电焊机专用空气开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空气开关，尤其是一种用于电焊机的停送电操作和安全保护的电焊机专用空气开关。
【背景技术】
[0002]按照国标规定(GB9448—1999《焊接与切割安全》)，电焊机外壳和二次侧线圈必须接保护地线(PE线)，以保护操作者的人身安全。但是由于电焊机二次侧地网分流的存在，容易导致电焊机外壳PE线因过电流而烧毁，使PE线反而成为事故源头。
[0003]图10为电焊机采用常规的空气开关时的电源连接图，电焊机外壳、铁芯、二次侧的b端(搭铁端)与保护接地线(PE线)连接，形成第一接地点(f点)；焊件与厂房金属建筑结构联通，形成第二接地点(e点)。焊接电流I在焊点(c点)分解为I#P I F两路电流，Ih为搭铁线正常回流(图中c —d —b)，I 经接地网络形成的地网分流(图中c — e — f—g — h — b)。
[0004]一般情况下，建筑物的金属构架以及各种机器基础总是与电力系统接地网相通的，且接地网的阻值较小(O <R<4 Ω，一般为金属直联，阻值在ΠΙΩ或μ Ω级)。由于焊件c、d两点间接触电阻的存在，焊接时地网分流If的存在有其必然性，只是大小不同而已。电焊机接地线的截面积一般为4 一 16 mm 2，容许载流量在30--100A，而电焊机低压侧工作电流(I ) 一般在100 —— 1000 A左右，当搭铁线主回路中间有断路点时(例如图中d点开路)，Ih- O , IF-1，焊接电流全部经接地网和电焊机外壳保护接地线(PE线)流回电焊机次级线圈b点，这个巨额电流足以在很短的时间内烧毁电焊机保护接地线，进而烧毁整条电源电缆。本实用新型中，把这个经接地网回流到电焊机保护接地线的电焊电流分量定义为“电焊机二次侧地网分流”，简称“地网分流”。
[0005]地网分流的危害性在于:操作者焊接时并不一定能意识到地网分流的存在，因为地网分流同样能维持焊接的正常进行，以至于有可能作为主电流通道参与焊接全过程。它持续时间长(可达数秒至数十分钟)，电流大(几十安至上千安)，电流路径无法预料。这个失控的巨额电流不但足以在极短的时间内烧毁电焊机保护地线，而且有可能损害建筑结构中的金属构件或机器设备中的某些薄弱、精密部件，例如轴承接触面、钢筋绑扎点，使其被烧熔、烧损。长时间的大焊接电流还有可能使沿途的金属部件因严重发热而退火、变形、预应力丧失、与混凝土间的粘附力下降等等，还有可能窜入电控二次回路，导致线路烧坏、计量失准、仪表毁损、控制失灵、继电保护误动作等等，其造成的后果往往是难以预料的。
[0006]根据以上分析，产生电焊电流地网分流的充要条件是:(1)电焊机外壳和二次线圈有保护接地(零)线——第一点接地；(2)被焊件与接地网络相联通——第二点接地；(3)搭铁线回路(电焊电流返回回路)中间存在接触电阻或开路。要防止地网分流的发生，就要破坏上述三个条件中的一至两个。
[0007]其实，关于这个问题的讨论由来已久。例如，在1988年出版的《初级电焊工工艺学》(国家机械工业委员会统编教材)中，就已经明确给出了解决这个问题的办法:(1)电焊机二次侧与焊件不能同时接地；(2)无法避免二者同时接地时，应将电焊机二次侧接地线临时拆除，施工后再恢复。
[0008]而国家标准《焊接与切割安全》(GB 9448—1999)的11.3中关于接地的相应规定包括以下两条。(I)焊机必须以正确的方法接地(或接零)。接地(或接零)装置必须连接良好，永久性的接地(或接零)应做定期检查。(2)在有接地(或接零)装置的焊件上进行弧焊操作，或焊接与大地密切连接的焊件(如:管道、房屋的金属支架等)时，应特别注意避免焊机和工件的双重接地。
[0009]这个解决办法在实施中存在的问题是:(I)在复杂多变的工作现场和繁忙的工作任务面前，操作人往往难以在焊接前事先判断，也无法经常检查电焊机与焊件是不是同时接地。另外第二点接地也有可能发生在焊接过程中；(2)即使存在二者同时接地，但是如果搭铁线和焊件接触良好，或焊接点的位置不同，产生的地网分流也有可能很小，所以同时接地未必一定会烧毁接地线；(3)临时拆除接地线带来安全隐患，并为不给电焊机接保护地线的违章者提供了借口，其潜在的危害是巨大的。
[0010]目前的实际情况是:为避免PE线烧毁的事故频繁发生，电焊操作者往往干脆把PE线拆除，使违章成为常态，国标相关安全规定形同虚设。由此导致的人身触电事故层出不穷，成为电焊行业的一大施工安全难题。
[0011]申请号为201220082692.5、申请人为宝鸡石油机械有限责任公司的中国新型专利公开了一种电焊机接地检测装置，在电焊机的接地输入端的地线上通过钳形铁芯与电流互感器连接，电流互感器与量程转换开关连接，在电焊机的火线输出端同时设置有火线和信号线，火线与焊钳连接，信号线与固定于焊钳上的显示装置连接；该实用新型专利技术方案的缺点是:(1)只能检测电焊机搭铁线中有无电焊回流，不能保证没有地网分流进入电焊机保护地线；(2)装置只能提供搭铁线接地状态的信号，不能驱动电源跳闸；(3)声光提示伴随正常焊接时的全过程，不符合常规故障报警模式；(4)只适合于交流焊机，对直流焊机无效。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种电焊机专用空气开关，以解决电焊机二次侧地网分流烧保护接地线的问题。
[0013]本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。
[0014]电焊机专用空气开关，其结构特点是，包括空气开关壳体和开关面板，所述空气开关壳体内设置有检测线圈LQ，在所述空气开关壳体上设置有PE进线端和PE出线端；所述PE进线端和PE出线端之间设置有位于所述空气开关壳体之内的漏电与PE线过流保护器PEB，所述漏电与PE线过流保护器PEB之内设置有电流检测和热保护元件；所述开关面板的顶端设置有进线端，开关面板的底端设置有出线端；所述开关面板至上而下还设置有PE线过流声光报警器、手柄、PE线过流掉牌指示器、漏电掉牌指示器、相线过流掉牌指示器、PE线过流整定按钮、漏电整定按钮和相线过流整定按钮；
[0015]其中，所述PE线过流声光报警器位于所述手柄的右上方；所述PE线过流掉牌指示器、漏电掉牌指示器和相线过流掉牌指示器排成一行且位于所述手柄的下方，所述PE线过流掉牌指示器、漏电掉牌指示器和相线过流掉牌指示器由左至右依次设置；
[0016]所述PE线过流整定按钮、漏电整定按钮和相线过流整定按钮排成一行且位于所述PE线过流掉牌指示器、漏电掉牌指示器和相线过流掉牌指示器的下方，所述PE线过流整定按钮、漏电整定按钮和相线过流整定按钮由左至右依次设置。
[0017]所述检测线圈LQ为单相型、三相型或三相四线型。
[0018]所述进线端包括所述PE进线端和多个干接点信号接入端；所述出线端包括所述PE出线端和多个信号输出接线盒。
[0019]电焊机专用空气开关，还可采用分体式结构。这种分体式的电焊机专用空气开关，包括空气开关和独立的PE线过流保护器PEB ;所述空气开关和独立的PE线过流保护器PEB之间通过二次控制线路连接，组合而成电焊机专用空气开关；所述PE线过流保护器PEB包括PE线过流保护器外壳、PE线过流掉牌指示兼复位按钮、PE线过流声光报警器、PE进线端、PE出线端、信号输出接线盒。
[0020]PE线过流保护器PEB内有PE线电流检测和热保护元件。
[0021]与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在:
[0022]本实用新型的电焊机专用空气开关，包括空气开关壳体和开关面板。空气开关壳体内按常规配置A、B、C、N主回路馈电控制与保护系统，包括漏电保护功能；在壳体内增设PE