电热水器电气安全设计与分析

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　　【摘  要】电热水器在加热时主要是采用电加热组件来提升水箱中的水温，由于水中存在离子，水自身具有导电性，但是在对管内部的带电体进行加热时，仅能达到最基本的绝缘要求，极容易引发绝缘出现损坏，热水中带电，引发触电事故的产生。提升电热水器电气设计的安全性，成为现阶段一项亟待研究的问题。
　　【关键词】电热水器;电气安全设计;电加热管;电源端
　　前言
　　电热水器作为人们生活中的一种常用物品，种类多种多样，具有卫生环保、安全性高、安装简便等优势，取代了燃气热水器，获得了广大消费者的认可。电热水器在有优点的同时，也存在一定的缺陷，如漏水及漏电等，对使用人员的人身健康造成了极大的威胁。由于风险是无法避免的，但是做好预防工作尤为重要。应加大对电热水器电气安全设计研究，降低电热水器安全事故发生概率。
　　一、电热水器的组成及概况
　　电热水器作为一种常用的家电产品，自身的功率较大，由电源指示灯、加温指示灯、出水喷头、控温旋钮、进水阀、调温阀、冷水进口所构成。电热水器通常被安装在卫生间中，卫生间处于多水环境，增加了导电概率，对电热水器的安全使用提出了较高的要求，对安装方法及产品质量提出了较高的要求。通常一般人不懂得电热水器的购买和使用方法，认为合格的产品即可购买，其实该种想法过于片面，即使是合格的产品，也并不代表可以安全洗浴，在以往的电热水器突发事件中，一些知名的品牌出现安全问题的事件也较多。我国电热水器的设计标准主要是采用欧洲IEC标准，该标准要求家庭中使用的接地线必须是合格的。我国受历史原因影响，建筑物的接地系统存在较多的问题，包括线路老化、装修接错线、私拉电线、用水管当接地线、开关插座质量不合格等，以上情况是引发地线带电的主要原因，进而引发触电事故的产生。很多消费者并不知情，即使使用的是IEC检验标准合格的电热水器，也无法保证洗浴的安全性。因此，加强电热水器安全风险防范具有必要性[1]。
　　二、电热水器电气安全设计方法
　　（一）家里水管带电
　　一些用户家里的水管中带电，导致进入到电热水器中的冷水带电，将内胆与进水口塑料管相连，在未使用冷水阀对冷热水进行调和时，输出来的热水通常不带电，并且处于安全范围内。若使用混水阀对冷热水进行调和时，输出来的热水中则带电，若此时用户在洗澡或触摸了混水阀，将会出现严重的触电事故。该种措施的防护方法为，引发热水器带电受混水开关影响，并不是由电热水器所导致，目前尚无有效的防护方法[2]。
　　（二）电加热管绝缘损坏
　　触电风险的产生受电加热管破坏、腐蚀、内胆中水带电影响所致。应保证内胆壳与外胆壳之间应保持绝对的绝缘，彼此之间不相连接，保证即使内胆中的热水带电，外壳也不会带电。在出水口处，应保证花洒与塑料管相连接，确保流出的热水处于安全电压范围内。对于漏电，可使用防电墙技术，保证只有内胆带电，其他地方不带电，电压处于安全范围内。漏电开关主要是通过地形与固定内胆的膨胀螺钉来形成电流，将电源切断。
　　（三）电加热管绝缘损坏电热水器漏水
　　当出水口处出现漏水，即使出口处带有塑料管仍然无法起到绝缘作用，花洒中溜出去的水流中带电。当进水口处漏水时，使进口处带有塑料管仍然无法起到绝缘作用，电压会顺着漏出去的水，导致其他用户家中的进水管处带电，导致与水管相连的电气部件均带电。因此，需要对漏电开关进行动作保护，将电源切断[3]。
　　（四）电源接地线带电
　　电热水器接地线之所以带电，受与其相关的其它器件影响较大，导致与其相连接的内胆出现带电，进而引发内胆漏水，花洒、出水管及进水管处均带电，促使输出的热水中也带电。在对电源接地线带电进行防护时，开关应使用三极断漏电开关，应做好动作保护工作，将电源切断。
　　（五）电源端L线、地线接反
　　用户家里的水管出现严重的带电现象，整机会出现不工作及外壳不带电情况，导致水管及内胆处均带电。若防电墙处的出水口处不带电，若使用混水阀，将无法确保输出来的水不带电。电加热管会出现绝缘损坏及电热水器漏水现象，以上两种情况的产生均会引发电源出现短路。为了避免电源端L线、地线接反的产生，需要将防电墙技术应用在进出水口处，将电压处于安全范围内，避免花洒和水管带电[4]。
　　（六）电源端N线、地线接反
　　受接地线不可靠影响所致，整机会无法正常工作。应明确安装过程中存在的问题，对问题及时进行整改，并提出合理化的解决措施。以此，应根据电源及地线的实际使用情况，保证接地的可靠性，确保整机能够正常进行工作，用户家中的水管带电。为了解决这一安全隐患，需要将内胆中的冷水电压设置在安全范围内，应确保进水口处的内胆与塑料管相连接。若用户使用混水开关，无法确保热水不带电。热水器中带电是由于使用了混水开关，与热水器无直接关系，需要将热水器热水出口处的电压控制在安全范围内[5]。
　　（七）漏电开关选型
　　漏电开关的类型分成两极断与三极断两种形式，在L、N线中应用三极断漏电开关，会出现地线漏电流及电流不平衡，会导致电源L、N、地线三线出现同时断开。需要将火线接在三极断漏电开关中，并将其与墙壁的膨胀螺钉相连接，可见引发三极断漏电开关出现漏电，受安装环境影响。因此，需要对三极漏电开关进行合理设置，应采用将地线断开的形式，来完成保护工作。需要在内胆上接地线，在内胆与外壳中设置保护绝缘，将防电墙应用于出水口与进水口位置处。应使用两极断漏电开关，以降低成本，降低整机使用的安全性。
　　三、電热水器安全使用建议
　　若电热水器安装在浴室内，需要由专业的人员来进行安装，用户不可自行进行迁装。电热水器安装处最好能具体室外通风的条件，定期进行通风，避免电热水器的开关处出现潮湿，而引发触电风险。热水器在使用时，应开启排风换气装置，若受停电及其他原因影响排风换气装置无法开动时，需要将通向室外的窗户打开，将对内的房间门关闭，以提升安全性。当热水器出现故障后，应停止使用，并及时进行维修和处理，不可自行进行拆除和修理。对于一些身体不好及有疾病的患者，在使用电热水器时，需要在家人的协助下进行，不可几个人连续进行使用，以降低意外事件发生概率。若浴室处于封闭的环境，为了防止沐浴的人员受水蒸气影响而出现缺氧，应增加换气措施。已经购买电热水器的家庭，应认真阅读电热水器使用说明书，了解自家电热水器的载流量及电线规格是否能够满足使用容量的要求，了解插座型号是否与电热水器的型号相匹配，接地装置是否准确可靠，明确电热水器的安全使用期限，不可超限使用电热水器[6]。
　　结论
　　对电热水器电气中存在的漏电现象进行分析，提出合理化的设计方案具有必要性，以降低电热水器触电事故发生概率，确保用户电热水器使用的安全性及可靠性，为用户提供良好的用水服务。
　　参考文献：
　　[1]潘争光，陈玲玲，周胜银.储水式电热水器质量安全分析[J].日用电器，2016，8（4）：14-17.
　　[2]黄婧俏.建筑电气设计中的安全性和节能性分析[J].科学与财富，2017，9（32）：299-299.
　　[3]马海东.浅析民用建筑电气设计在安全方面的问题[J].中国集体经济，2016，11（10）：144-145.
　　[4]杨杰.我国高层建筑电气设计中低压配电系统安全性及重要性分析[J].中国高新技术企业，2017，7（4）：118-119.
　　[5]马飞宇.住宅建筑电气安全评价的探讨与分析[J].北京工业职业技术学院学报，2019，18（01）：36-39.
　　[6]周健.建筑电气设计中低压配电系统安全性分析与阐述[J].中国管理信息化，2016，10（14）：95-96.
　　作者简介：
　　林海传，邓海燕，徐扬，学历：本科。
　　（作者单位：广东万家乐燃气具有限公司）
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