持電弧所需的工作電壓在16?35V左右，超過金屬容器內(nèi)或潮濕環(huán)境下的12V安全電壓，存在較大觸電事故隱患，特別是在不良的焊接環(huán)境下如在金屬結(jié)構(gòu)上、金屬容器、管道內(nèi)或水下，潮濕地點進行焊接，若焊工身體狀況較差，人體電阻很低，很容易造成觸電事故。據(jù)不完全統(tǒng)計資料顯不每年全國由電焊機引起造成人員傷害，觸電事故尚達600多起。尤其是在夏天，工人們在高溫、潮濕、悶熱的船艙(工地)焊接作業(yè)，出汗量大，嚴(yán)重威脅著焊工們的生命安全。目前，電焊機僅有節(jié)電保護裝置，當(dāng)檢測空載狀態(tài)時，延時降低二次電壓到15?20V，仍然高于國家規(guī)定的金屬容器內(nèi)或潮濕環(huán)境下的12V安全電壓，因此，現(xiàn)有的節(jié)電保護裝置的保護功能非常有限，不能有效避免人員觸電事故的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種電焊機防觸電保護裝置。它結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、制造容易和操作安全可靠。能夠可靠實時的檢測焊接作業(yè)人員，與電焊機二次回路間的電阻值、流過人體的電流值或?qū)θ梭w的安全電壓等;達到跳閘條件時，能夠迅速可靠的切斷電焊機電源，從而保證焊接作業(yè)人員在觸電時，能夠迅速脫離危險，保障人身生命安全的目的。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電焊機防觸電保護裝置，包括單片機控制裝置、時鐘脈沖控制單元、發(fā)光二極管控制單元、漏電保護控制單元、故障復(fù)位控制單元、觸電檢測控制單元。所述單片機控制裝置中的兩個引腳為電源輸入端，兩個引腳接地;所述時鐘脈沖控制單元、發(fā)光二極管控制單元、漏電保護控制單元、故障復(fù)位控制單元、觸電檢測控制單元均與所述單片機控制裝置相連接;所述時鐘脈沖控制單元包括晶振和電容，所述單片機控制裝置兩引腳外接所述晶振及兩個并聯(lián)所述電容電路連接;所述發(fā)光二極管控制單元包括兩個電阻、兩個發(fā)光二極管及電源，所述兩個電阻分別與各自發(fā)光二極管及電源電路連接;所述漏電保護控制單元包括中間繼電器、光電耦合器、電阻、電源和漏電保護輸出繼電器，所述中間繼電器、光電耦合器、電阻、電源和漏電保護輸出繼電器電路連接;所述故障復(fù)位控制單元包括電阻、按鈕開關(guān)與電源，所述電阻、按鈕開關(guān)與電源和地電路連接;所述觸電檢測控制單元包括一次電源及控制回路和二次側(cè)回路，用于實時檢測絕緣電阻，低于預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值時，立即切斷電焊機電源，來保證保護人身安全。
[0005]作為本發(fā)明的一種改進，所述二次測回路包括附加直流電源、整流二極管、限流電阻、采樣電阻和焊鉗;所述二次檢測回路由附加直流電源，通過整流二極管與各自限流電阻電路連接，再分別與焊把線和接地線電路連接，另一端通過采樣電阻接到焊鉗的金屬片上。
[0006]作為本發(fā)明的進一步改進，所述一次電源及控制回路包括電源、空氣開關(guān)、合閘控制回路及接觸器，所述電源通過帶漏電、過流及短路保護的空氣開關(guān)后到合閘控制回路及接觸器，再通過接觸器后到達直流或交流電焊機的一次側(cè)回路。所述合閘控制回路包括熔斷器、保護繼電器輸出節(jié)點、合閘按鈕、分閘按鈕、接觸器線圈。所述合閘控制回路經(jīng)由熔斷器，保護繼電器輸出節(jié)點、合閘按鈕、分閘按鈕到達接觸器線圈，其中合閘按鈕上并聯(lián)有接觸器的自保節(jié)點。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果是:在電焊機二次側(cè)的兩個輸出端(焊接地線、焊把線)和把手(作業(yè)人員直接接觸部位)間增加一個觸電檢測控制單元，該觸電檢測控制單元能在焊接或空載過程中實時檢測電焊機二次側(cè)與操作人員間的電阻值，當(dāng)電阻值低于某預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值時，極短時間內(nèi)切斷電焊機一次側(cè)電源(時間可設(shè)定)，使觸電人員迅速脫離危險，只有在人工復(fù)位，且檢測接地電阻符合規(guī)定時，才能再次開啟電焊機。該電焊機防觸電保護裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、制造容易和操作安全可靠，能夠靈敏、準(zhǔn)確的檢測出焊接人員與電焊機二次側(cè)回路間的電阻值、流過人體的電流值、給人體造成的安全電壓等，達到跳閘條件時，能夠迅速、可靠切斷電焊機電源，確保觸電人員安全的目的。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的觸電檢測控制圖；
[0009]圖2為本發(fā)明的單片機控制裝置控制系統(tǒng)圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)的說明。
[0011]圖1與圖2示出了本發(fā)明一種電焊機防觸電保護裝置，該裝置包括單片機控制裝置9、時鐘脈沖控制單元13、發(fā)光二極管控制單元10、11、漏電保護控制單元14、故障復(fù)位控制單元12、觸電檢測控制單元4、7。所述單片機控制裝置9可以為ATmegal6型單片機(引腳數(shù)量優(yōu)選為40)，還可以為其他型號單片機、PLC可編程控制器或其他控制裝置。其中，所述單片機控制裝置9中的10#、30#引腳為電源輸入端，所述電源電壓均優(yōu)選為5￥;11#、31#引腳接地；所述時鐘脈沖控制單元13、發(fā)光二極管控制單元10、11、漏電保護控制單元14、故障復(fù)位控制單元12、觸電檢測控制單元4、7均與所述單片機控制裝置9電路連接。所述時鐘脈沖控制單元13包括晶振Yl和電容C2、C3，所述單片機控制裝置9中12#、13#引腳外接晶振Yl及兩個電容C2、C3并聯(lián)如圖2所示電路連接，用于給單片機控制裝置9提供時鐘脈沖，確保單片機控制裝置9能夠正常運行。所述發(fā)光二極管控制單元10、11包括電阻、發(fā)光二極管及電源，所述單片機控制裝置9中27#、28#管腳分別通過電阻R3、R4與各自發(fā)光二極管D3、D4及優(yōu)選5V電源如圖2所示電路連接，實現(xiàn)對發(fā)光二極管D3、D4的控制，用來指示工作狀態(tài)(工作時閃爍)和動作指示(漏電跳閘時被點亮)。所述漏電保護控制單元14包括中間繼電器J、光電耦合器U2、電阻R2、優(yōu)選5V電源和漏電保護輸出繼電器，所述中間繼電器J、光電耦合器U2、電阻R2與電源電路連接，所述單片機控制裝置9中4#引腳通過光電耦合器U2、電阻R2、中間繼電器J線圈與電源如圖2所示電路連接，實現(xiàn)對漏電保護輸出繼電器的控制。所述故障復(fù)位控制單元12包括電阻R5、按鈕開關(guān)Kl與優(yōu)選5V電源，所述單片機控制裝置9中22#引腳通過R5、按鈕Kl與電源和地如圖2所示電路連接，實現(xiàn)故障復(fù)位輸入功能。所述觸電檢測控制單元4、7為40#弓丨腳用于檢測采樣電阻上的電壓，并有相應(yīng)程序負(fù)責(zé)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、對比、分析、判斷等功能，從而實現(xiàn)人體電阻的實時檢測。所述觸電檢測控制單元4、7包括一次電源及控制回路7和二次側(cè)回路4，用于實時檢測絕緣電阻，低于絕緣電阻預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值時，所述絕緣電阻預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值為1-3千歐，優(yōu)選為2千歐，立即切斷電焊機5電源，從而保證保護人身安全的目的。
[0012]如圖1所示，所述一次電源及控制回路7包括電源、空氣開關(guān)DL、合閘控制回路及接觸器M。所述一次電源及控制回路7中電源最好采用220V或380V等電壓供電，通過帶漏電、過流及短路保護的空氣開關(guān)DL后到合閘控制回路及接觸器M，通過接觸器M后到達直流或交流電焊機5的一次側(cè)回路6。其中，所述合閘控制回路包括熔斷器FU、保護繼電器輸出節(jié)點J(常開)、合閘按鈕H(常開)、分閘按鈕F(常閉)、接觸器線圈M。所述合閘控制回路經(jīng)由熔斷器FU，保護繼電器輸出節(jié)點J(常開)、合閘按鈕H(常開)、分閘按鈕F(常閉)到達接觸器線圈M，其中合閘按鈕H上并聯(lián)有接觸器M自保節(jié)點(常開)。
[0013]當(dāng)單片機控制裝置9組成的控制核心檢測到具備合閘條件后，將閉合保護節(jié)點J，在此情況下按下合閘按鈕H后，接觸器M將帶電吸合，接觸器M自保節(jié)點閉合，確保松開合閘按鈕H后仍然能夠維持接觸器M的吸合，電焊機5帶電工作；當(dāng)檢測到觸電故障或達到跳閘條件后，控制器將斷開保護節(jié)點J，接觸器M失電節(jié)點斷開，分?jǐn)嗔穗姾笝C5的電源，從而實現(xiàn)保護跳閘功能；當(dāng)按下分閘按鈕F后，接觸器M失電節(jié)點斷開，分?jǐn)嗔穗姾笝C5的電源，從而實現(xiàn)分閘功能。
[0014]如圖1所示，所述二次測8回路4包括附加直流電源E1、整流二極管D5、D6、限流電阻R6、R7、采樣電阻R8和焊鉗2，其由附加直流電源E1，通過整流二極管D5、D6分別與各自限流電阻R6、R7如圖1所示電路連接，再分別與焊把線和接地線電路連接，另外一端通過采樣電阻R8連接到焊鉗2的金屬片上實現(xiàn)與人體的相連。
[0015]當(dāng)焊接作業(yè)人員人體與焊鉗線、回流接地線間電阻變化時，采樣電阻R8上檢測的ADR電壓將隨之變化，送到控制器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進行分析、對比等處理，達到某預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值時，將控制保護繼電器J動作跳閘，從而實現(xiàn)漏電保護功能。
[0016]該電焊機防觸電保護裝置工作原理為:
[0017]焊接人員通過焊條I給被焊件3焊接前，檢查具備工作條件后，合上空氣開關(guān)DL，單片機控制系統(tǒng)得電后開始工作，附加直流電源El得電并經(jīng)過兩個二極管D5、D6和限流電阻R6、R7及采樣電阻R8，將直流電壓附加到焊接人員和焊鉗2(焊把線)或被焊工件3上(接地回流線)，檢測人體與被焊件3或焊鉗2間電阻值(運行期間實時監(jiān)測該值)符合規(guī)定后，將閉合中間繼電器J，具備了合閘條件，這是焊接人員按下合閘按鈕H后，接觸器M將帶電吸合，接觸器的輔助節(jié)點M隨之閉合自保了合閘按鈕H，這時焊接人員焊工松開合閘按鈕H后便可開始進行焊接作業(yè)。焊接過程中由于溫度高或操作不規(guī)范等原因人員觸及焊鉗2、被焊3件或電阻較低到安全值以下時，保護器將迅速斷開中間繼電器J時，接觸器M失電跳閘，從而斷開電焊機的電源，確保人身安全。當(dāng)焊接人員想繼續(xù)焊接時，需按下故障復(fù)位按鈕Kl (或分?jǐn)郉L空氣開關(guān)再重新送電)，該電焊機防觸電保護裝置將重復(fù)上述過程進行絕緣電阻檢測，具備條件后將閉合中間繼電器J，這時焊接人員再次按下合閘按鈕H后將可繼續(xù)焊接工作。
[0018]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以對其作出種種變化。
【主權(quán)項】
1.一種電焊機防觸電保護裝置，包括單片機控制裝置、時鐘脈沖控制單元、發(fā)光二極管控制單元、漏電保護控制單元、故障復(fù)位控制單元;所述單片機控制裝置中的兩個引腳為電源輸入端，兩個引腳接地;所述時鐘脈沖控制單元、發(fā)光二極管控制單元、漏電保護控制單元、故障復(fù)位控制單元均與所述單片機控制裝置相連接;所述時鐘脈沖控制單元包括晶振和電容，所述單片機控制裝置兩引腳外接所述晶振及兩個電容并聯(lián)電路連接;所述發(fā)光二極管控制單元包括兩個電阻、兩個發(fā)光二極管及電源，所述兩個電阻分別與各自發(fā)光二極管和電源電路連接;所述漏電保護控制單元包括光電耦合器、電阻、電源和漏電保護輸出繼電器，所述光電耦合器、電阻、電源和漏電保護輸出繼電器電路連接;所述故障復(fù)位控制單元包括電阻、按鈕開關(guān)與電源，所述電阻、按鈕開關(guān)與電源和地電路連接，其特征在于:還包括觸電檢測控制單元，所述觸電檢測控制單元包括一次電源及控制回路和二次側(cè)回路，且與所述單片機控制裝置相連接，用于實時檢測絕緣電阻，低于絕緣電阻預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值時，立即切斷電焊機電源，來保證保護人身安全。2.如權(quán)利要求1所述的電焊機防觸電保護裝置，其特征在于:所述二次測回路包括附加直流電源、整流二極管、限流電阻、采樣電阻和焊鉗，所述二次檢測回路由附加直流電源，通過整流二極管分別與各自限流電阻電路連接，再分別與焊把線和接地線連接，另一端通過采樣電阻接到焊鉗的金屬片上。3.如權(quán)利要求1或2所述的電焊機防觸電保護裝置，其特征在于:所述一次電源及控制回路包括電源、空氣開關(guān)、合閘控制回路及接觸器，所述電源通過空氣開關(guān)到合閘控制回路及接觸器，再通過接觸器到達直流或交流電焊機的一次側(cè)回路。4.如權(quán)利要求3所述的電焊機防觸電保護裝置，其特征在于:所述合閘控制回路包括熔斷器、保護繼電器輸出節(jié)點、合閘按鈕、分閘按鈕、接觸器線圈，所述合閘控制回路經(jīng)由熔斷器，保護繼電器輸出節(jié)點、合閘按鈕、分閘按鈕到達接觸器線圈，其中合閘按鈕上并聯(lián)有接觸器的自保節(jié)點。
【文檔編號】B23K9/32GK106001854SQ201610510703
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】張超
【申請人】張超