電熱水器用電安全問題的另一種解決方案

　　儲水式電熱水器（下稱電熱水器）是屬于I類電器，采用本身加強(qiáng)絕緣的直接接觸保護(hù)和導(dǎo)電部件接地的間接接觸保護(hù)雙重保護(hù)方式，直接接觸保護(hù)就是用絕緣方法把帶電部件隔離，讓人、畜觸摸不到帶電的物體；間接接觸保護(hù)就是當(dāng)直接接觸保護(hù)失效時(shí)，能立即對人、畜提供另一種保護(hù)，接地保護(hù)就是利用大地永遠(yuǎn)是零電位來讓可觸及的導(dǎo)電部件保持低電位，從而保障人、畜的生命安全。漏電保護(hù)裝置也屬于間接接觸保護(hù)的一種，它在直接接觸保護(hù)失效時(shí)，只要人、畜觸及帶電的導(dǎo)電部件（或經(jīng)地線）出現(xiàn)等于、大于其動(dòng)作電流值的對地漏電流時(shí)，能在極短的時(shí)間把電源相、零雙極同時(shí)斷開，而且只要故障未排除，即使操作失誤按住復(fù)位鍵也不會通電，從而保障人、畜的生命安全，在有接地的情況下，不管人、畜是否觸及，只要對地漏電達(dá)到規(guī)定值就立即斷電，在沒有接地的情況時(shí)，只有產(chǎn)生對地漏電流（例如人體觸及帶電部件）才會立即斷電，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定動(dòng)作電流在30mA以下的漏電保護(hù)裝置在其它保護(hù)措施失效時(shí)，也可作為直接接觸的補(bǔ)充保護(hù)。由于漏電保護(hù)裝置是雙極切斷電源，接地時(shí)不會切斷電源，雖然處于低電壓不會對人體造成傷害，但對地電流長期存在，浪費(fèi)能源，存在隱患，一旦對地電流過大，還有可能發(fā)生接地故障造成危害。有關(guān)用電安全的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡浴室內(nèi)使用，又與人體直接接觸的電器都應(yīng)當(dāng)安裝漏電保護(hù)裝置，這也是大部份熱水器都會配備漏電保護(hù)插頭的原因。

　　然而，并非有了這些保護(hù)措施就能萬無一失，事實(shí)證明觸電傷亡和電氣火災(zāi)在熱水器用戶中時(shí)有發(fā)生。因?yàn)樽鳛橐环N特定的家電器具，電熱水器除了本身故障會導(dǎo)致漏電之外，還有一類故障是經(jīng)由電源線黃綠保護(hù)線引入的。以下就電熱水器的用電安全問題作詳細(xì)分析：

　　一、電的基本概念

　　1．歐姆定律 V=IR

　　電對人身的傷害是視流過人體的電流大小和時(shí)間長短而定的，30mA以下電流不會造成人身傷害，人的身體對電流的耐受能力和通電時(shí)間長短有關(guān)，一般來說即使比較大的電流，但時(shí)間小于0.04秒，對人身也不會造成傷害。當(dāng)人體觸及帶電部件時(shí)，由于人體有一定電阻，經(jīng)人體流過的電流就等于被觸及的帶電部件的電壓除以這個(gè)電阻（I=V/R），因此人觸電與否是與被觸及的帶電物體的電壓有直接關(guān)系的。

　　2．220V單相民用電的供電系統(tǒng)（電網(wǎng)）和保護(hù)措施

　　220V單相民用供電實(shí)際上只有相線和零線，相線是220V，零線是0V（零線在發(fā)電廠是接到大地的），而正規(guī)的接地保護(hù)措施是獨(dú)立的，與電網(wǎng)無關(guān)，是每幢大樓在建筑時(shí)必須配備的設(shè)施，這種保護(hù)方式稱為接地保護(hù)即TT系統(tǒng)（圖一A），對于沒有這種保護(hù)設(shè)施的樓房，也有采用零線作為保護(hù)線，又稱作接零保護(hù)，即TN—C系統(tǒng)（圖—B）。

　　對于TN—C系統(tǒng)必須要把保護(hù)線直接接在零線上，而不允許在插座內(nèi)與零線相連（圖二），因?yàn)槿f一A點(diǎn)故障時(shí)地極就會經(jīng)負(fù)載帶電。

　　二、電熱水器與電有關(guān)的事故三種情況

　　1．電熱水器本身故障漏電（圖三）

　　當(dāng)電熱水器本身故障，在故障點(diǎn)C出現(xiàn)故障電壓，當(dāng)有接地措施時(shí)，就會出現(xiàn)對地漏電流I漏，經(jīng)電源線黃綠線流至大地，熱水器所有導(dǎo)電部件保持低電壓，當(dāng)I漏達(dá)到漏電保護(hù)裝置的額定動(dòng)作電流時(shí)，漏電保護(hù)裝置動(dòng)作把電源雙極切斷。

　　若電熱水器沒有接地措施，熱水器的導(dǎo)電部件出現(xiàn)220V的空載電壓，由于沒有對地漏電流，漏電保護(hù)裝置不會動(dòng)作，但當(dāng)人體觸及這些帶電部件，經(jīng)人體對地出現(xiàn)漏電流時(shí)，漏電保護(hù)裝置動(dòng)作斷電，即先“觸電”后保護(hù)（當(dāng)電熱水器是用金屬管與自來水管連接時(shí)，經(jīng)自來水管對地的漏電流大于漏電保護(hù)裝置動(dòng)作值，漏電保護(hù)也會斷電）。

　　2．接零保護(hù)下的用電事故（圖四）

　　TN—C系統(tǒng)雖然也是一種有效保護(hù)方法，但這種保護(hù)方法用在電熱水器上有可能導(dǎo)致用電安全事故的發(fā)生，原因是電熱水器必須與自來水管連接，徜若連接管道用的是可導(dǎo)電的金屬管道，它就會與自來水管道網(wǎng)絡(luò)形成了一路對地通道，從L極流入的電流，經(jīng)（全屋的）負(fù)載后本應(yīng)全部經(jīng)零線流回發(fā)電廠的，但在這種情況下，總電流在A點(diǎn)分為兩路，一路經(jīng)零線流出，一路經(jīng)電熱水器黃綠保護(hù)線、水管流到大地（I地），當(dāng)總電流比較大時(shí)，I地會超出黃綠保護(hù)線的載流能力，引起著火燃燒，雖然TN—C系統(tǒng)可讓電熱水器可能觸及的導(dǎo)電部件保持低電壓，但黃綠線著火后會導(dǎo)致電源線內(nèi)各極間短路，引發(fā)重大事故的發(fā)生。由于這種情況下電熱水器的相、零線之間是平衡的，漏電保護(hù)裝置不會動(dòng)作。

　　3．電熱水器電源側(cè)故障導(dǎo)致相、地短路引起的事故（圖五）

　　由于電熱水器功率比較大，通電時(shí)間比較長，要求插頭、插座時(shí)刻保持良好狀態(tài)，一旦插座不良（包括劣質(zhì)插座或拔插過頻繁插套疲勞）或插頭插腳變形，就很容易引起插頭、座之間接觸不良，之間僅有1Ω電阻，在該位置都會產(chǎn)生幾十瓦的耗散功率，這就相當(dāng)于在插頭、座上擺了一只大功率的電烙鐵，把插頭、插座燒毀導(dǎo)致相極與地極短路，這時(shí)即使插座上有接地措施，也會因短路電流過大而遭到破壞，其后果就等于把相極經(jīng)電源線黃綠線直接接在熱水器可觸及的導(dǎo)電部件上，整臺熱水器都帶220V電壓，使用者一旦觸及，會立即引起觸電傷亡事故的發(fā)生。這種情況因?yàn)橄?、零之間電流同樣不存在數(shù)值上的差異，漏電保護(hù)器也不會動(dòng)作的。這種事故對人身傷害最大。

　　三．對策

　　由上述分析可見，電熱水器現(xiàn)有的保護(hù)措施仍然是不夠的，必須要尋求更全面的、更有效的方法來確保用戶的安全，因而行業(yè)中就提出了對標(biāo)準(zhǔn)的修改。作為用電安全保障的方法，要讓電熱水器更加安全，其實(shí)也只有兩種：一是加強(qiáng)直接接觸保護(hù)；二是加強(qiáng)間接接觸保護(hù)。

　　顯而易見，無論發(fā)生了何種與電有關(guān)的故障，最可靠的辦法就是立即把電熱水器的插頭從插座中拔出來，讓它與電源（包括地線在內(nèi)）完全分離。綜合分析各種事故發(fā)生的可能性，創(chuàng)造一種拔出插頭式的效果成為一些廠家的追求。佛山市新基德電子廠有限公司的套裝防電閘型全能漏電保護(hù)插頭，應(yīng)用在電熱水器上，對遇到電熱水器故障，接零保護(hù)引起的故障，電熱水器電源側(cè)插頭、插座發(fā)生故障（即所謂的“地線帶電”　）以及插頭過熱等都會自動(dòng)斷電，斷電方式是在插頭內(nèi)把電源完全分離，效果與拔出插頭是一樣的，而且故障未排除前是無法復(fù)位通電，徹底保障用戶的安全。為防止相、地短路時(shí)出現(xiàn)極大的短路電流對用戶電源系統(tǒng)造成的破壞，防止短路時(shí)打火現(xiàn)象的發(fā)生，以及公共地線偶然有對地漏電流造成誤動(dòng)作，防電閘全能漏電保護(hù)插頭是配套成對使用的，能夠進(jìn)一步加強(qiáng)間接接觸保護(hù)。這種設(shè)計(jì)，對電熱水器生產(chǎn)廠家來說，是一種簡單而又行之有效的方法。

　　此外，我們也可以采用加強(qiáng)直接接觸保護(hù)的方法來達(dá)到這個(gè)目的，這種方法就是把電熱水器分為內(nèi)、外兩部分，與電源連接的內(nèi)部按照I類電器的保護(hù)措施，外部可觸及的部份則與內(nèi)部完全絕緣隔離，包括進(jìn)出口水管通過用不導(dǎo)電材料制成的管道與自來水管連接，利用水的電阻把內(nèi)部可導(dǎo)電的所有部件與外部一切可觸及的導(dǎo)電部件完全分隔開，強(qiáng)化直接保護(hù)，這樣即使發(fā)生用電故障，使用者也不會觸及帶電部件(這種方法不能立即把電源切斷)。以上兩種方法均可讓電熱水器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)新修訂稿的“0/I類場合使用”的要求。

　　(責(zé)編 蔣士樺)