一种贮水式电热水器制造技术

所述贮水式电热水器采用附加绝缘及双水柱隔离管路以隔断内胆与接地等电位体间电气联系，双水柱隔离管路上设置与内部中线Ｎ′电气连接的金属过水管以建立中性点水域；保护电路公共地与外部电源接地保护导体电气连接，经按钮开关分别从外部电源Ｎ、Ｌ获取采样电压以监视外部电源及接地保护导体电气连接状况，提供相应保护及用户自检功能。降低接地电阻要求为１０ＫΩ量级；即使电热元件管壳烧蚀破损，从接地等电位体流出的总接地电流远低于ＩＥＣ４７９－１人体感觉电流阈值。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提供了一种贮水式电热水器。所涉及贮水式电热水器包括外壳(1)、包含有电热元件(3)的贮水用金属内胆(4)、温控器(2)，以及共同固定于外壳(1)上的接地端子(5)及与之电气连接的用于进出水的金属接口(6、7)。上述接地端子(5)，两只金属接口(6、7)接成等电位体，再与外部电源固定布线中接地保护导体PE电气连接。现今市场上的贮水式电热水器作为I类器具(GB4706.1)在解决电击防护问题时所采取的措施是在其电热元件的电热体与金属管壳间充填高阻值氧化物固体粉末作为整机电击防护的基本绝缘；同时，如上所述，作为附加防护措施是把用于进出水的内部金属管道、固定于外壳上的接地端子及进出水金属接口、外壳本身(如果是金属)以及一切易触及的金属部件实施电气连接构成接地等电位体，再与外部电源固定布线中接地保护导体PE实施电气连接(即接地)。这种措施符合I类器具定义，并且其实质与一般的I类家用电器所采取措施相同。然而，贮水式电热水器就电气安全角度而言应属于特殊类别家用电器，当它为用户供应热水时，其电热元件金属管壳工作在高温、水垢、电化学腐蚀多项因素综合作用下，容易发生晶间腐蚀、造成烧蚀泄漏。据制造商反映，用不锈钢制作管壳的电热元件，寿命在三月至三年间不等。贮水式电热水器电气安全的特别重要性还在于，当它作淋浴器使用时，不仅其电器工作在“很湿场所”，而且使用者(浴者)全身与水环境充分接触，从而构成“特别危险的电击环境类别”(《工业与民用电气安全》，章长东编著，中国电力出版社，1996年版)。因此，依靠电热元件内部高阻值填充物提供基本绝缘的有效性将取决于其金属管壳封隔作用的有效性，是有寿命的；一旦金属管壳烧蚀泄漏，电热体与内胆水体直接接触，则整机电气强度、泄漏电流等电气安全指标均无从谈及。并且，由于电热元件金属管壳烧蚀泄漏位置与上述接地等电位体间存在着电气上的水路电阻(通常约几十到几百欧姆)，故即使系统接地，所发生的故障电流仍将远不足以启动系统的过电流保护电器动作，使整个水体、水流、所述金属管道及与之连成接地等电位体的所有部件均成为带电体(其对地电压取决于接地系统总电阻与上述水路电阻两者所构成分压器的分压比)。这种情形下唯一的希望将寄托于漏电保护器。其实漏电保护器并不能防止漏电，其功能只是限制浴者人体可能遭受电击的时间。高性能漏电保护器的灵敏度是15毫安、0.1秒，这意味着浴者在一瞬间仍有可能遭受15毫安以上强度的电击。鉴于贮水式电热水器结构与工作环境的上述特殊性，以及基本绝缘一旦失效故障状态的触电危险，一家国内著名的电热水器制造商在其产品介绍材料及中央电视台所作广告中推出“具有世界领先水平的出水自动断电安全措施”的电热水器品牌；另一家同样著名的电热水器制造商则在其产品使用说明书中声明“必须可靠接地，如因地线不可靠造成事故与本厂无关”；还有一家也很知名的电热水器制造商在其产品使用说明书上则规定了与当今我国民用电网现状不相符合的接地电阻要求(小于4欧姆)。这些都真实地反映出现今贮水式电热水器在电热元件管壳烧蚀破损故障状态下电气安全缺乏保障的困境，同时也反映出制造商无可奈何的心态和举措。本技术提供一种全工况微漏电贮水式电热水器，目的在于，即使在电热元件管壳烧蚀发生开放性破损最不利状态下，仍能把整机从上述接地等电位体(水流、所有金属管道、金属外壳、接地端子及所有易触及金属部件)流出的总接地电流限制在0.1毫安以内，实现故障状态也应确保电气安全的目标。由于IEC479-1文件提出的人体感觉电流阈值是0.5毫安，所以即使上述总接地电流全部流经人体，也不能被人体所察觉，从而完全保障浴者的人身安全，也避免对周围管网水路的漏电污染。本技术技术构思是沿用现今贮水式电热水器一般的结构方式、加热方式与温控方式作为一项基础；对已授权专利技术“电极可调型贮水式淋浴器”(ZL96232888.X)的双水柱隔离、中性点引出、微电流接地三项安全设施进行结构改进，使之更简化、可靠，作为第二项基础；研试了新的保护电路，作为第三项基础；三者组合而成贮水式电热水器一种新的类型。因所述三项安全设施均环绕绝缘材质的双水柱隔离两根管路去安排，保护电路和温控电路可以组合为一体，故本技术的外观、结构与成本将同现今贮水式电热水器无大的差别。本技术所提供的贮水式电热水器，包括外壳(1)、包含有电热元件(3)的贮水用金属内胆(4)，以及共同固定于外壳(1)上的接地端子(5)及与之电气连接的用于进出水的金属接口(6、7)，其特征在于在实施把金属内胆(4)固定于外壳(1)内部时除了使用一般的连接紧固方式外，还使用了绝缘材质的衬垫及填充物(8)，构成附加绝缘；在实施金属内胆(4)与外壳(1)上用于进出水的金属接口(6、7)之间的水路连接时，使用绝缘材质的双水柱隔离管路(9、10)，其中出水隔离管路(10)是进水隔离管路(9)长度的2至3倍，两只隔离管路(9、10)或并绕在金属内胆(4)上，或并绕成盘香状后固定于外壳(1)内(附图说明图1)。由于两只被水充满的进出水隔离管路(9、10)设置在金属内胆(4)与外壳(1)、金属接口(6、7)双方之间，电气上相当于双方之间加设了两只水柱电阻RW1、RW2(0.2-1MΩ量级)，从而隔断了在故障状态下将成为带电体的贮水用金属内胆(4)与外界直接的电气联系。假设两只隔离管路被水充满是便于阻值计算，并且考虑了最不利的情况。应予指出，上述两只水柱电阻若相对于基本绝缘虽仍属甚小值，但一旦出现电热元件烧蚀破损使基本绝缘失效的故障情况，却足以把可能流经人体的最大电流从百毫安量级压制到2.2毫安以下(假设RW1＝RW2＝0.2MΩ，并联阻值为0.1MΩ，则算得最不利情况下从两只水柱流出的总接地电流＝220/(0.1×106)＝2.2×10-3A，有效值)。本技术提供的贮水式电热水器除了上述附加绝缘与双水柱隔离设施外，其特征还在于在两只绝缘材质的双水柱隔离管路(9、10)上距金属内胆(4)较近的一侧分别设置有与作为电热元件(3)供电电源导线之一的内部中线N′均实施电气连接的两只金属过水管(11、12)，其内部形成局部性中性点水域(图1)。由于无论进出水都必须从中性点水域经过，从电气上看等效于在双水柱隔离管路(9、10)的两只水柱上强行设置了两个中性点。并且，由于中性点对地电压通常只有几伏(交流有效值)，在电网三相负载严重不平衡地区可达十几伏，因此采用中性点水域进出水安全设施后从上述两只隔离水柱流出的总接地电流最大值将在原来2.2毫安数值基础上再减小一个以上数量级，达到0.1毫安以下数值(模拟样机实测值0.023毫安)。本技术中性点水域进出水安全设施是通过两只金属过水管(11、12)实现的，与ZL96232888.X比较，结构上有较大改进。为避免长期使用中锈蚀，金属过水管应使用抗水蚀作用的金属材料制作。本技术的接地措施是，把固定于外壳(1)上的接地端子(5)、用于进出水的金属接口(6、7)以及外壳自身(如果是金属)实施电气连接，在此基础上与整机的进出水金属管路等易触及金属部件构成接地等电位体，再与外部电源固定布线中接地保护导体PE实施电气连接(图1)。所述接地措施在形式上与现今市场上贮水式电热水器相似。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种贮水式电热水器，它包括外壳（１）、包含有电热元件（３）的贮水用金属内胆（４）、温控器（２），以及共同固定于外壳（１）上的接地端子（５）、用于进出水的金属接口（６、７），上述接地端子、两只金属接口以及如果外壳是金属则还包括外壳实施电气连接构成接地等电位体后再与外部电源固定布线中接地保护导体ＰＥ电气连接，其特征在于它还包括：在把金属内胆（４）固定于外壳（１）之内时所附加使用的、绝缘材质的衬垫及填充物（８），以隔断金属内胆（４）与上述接地等电位体之间直接的电气联系；设置 在金属内胆（４）与固定于外壳（１）上用于进出水的金属接口（６、７）双方之间的、实施内部进出水路连接的、绝缘材质的双水柱隔离管路（９、１０）；分别设置在双水柱隔离管路（９、１０）上的、与作为电热元件（３）供电电源导线之一的内部中线Ｎ′均实 施电气连接的两只金属过水管（１１、１２），其内部为中性点水域；一种由高阻抗采样电路（１３）、开关电路（１４）、执行电路（１５）组成的保护电路（１６），其公共地Ｇ与外部电源固定布线中接地保护导体ＰＥ电气连接，其高阻抗采样电路（１３）通过按 钮开关Ｋ动断触点直接从外部电源中线Ｎ获取采样电压Ｕ↓［Ｎ］，而按钮开关Ｋ动合触点则经过高阻值电阻Ｒ↓［１］与外部电源相线Ｌ电气连接，掀下按钮开关Ｋ则使高阻抗采样电路（１３）经过Ｒ↓［１］从外部电源相线Ｌ获取采样电压Ｕ↓［Ｎ］。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟知勉，
申请(专利权)人：钟知勉，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]