【實作實驗室】高壓電危險!吊車作業該如何避免觸電

作者:實作派

前幾天聽一位業者說,他在做吊掛作業時,吊車的手臂不慎觸碰到 6 萬 9 千伏特的高壓電,雖然沒有人員傷亡,但回想起來還是蠻驚恐的,而且炸了人行道的地磚一個洞,我們來看看當天發生甚麼事吧!

吊掛作業環境

施作的環境是在馬路邊,旁邊有電線杆,上面掛了三條間距很寬的電線,用來隔離電線與電桿的礙子(像迴轉壽司盤的東西)共疊了 6 個,估計這就是六萬九千伏特的高壓電了,講得有學問一點叫做 69 KV。

你可能會想,電線不是有外皮包覆,怎麼還需要隔離呢?這邊告訴各位一個觀念,高壓電在電桿上是沒有包覆塑膠皮的,整條就是赤裸裸的導線,若包了塑膠除了會導致散熱不良外,還會增加了重量,如此一來,供電成本就變高了。

69 KV 的電線杆(圖片來源:實作派提供)

意外發生

那麼吊車吊臂伸長時大概是怎樣呢?我沒有當時他們吊車觸碰到高壓電時的照片,估計當時他們也沒心情拍照,所以我拿了其他場景的照片來充數(如下圖),這台吊車最長可以伸到四層樓高,若對照上方照片高壓電的高度,可能一個不小心就會碰到電線了!

四層樓高的吊車(圖片來源:實作派提供)

當然這位經驗豐富的業者也沒有大意,他很小心地將吊臂伸出,讓吊臂與電線之間保持距離,但沒想到一陣強風出現,使吊臂與電線晃動,導致吊臂前端的金屬吊籃與電線產生接觸;據業者描述,霎那間上方的吊臂與下方的車身都產生巨大的爆炸聲響,還好地面的吊車操作人員有戴絕緣手套,否則該操作員可能也會遭殃。

高壓電電擊現場

觸碰的霎那間,巨大的電流由上方的吊籃進入吊臂,一路竄到吊車的油壓腳架,並流入支架下方的人行道,造成人行道磚塊爆裂,真的很恐怖。

受到電擊的人行道(圖片來源:實作派提供)

四個支撐架中,其中有三個墊了有絕緣效果的枕木,剩下的一個直接與地磚接觸,因此巨大的電流從金屬支架流出,使底部的金屬墊片呈現焦黑狀態(拍照當下已經從人行道移開)。

電流流出點(圖片來源:實作派提供)

而高壓電的進入點,就是上方的吊籃,一樣呈現焦黑的狀態,不過還好大量的電流透過支架流入地面,才讓這名操作員安然無恙(當時操作員只戴著普通手套與穿著一雙破鞋,就是照片中人行道旁邊的那一雙,他沒有被電擊真的太幸運了)。

電流進入點(圖片來源:實作派提供)

還原現場

那麼當天到底發生什麼事呢?請看下圖,由於吊車有一個支架直接貼在人行道上,使電流直接透過磚塊往下竄,讓操作員在幾乎沒有防護的情況下毫髮無傷。

電擊現場模擬圖(圖片來源:實作派提供)

地磚會導電?

各位是否有疑問,電流會流入地磚?難不成地磚會導電?沒錯,事實上「天底下所有東西都會導電,只有好不好導電」的問題而已,像平常民生用的 110 V/220 V, 若經過木頭、玻璃等物質,其實都會有電流經過,只是電流實在太小,大家不會有感覺,因此就以「絕緣體」來稱呼。為了證明塑膠也能導電,我還真的做了實驗,有興趣的讀者,請看塑膠會導電?試一試便知道

雖然塑膠能通過的電流小到幾乎沒有,但如果給它灌入超級高壓,這些原本不起眼的電流也會跟著放大,這樣就可能會是個問題。

一般衡量土壤、水泥、磚塊等材料的絕緣度,是用「電阻率 Resistivity」來衡量,電阻率越高越不容易導電,我們來看看這些材料的電阻率(單位 Ω⋅m)是多少吧!

  • 銅 1.7×10−8(超低電阻率,所以才會拿它來當電線)
  • 鐵 1×10−7
  • 水泥、磚塊 1×103
  • 木頭 1×108
  • 橡膠 1×1013(超高電阻率,所以才會拿它來當絕緣體)

由上可知,橡膠絕緣度最高,因此絕緣手套與膠鞋是必要的喔當!然木頭也是很不錯的絕緣體,只是硬梆梆的很難做成手套。

預防措施

  • 銅棒接地

為了在感電時減少人員傷亡的機會,若能讓巨大的電流導入地面是最好,因此將吊車接地是個不錯的做法,也就是拿個約 1~2 m 的粗金屬棒插入土壤內,並將它與車體鋼骨連接,電流才不會經過人體;但是都市叢林中到處都是水泥地,哪來土壤呢?因此我們有次一級的選擇,請往下看。

關於車子接地的詳細說明請看避免觸電–接地要短路–人體要絕緣–到底是該短路還是絕緣?,裡面有這張等效圖,用來說明為何要接地與絕緣。

吊車觸電的等效電路(圖片來源:實作派提供)

  • 金屬板接地

如下圖,將金屬板與地面接觸並與車體鋼骨連接,其中為了增加與地面的導電性,可再金屬板下方墊個濕毛巾或加了水的沙子,而由於水分被壓在下方,估計不會太快蒸發掉,若意外發生便可以盡量將大量電流導入地面。我知道這招有點麻煩,不過總比沒有好,不然還是有再次一級的選擇,請繼續往下看。

  • 絕緣護具

雖然接地可以讓電流導入地面,但天曉得電流是否會乖乖往地面走呢?若有接地斷線的情況發生,例如:

  1. 接地線銜接處鬆脫
  2. 接地線因大量電流燒斷
  3. 接地銅棒或金屬板未與地面緊密接觸

只要電流斷路沒有流入地面,就會使車體變成高壓電位,讓操作人員倍受威脅,因此穿戴絕緣護具是比較好的選擇,一般市售有 5 KV~40 KV 的絕緣鞋以及手套,都可以提升保障。我自己試戴絕緣手套的結果是,5 KV 厚度大約 1 mm,還滿柔軟的,動動手指非常OK,但 20 KV 的厚度有 2.3 mm,說實在手指動起來就不是很靈光,大概只能用它來打檔而已,所以 5 KV 的手套是可以考慮看看。

完整的防護措施(圖片來源:實作派提供)

當然我知道穿上膠鞋、戴上絕緣手套、綁上安全索,基本上就是全副武裝了,但通常若要將吊車接地,還要應付業主又快又好的需求,大部分的人都不會全副武裝上陣,但是為了安全,請再往下看吧!

  • 絕緣工作區

再退而求其次,站在絕緣的工作區內操作,這點總可以做到吧!市面上有販售塑膠棧板,它們的電阻率可達 1×1014 Ω⋅m,且塑膠材料絕緣性好、價格便宜、重量又輕,只要操作時不要一腳踩棧板,一腳踩地面就行了。

這邊要注意的是,購買的時候要指名不要有抗靜電功能喔!因為現在有很多塑膠材料是標榜「可導電」的靜電消除材料,這種材料的電阻率偏低,因此別買錯了!

工作恆可貴、生命價更高,自己的安全還是要多留意。

(本篇轉載自實作派電子實驗室原文連結;責任編輯:賴佩萱)

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實作派電子實驗室(StrongPiLab)是一個著重知識與經驗的實作交流媒體,提供工程師們理論外的實務經驗,主要傳達電子產品與家電用品的正確操作概念與生活小常識、解說各種測試手法的技巧。
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