是什么原因导致电热水器触电?电热水器触电原理

电热水器是比较常见的家用电器,洗澡时被电击甚至致死的新闻不时爆出。为什么电热水器会发生触电事故?是否市场上的电热水器都是不安全的?让我们由此展开聊聊电子电气产品的安全。

出事的电热水器

2018年的国庆节,一名居住在广州市荔湾区的54岁男子在洗澡时,被电击身亡。据新闻报导,事故原因怀疑为热水器老旧,导致水中带电,致人身亡。2016年2月21日晚,元宵节前夜,广州一出租屋内发生惨案,两名女租客因储水式热水器发生漏电而导致电击身亡。

据统计,每年因为电热水器致人死亡的事例,就有数十起;另外,家用电器产品,如空调,排插等电气产品的安全事故,每年也是时有发生。

电热水器,为什么会电死人呢?

电热水器,一般是由内胆和外壳组成,其中内胆是电热水器的核心,内胆包括加热管,温控器,镁棒等。

结构如下图所示;

根据GB4706.1《家用和类似用途电器的安全通用要求》,电热水器的供电通常是单相三线(L、N、PE),电热水器上电后,发热管通电,逐渐温度变高,然后将热量传导到水里,让水变热,当温度达到设定温度时,温度传感器将温度信号反馈至控制系统,控制系统切换成保温模式,值得一提的是,保温状态不意味着断电,实际上,电热水器还是处于低功率运行状态。当温度低于设定温度,温度传感器将温度信号反馈至控制系统,控制系统切换成加热模式。发热管是由加热电阻丝组成,加热电阻表面覆盖绝缘材料(通常是氧化镁),最外层是金属。当发生漏电时,漏电流可以通过保护地线(PE)流走,而不会经过人体。可以说,正常情况下,电热水器是绝对安全的。

那么是什么原因导致电热水器触电呢?

原因1

加热管绝缘失效

由于长时间的使用,加热电阻丝由于长期受热存在变形,变形后的加热电阻丝可能会穿透绝缘物质,使绝缘氧化镁绝缘能力降低甚至失去了绝缘能力,这样相当于加热棒与内胆的水直接接触。自来水并不是绝缘体,由于自来水中存在着阴阳离子,在电压作用下,Na+,K+离子会发生运动,形成电流。

因此,当人开着电热水器在洗澡,且热水器正好绝缘失效时,就会出现这样的回路;

如图1所示:

图1 蓝色箭头为电流方向

在这种电气回路下,只要人体经过一定电流后,自然会发生触电事故。

那么,人体流过多大的电流会有生命危险呢?

图2是GB/T 13870.1《电流对人和家畜的效应》中的人体阻抗模型,其中R1为皮肤阻抗1500Ω,R2为人体的内部阻抗500Ω

图2 人体阻抗模型

当人处于水中或极度潮湿的情况下时,皮肤阻抗会接近于0,这个时候,人体的等效电阻,相当于只有500Ω 。这个数值,只是正常情况下人体电阻的1/4-1/40(正常情况下人体电阻为2KΩ-20KΩ)。这时候,哪怕人体电压(图2中上顶点与下顶点)是12V,通过人体的电流都能达到12V/500Ω=24mA。而GB/T 13870.1《电流对人和家畜的效应》就提出过,成年人的摆脱电流(摆脱电流指的是人能自行摆脱带电物体的最大电流)平均为10mA,最小6mA,最大15mA。当电流大于这个值时,人无法自行摆脱电流,当时间一长,有可能会造成昏迷,窒息甚至死亡。

如图3和图4所示,当人体通过10mA电流持续2s后,会造成呼吸困难,可逆性的心脏功能障碍。通过人体的电流持续增大,达到500mA后,只需要0.5s,心室纤维性颤动的概率就会超过50%以上。关于心室纤维性颤动,由于这是医疗方面的知识,这里不做深入说明,读者可理解为心脏停止。

图3 人体电流与时间的联系

图4 不同电流范围对应的生理效应

原因2

产品接地不可靠

电热水器,根据GB4706.1《家用和类似用途电器的安全通用要求》,属于I类产品。I,II和III类产品的区别如下表

备注:安全特低电压一般指的是低于交流50V或无纹波直流120V的电压,但不同的国家,不同的产品安全标准略有差异,由于篇幅原因,不具体深入讲。

当电热水器发生漏电时,地线可以将漏电流传输到大地,避免人体通过漏电流。如图5,产品出现漏电流时,如果有合格的接地导体存在,合格的接地电阻为最大0.1Ω,由于接地导体电阻远远小于人体电阻,根据并联电路的特性,大量的漏电流将会通过地线传导至大地,只有少量的漏电流会经过人体,约为0.3mA。

图5 接地保护示意图

但是,一旦产品接地不良。相当于,在一开始的时候,地线就失去了应该起的作用。电热水器的双重保护也只剩下一重保护,仅仅靠绝缘氧化镁,一旦绝缘失效或者绝缘能力下降,自然会出现有人会被电伤甚至死亡的事故。

电气产品接地不良一般有如下的原因:

电气产品接地设计没有做好;

安装电热水器时,没有安装接地线;

电气产品由于长时间使用,内部地线损坏;

建筑物没有遵守建筑物防雷设计标准,接地不合格甚至无地线;

电气产品和建筑物没有问题,但是用于电气连接的排插,转换插等产品,接地不合格;

安装电热水器时没有安装接地线。

原因3

产品质量不可靠

随着时代的发展和科技的进步,人们对于产品安全的追求也越来越高,越来越严格。然而,即便如此,2018年,深圳市市场监督管理局依据GB4706.1《家用和类似用途电器的安全通用要求》,对该市的25批次产品的电热水器进行抽查,结果有2批次电热水器的接地是不合格的,不合格率为8%。可以想象,在2018年之前甚至更早的电热水器,其质量不合格率有多高。

而相关的安全事故新闻,事后的调查结论也显示,很多出事故的电热水器,产品本身是不符合相关的国家标准GB4706.1,甚至存在无3C认证的电热水器。(电热水器为国家3C强制认证产品)

电热水器使用注意事项

注意事项:

使用电热水器时,先断电再洗澡;

电热水器安装时,保证产品接地良好;

购买电热水器时,选择经过3C认证同时带有防电墙的电热水器;

定期更换电热水器的加热管和镁棒,一般3年就需要更换;

一般使用超过10年的老旧电热水器,需要直接更换,不能再继续使用。

注:防电墙是一种简称,是“水电阻衰减隔离法”。是利用水本身具有的电阻特性,通过对电热水器通水管的结构材质,管径的确定形成“防电墙”。

一般来说,导体电阻的阻值一般是通过这个公式计算R=ρ*L/S,其中R为电阻阻值,ρ为电阻率,L为导体长度,S为横截面积。那么,在电阻率不变的情况下,通过减小电阻的横截面积,增大导体长度,可以使导体的电阻加大,防电墙就是基于这个原理设计的。如图6,是防电墙的内部结构图

图6 防电墙结构图

如上图,防电墙内部通过绝缘材料,形成大量的圆形墙,墙的材料为认证过的绝缘材料,通过墙与墙的距离,使通过防电墙的水,横截面积大大减小,同时水流长度增加,从而变大的水的电阻。一旦水电阻增大,根据欧姆定律,I=U/R,可以将图1中电气回路的电流大大减小,一般情况下,在220V电压下,通过防电墙后的水流,漏电流仅为1mA,因此即便当热水器漏电时,防电墙也可以保证人体不受伤害。

电热水器会漏电,什么原理?

任何电器都会有漏电的可能,绝缘破坏了就会漏电,但人是聪明的,发明了接地线这个方法来避免漏电带来的危害,你家的电热水器只要可靠接地线了就不用怕漏电,和你的父亲一起多学习一些基本的用电常识就会知道如何安全用电了。

热水器的漏电保护器是什么原理?

热水器的漏电保护器在电器正常用电时,火线与中线中流过的电流是完全相等的,电流一进一出,电流互感器二次线圈无电压输出。当“地线回路”(包括大地回路)中有“剩余电流”时 , 穿入互感器的二根电源线电流不平衡。

在“电流互感器”的输出端会产生与电流成比例的电压信号,只要电压信号足够大时,这个电压信号经专用线路板的集成电路放大等处理后,将触发板上的可控硅从截止转变到导通,使串接在该回路跳闸线圈通电,从而使主回路脱扣装置断开,保护可能与电源接触的人身安全。

简而言之就是出现漏电时,在漏电流还未达到伤害人体的电流量之前就自动将电源切断,保护人身安全。

扩展资料

电热水器使用注意事项

1、电热水器的温度调理器上,都有水温标志刻度,如用I、Ⅱ、Ⅲ或标示英文、阿拉伯数字表示水温低、中、高的调理位置,把温度调理旋钮对准某个标 志,热水器的水温就会坚持在该档指示所设定的温度。

2、上水时必需将出水口翻开,等内胆里的空气完整排出后才能检查水是否注满。

3、运用电热水器时,接通电源,指示灯亮,表示正在电加热,当水温到达设定值后,指示灯熄灭,表示切断电源。这样指示灯时亮、时熄表示正在自动保温。

4、电热水器(贮水式)要先注满水,再通电加热,经预热后即可运用。如遇到水源压力降落或忽然停水,最好关闭电源。

5、电热水器都配有水龙头,并带有回流安装,通常用蓝色表示冷水,用红色表示热水。运用时,旋开红色,水龙头,就有热水流出,此时如水温过高,可同时旋开蓝色水龙头,并调理出水量大小,即可得到适温的热水。

参考资料来源:百度百科-漏电保护插头

参考资料来源:百度百科-电热水器

使用电热水器导致的触电事故的原因是什么?都几种情形?

加热管爆裂.

加热管短路.

线路漏电.

是什么原因导致电热水器触电?电热水器触电原理 电热水器漏电伤人是怎么回事原理是什么

电热水器漏电伤人是怎么回事原理是什么

原因及解决办法:

1、检查变压器,如果仪表正常显示,说明变压器正常 ,否则变压器出现故障,更换一个变压器。

2、检查伴热带,把伴热带的电源线拆下,不显示漏电,则这路电源异常 ,可以不用这路电源或重新更换电源线。

3、检查电加热,把电加热的电源线拆下,不显示漏电 ,则是这路电路异常 , 可以检查电加器是否损 或者更换电源线

电热水器防电墙的原理

防电墙技术,就是在电热水器内部形成永久性电阻,从而降低异常情况下经过人体的电流值。我国普通标准电压是220V,经过防电墙处理后的人体承受的最大电压相当于12V,低于人体的安全电压36V,这就保证了安全。

简介

防电墙热水器,能够使人们再不安全的用电环境中洗浴得到保护,其原理如下:当某种原因使热水器胆内的水带上220V的电压,普通的热水器流出水时经过人体,就会再人体上形成了220V的电压差,这样就会对人体造成很大的伤害,而海尔防电墙热水器,他的胆内的水不直接流出,而是经过比较长的一段水管后再流出,随着管路长度的增加,其管内水的阻值也随之增加,这样胆内的水经过较长的管路再流到人体上,其等效一个串连电路,由于管路比较长,所以其电阻值也相对很大,再其上面分压相当高,再人体上的分压相对来说就比较低,经过计算:再人体上的分压大约在12V左右,这样的电压对人体来说不会造成任何伤害.从而有效的保障了人们的安全 1,纯净的水是不导电的。 2,普通自来水因含少量矿物制有一定导电性,但不是良导体。 3,防电墙(或其他类似名称)热水器的进出水管采用PPR塑料管是绝缘材料。 4,选用一定长度和口径的管材的限制水的导电路径,使其达到一定的电阻。 5,当万一发生漏电事故时,因“水”的电阻较大而限制流过人体的电流。 6,只要漏电通过人体不达到致命的电流值,人就可躲过这一劫。

局限性

但这种保护是有条件的: 1,自来水要达到足够的纯度~因我国地大物博,发展悬殊,可能有的地方水质还比较差,那么放电墙就难以发挥作用。 2,可以防护因地线带电,热水器故障漏电,但如果安装不当的话,不能防护因自来水管带电而产生的电击。 3,如果用户是虚假地线,同时因电热水器漏电而导致地线带火,用户家其他电器就有可能带电,成为事故隐患。

解决方案

为了广大用户的生命安全,海尔电热水器于2002年3月推出了“防电墙”技术,解决了环境带电的问题。海尔“防电墙”技术不仅能够解决因热水器内部元件漏电而导致的正向漏电问题,还能够有效解决因环境漏电而导致的逆向漏电问题,实现了从产品安全到系统安全的跨越。因此,对于中国恶劣的用电环境,防电墙技术成为洗浴安全问题的彻底解决方案。 “防电墙”的技术成为国家标准已经正式开始公示,到明年7月1日就正式实施。它被国家标准化委员会定为1类加强型标准。该标准非强制,别的厂家如要生产1类加强型安全标准的电热水器可以不采用防电墙技术,但必须要满足标准对此类产品的技术检测要求。 与旧的标准解决了电热水器产品安全相比,新国家标准最大的贡献是提出并彻底解决了电热水器的使用安全问题。统计显示,近年来我国各地屡屡发生的电热水器伤人事件,其罪魁祸首几乎都是消费者家庭用电环境存在安全隐患。因此,解决电热水器的使用安全已经刻不容缓。在新标准中,明确规定了电热水器必须具备:“在热水器使用中,一旦发生器具以外的接地系统的异常情况,则应能确保使用者的安全”。

参考资料:http://baike.baidu.com/view/682201.htm

电热水器漏电伤人是怎么回事原理是什么、是什么原因导致电热水器触电?电热水器触电原理,就介绍到这里啦!感谢大家的阅读!希望能够对大家有所帮助!

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