從電工專業角度分析,電熱水器洗澡不拔插頭安全嗎?

家庭電熱水器的安全問題一直是人們關心的話題,有時候我們也能從網上或新聞媒體看到“XX因洗澡觸電身亡”類似的報道。在某些媒體的炒作下,鬧得人心惶惶,彷彿電熱水器就是一顆定時炸彈,甚至有“專家”建議洗澡要拔下熱水器插頭。

下面我就從電工的角度來分析一下電熱水器各種安全防護措施的重要性及必要性,讓大家能安心安全的使用熱水器。

熱水器安全措施

電熱水器防觸電的措施主要有5種,分別為配電箱漏電開關熱水器插頭漏電保護PE保護線防電牆衛生間等電位

啊?這麼多?真不可思議!這麼多安全措施,應該能保證熱水器用水的絕對安全了吧?先別急,聽我慢慢道來。

配電箱漏電開關

漏電開關俗稱“漏電保護器”,顧名思義就是漏電的時候可以實行漏電保護。它的工作原理如下所示:

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漏電開關原理

工作過程:

漏電開關實際上是由斷路器和漏電保護附件組合而成。正常工作時,電流從火線出發通過用電設備回到零線。此時,通過零序互感器的零線和火線電流大小相等、方向相反;它們產生的磁場也大小相等、方向相反並且完全抵消,零序互感器不會感應出電流,電子驅動裝置無法驅動脫扣器工作。

當線路或者用電設備發生漏電時,通過零序互感器零火線電流產生的磁場不能完全抵消。此時零序互感器就會感應出電流,通過電子驅動裝置放大以後驅動脫扣器工作,斷路器斷電。

由此可知,漏電斷路器工作的本質就是檢測零線和火線的電流大小是否相等來判斷是否漏電。

漏電開關和空開區別

從外觀上來看,空開表面沒有任何按鈕,而漏電開關比空開多兩個按鈕(圖中一個橙色和一個藍色)。

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漏電開關和空開

漏電開關如果使用時間長,有可能失效,即漏電的時候依然不會跳閘。為了判斷漏電開關是否失效,所以需要定期按一下漏電開關上的試驗按鈕。如果按試驗按鈕,開關跳閘說明漏電開關正常。合閘之前記得按一下復位按鈕,否則會合不上閘。

漏電開關是最簡單、最經濟、最實用的安全防護措施,現在基本上所有的家庭都配備了漏電斷路器,但是依舊有很多偏遠、落後的地區沒有配備。如果家庭沒有漏電斷路器趕緊請電工師傅裝一個。

熱水器插頭漏電保護

為了防止有些家庭沒有配備漏電開關或者漏電開關失效,一般熱水器在出廠時就在插頭處設有漏電保護。如圖

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熱水器漏電保護插頭

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熱水器漏電保護插頭

符合國家標準的熱水器都帶有漏電保護,如果沒有最好不要買喲。熱水器插頭漏電保護和家庭配電箱漏電保護原理一致,這裡就不贅述了。

PE保護線

PE保護線俗稱“地線”,在配電箱裡用黃綠雙色線表示,它的始端在變壓器處與零線相連接。當熱水器漏電時,它可以讓空開跳閘、從而快速切斷電源。

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配電箱地線

保護原理:

當熱水器發生漏電時,熱水器裡的水會帶電。漏電電流會通過火線--水--熱水器外殼--PE保護線回到變壓器端零線,此時火線零線直接導通,電流非常大、相當於短路,那麼空開就會因為電流過大而跳閘。但是漏電不嚴重的時候,漏電電流比較小不足以推動空開跳閘,所以此時也是危險的。只有當漏電比較嚴重時,空開才會跳閘。

我們在生活中就有類似的經歷,有些設備摸起來麻手但是空開依然不會跳閘,就是因為漏電電流不足以推動空開跳閘。

現在城市裡的建築物都具備PE保護線,但是廣大農村及鄉鎮依然沒有PE保護線。如果家裡有PE保護線,那麼家裡的三角插座必須要接地線。

防電牆

簡單的說熱水器防電牆就是一個塑料構建,內部做成彎曲盤旋狀以增加水流長度。

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防電牆結構示意圖

防電牆其實就是利用水本身的電阻來降低對水的對地電壓。當熱水器內的水帶電時,由於水本身具有一定的電阻,而且水的電阻和水流長度成正比,所以越遠離漏電電水的電壓越低,對人的傷害越小。當水流的長度達到一定程度以後,水的電壓會被衰減到幾乎為零。

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熱水器防電牆

如果熱水器沒有防電牆,當熱水器漏電時電流會通過熱水器金屬管、花灑金屬外殼,最終流向人體。由於金屬管電阻非常小,那麼通過人體的電流非常大,危險性大。

國標規定自來水在15℃時電阻率應大於1300Ω.cm,人體潮溼時的安全電壓為6V,安全電流為10mA。根據歐姆定律可以算出,

也就是說,防電牆的水流長度只要達到16.5cm,就能把漏電電壓、電流降低到安全範圍內。從防電牆的設計來看,幾乎都能達到這個要求。

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含雜質的自來水

另外,我們還需要考慮一點就是不同水的電阻是不一樣的。當水中含有大量雜質或者導電粒子時,電阻率大大降低。比如某些地區的地下水水質就很硬,含很多離子等。在這種情況下,要把漏電電壓降低到安全範圍內防電牆需要更長水流的距離。

衛生間等電位

衛生間等電位連接就是把衛生間所有可導電金屬物件和衛生間地面鋼筋網、牆面金屬網、圈樑都通過等電位箱連接起來,構成等電位連接。

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衛生間等電位連接示意圖

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衛生間等電位箱

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金屬管道等電位連接

當衛生間設備發生漏電時,整個衛生間的電位都相等,人體即使觸摸到漏電物體也不會發生觸電事故。所以不管是衛生間熱水器漏電還是線路漏電,等電位連接對於預防觸電有很好的效果。

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雷電

衛生間等電位連接除了防止觸電意外,還有防止感應雷觸電。當建築物周圍發生雷電時,強大的雷電會引起周圍劇烈的磁場變化,變化的磁場會在金屬物體上感應出電壓。如果人觸摸到感應出電壓的金屬物體,一樣會發生觸電事故,這種情況在衛生間尤為明顯。

但是由於很多設計師安全意識不夠,再加上衛生間等電位連接施工麻煩、成本高,所以很多家庭都沒有普及。

我的建議

1. 家庭電箱插座、熱水器迴路必須安裝漏電斷路器,漏電動作電流不能大於0.03A,並且每隔一段時間按一下試驗按鈕,確保漏電保護正常。

2. 在選購熱水器時,選有漏電保護插頭的熱水器;如果已安裝的熱水器沒有漏電保護插頭,可以請專業人員更換成熱水器專用漏電保護插頭。帶漏電保護的插頭,和漏電開關一樣也需要定期按一下試驗按鈕,檢測漏電保護是否正常。

3. 現在一般的熱水器都帶有防電牆,沒有防電牆的熱水器可以裝一個,某寶上買一個都不到10塊錢。另外需要定期清理熱水器內膽,長時間不清理,熱水器內會有很多沉澱物,影響水質。

4. 入戶線有地線的家庭,插座必須要接地線;沒有地線可以自己做一個

5. 如果新裝修的房子,要求設計師做等電位,這對防雷及防觸電很有效

總結

熱水器5種防觸電措施,它們各有所長。其中衛生間等電位連接最安全可靠,但是施工麻煩、成本高;配電箱漏電開關和熱水器漏電開關簡單、方便、成本低,但是需要定期測試漏電是否失效;保護線PE是最基本的防觸電措施,對嚴重漏電保護很明顯;防電牆成本低、使用方便、對防觸電效果也不錯,但是水質很差的時候就不可靠。

如果最少做到建議中的前三點,那麼幾乎不用擔心洗澡觸電的安全問題;所以完全不用再去把插頭啦!


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