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達到電熱水器安全新標要求技術路徑分析

更新时间:2019-11-28 03:35人气:1426

新安全標準GB4706.12-2006《家用和類似用處的安全儲水式電熱水器的特殊要求》(以下簡稱標準)等同采用IEC60335-2-21:1997,並將於2007年7月1日實施,其首要修改部分是增加了附錄AA,具體的內容是“對在接地係統異常時能提供給急防護措施的Ⅰ類電熱水器的附加要求”,針對符合附錄AA的解決方案在業內存在斷電法與“帶電水阻法”兩種首要方案。對此,筆者以為,“斷電法”是較好的解決方案,“帶電水阻法”從技術道理上看不能完全達到安全目的。

根據附錄AA的標題“對在接地係統異常時提供給急防護措施的Ⅰ類熱水器的附加要求”,針對解決的題目是接地係統異常,特指是用具以外的接地異常,首要可分為地線缺失與地線帶電兩種情況,下麵就斷電法與帶電水阻法在這兩種情況下所能達到的效果作具體分析。

斷電法是國際標準體係給出的解決地線缺失的有效方法

地線缺失指在固定布線中缺少地線而造成沒有接地保護,也可以將有地線但地線不通或接地電阻過大回為此類。在中國農村的很多家庭,由於低壓供電係統的啟事,無接地的情況比較多,而實際上這些家庭又在大量使用著I類用具。

目前,國際上已有成熟的推薦方案 ,在新版的IEC60335-1:2004(國標GB4706.1-2005)中的附錄P就是針對此題目的解決方案。附錄P解決的題目是在由於固定布線的缺失而造成沒有接地保護的電源的情況下如何使用I類用具,解決方案是采用PRCD漏電保護器(也就是斷電法),它許可配置一個剩餘電流不超過30mA的漏電保護器,同時對用具的實驗要求提出更加嚴格的標準,如泄漏電流不超過0.5mA,增加耐濕潤溫度t值為37℃,環境溫度進步到40℃,發熱溫升減少到15℃。假如滿足上麵提到的實驗要求,就以為用具在外部地線缺失的環境中使用,達到了一個可以接受的安全水平。

上世紀80年代,中國開始大力推廣漏電保護器,效果非常明顯,有關事故大幅下降,充分證實安裝漏電保護器對電擊防護的附加保護感化是非常有效的,對電網的安全保護發揮了巨大的感化。

帶電水阻法能否在地線缺失時也安全呢?目前在市場上的帶電水阻法特指利用水電阻道理減小出水口電流的方法。通常的做法是在熱水器進出水管增加一段塑料管,一旦有漏電危險時,這段塑料管形成的水電阻減小了出水口電流,以減少觸電危險 。

按照標準的定義,Ⅰ類用具的電擊防護不僅依托基本盡緣,而且必須包括一個附加安全防護措施即安全接地保護,有了這兩重保護,才達到一個可接受的安全水平 。

地線缺失的情況意味著熱水器隻有基本盡緣 ,沒有接地保護。那麽,帶電水阻法的一段塑料管能否等同於接地保護?答案顯然是否定的。沒有了接地保護要達到安全要求,相當於要達到Ⅱ類用具的要求。根據國家標準,Ⅱ類用具的電擊防護不僅要依托基本盡緣,而且必須提供如雙重盡緣或加強盡緣那樣的附加安全防護措施。帶電水阻法的一段塑料管顯然無法等同於附加盡緣或者與基本盡緣結合達到加強盡緣。是以,帶電水阻法在地線缺失的情況不能以為達到了可接受的安全水平。

斷電法可較好解決地線帶電題目

地線帶電指固定布線中有地線,但是地線假如沒有起到接地保護的感化 ,反而是一個危險的根源,這類情況對所有的I類用具都是非常危險的。

此時,在地線上存在著異常電壓或電流,它產生的啟事是多方麵的 ,比如由於相線盡緣老化造成相地短路,插頭、插座長時間使用接觸電阻增大發熱造成相地短路,還有固定布線中缺少必要的保護等。

IEC61540中針對解決地線帶電的題目,提供了相關的解決方案,許可地線上有危險時使用開閉PE導線的RCD,在其他國家如澳大利亞和德國已有使用此種RCD的經驗。針對中國的特殊使用國情,新的國標GB20044-2005《電氣附件家用和類似用處的不帶過電流保護的移動式剩餘電流裝配(PRCD)》也同樣采用RCD來解決中國的實際情況,它通過檢測L、N、PE上的異常情況,迅速主動斷開與電源的一切連接,切斷產生隱患的根源,消除了由於地線帶電而造成用具本體上存在的危險,保證了使用者的安全,達到一個可接受的安全水平 。國標GB20044-2005是一個強製性標準,2006年8月1日已開始實施,在它的宣貫材料中也充分說明了斷開地線的必要性,斷開時對結構的要求和昭示的方法 。

帶電水阻法在地線帶電的情況下,GB4706.12-2006附錄AA隻考核電熱水器進出水口的泄漏電流在5mA以下,用具其他部分沒有要求考核。按照標準第27.1條款的要求,所有盡緣失效可能帶電的易觸及金屬部件都要連接到接地端子上,如外殼 、其他易觸及金屬部件,此時都能帶上電,隻要觸及是非常危險的。考慮到危險的嚴重性,GB4706.12-2006的宣貫材料中也增加了對其他易觸及的金屬部件的考核方法,假如易觸及金屬部件采用不能接地的方法。根據標準正文中5.14規定,假如0Ⅰ類用具或Ⅰ類用具帶有未接地的易觸及的金屬部件,而且未使用一個接地的中間金屬部件將其與帶電部件隔開,則按照對Ⅱ類結構規定的有關要求考核,據此可以得到兩種解決方案,或用接地的中間金屬部件隔開,或按Ⅱ類結構規定要求 。假如達到了如許的要求,則可以為是一種應急防護措施。

帶電水阻法即使有報警,也不能確保安全

GB4706.12-2006標準關注的另外一個焦點是報警措施,報警措施的效果如何才能確保切斷電源。在標準的AA22.7中規定熱水器上應采取一旦外部接地係統異常情況出現時的報警措施,報警效果確保人工切斷電源為止。對此,斷電法與帶電水阻法所能達到的結果也是有差異的。實際上,從標準的終究可接受的安全水平來看,報警並不是目的,斷開電源才是目的,報警是為了能達到斷開電源這一目的而提供的手段。

斷電法由於在外部接地異常時已迅速切斷了與電源的一切連接 ,防止了人身電擊的發生 ,而且用戶不能再通電使用用具,已能及時發現有了題目,此時用具本體已沒有任何危險,達到了安全的目的,所以從這類意義上來說,報警的必要性就不強 ,即使需要最多是提示用戶家庭的接地係統出了題目 。這是一種比較可取的方案,不用通過報警來讓用戶切斷電源,用戶也不用擔心報警的有效性,不用擔心由於沒有及時拔掉插頭而可能釀成的危險。

帶電水阻法對電擊防護的考核,GB4706.12-2006附錄AA僅僅針對進出水口的易觸及金屬部件與出水 ,即使采用方法使其他易觸及金屬部件也不帶電,但用具內部如水箱上還帶電,此時還是非常危險的,而且用具還可以正常工作使用,危險並沒有消除。是以,報警措施是非常必要的。

而且 ,報警的目的是要用戶能拔下電源插頭,這意味著用戶要聽到報警並且拔掉插頭才能保證安全。由於用戶的差異、非專業性,是以報警的效果就非常首要,報警要明顯,能讓用戶及時發現,並且報警所在的安裝位置和插頭的位置也要考慮到讓用戶能及時發覺和便於用戶拔插頭,如許才能保證及時消除危險。

綜上所述,斷電法從根本上解決了由於外部接地異常時釀成的危險對人身的危害,對用具存在危險的解決是徹底的,符合安全性的原則。而帶電水阻法隻能解決部分題目,必須與用戶的切斷電源一起才能達到終究安全,存在很大風險,它依靠於用戶的處理能力,存在很大的局限性,用具本身不一定能保證安全。

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