CN102954593B - 一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，包括有控制模块，在装有水的水箱上设有电加热装置，所述电加热装置与电源之间设有电源开关，所述水箱出水端连接有电绝缘水管，所述电绝缘水管上还设有穿心式电流互感器检测模块和出水控制阀。本发明的目的是利用穿心式电流互感器检测模块检测漏电流大小，并在控制模块判断漏电流超过预设值而将要对用户造成危害时，控制电源开关的断开，以及在断开电源开关后，当还检测到漏电电流仍超过预设值时，控制出水控制阀截断出水，从而隔断漏电流通过水流接触到用户，并且因为在水箱与出水端之间设置有电绝缘水管，也不会使漏电流通过设备接触到用户，从而保证用户的安全。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，属于电学领域。
[背景技术]
目前，洗浴用电热水器中的防触电保护控制装置，一般采用电源漏电检测及断电控制装置，简称A方案，和水体电阻及隔离装置，简称B方案，在A方案中，利用正常状态下电源回路电流和等于零，其原理是基于基尔霍夫电流定律，漏电故障时出现第三电流支路，导致原电源回路电流和不为零，系统检测到这一电流差值并据此判断用电器存在漏电，当漏电电流大于设定值时通过控制电路切断电源以防止人员触电危险；在B方案中，利用水体电阻降压作用，在可能带电的水箱到使用者之间设置接地网及类似装置，当电源通过水流传导到使用者时，由于水体电阻分压较大，使用者分压小于36V属于安全电压范围，以此来防止触电危险。
以上所述的现有技术具有如下缺点：
1、在A方案中，当电源零线断线时，电源火线如果通过用电器具漏电时，漏电保护控制器处于停止工作状态但触点保持接通状态，漏电保护功能失效。
2、在A方案中，当接地极线带电时，电源火线、或零线断线时，漏电保护控制器处于停止工作状态，漏电保护功能失效。3、在B方案中，当地线带电时，漏电保护功能可能失效。
4、在B方案中，由于各地水质不同，硬水区域中防触电装置因水垢堵塞出现出水量下降故障影响使用。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，其利用穿心式电流互感器检测模块检测水箱或水箱中的水到使用者之间水管中的漏电流大小，并在控制模块判断漏电流超过预设值而将要对用户造成危害时，控制电源开关的断开，以及在断开电源开关后，当还检测到漏电电流仍超过预设值时，控制出水控制阀截断出水，从而隔断漏电流通过水流接触到用户，并且因为在水箱与出水端之间设置有电绝缘水管，也不会使漏电流通过设备接触到用户，从而保证用户的安全。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，其特征在于在装有水的水箱1上设有用于加热水的电加热装置2，所述电加热装置2与电源之间设有电源开关21，所述水箱1出水端连接有电绝缘水管3，所述电绝缘水管3进水端与出水端之间的管身外套设有用于对流过的液体进行漏电流检测的穿心式电流互感器检测模块4，所述电流互感器检测模块4输出端连接有用于判断漏电流是否超过预设值而将要对用户造成危害时，控制电源开关21断开的控制模块5，所述控制模块5上还连接有在断开电源开关21后仍检测到漏电流超过预设值时截断电绝缘水管3出水的出水控制阀31。
所述电流互感器检测模块4包括有套设在电绝缘水管3管身外的互感器环形铁芯41和缠绕在互感器环形铁芯41上的互感器线圈42，所述互感器线圈42两端并联负载电阻43后与控制模块5检测信号输入端连接。
所述出水控制阀31设置在电绝缘水管3进水端。
所述出水控制阀31设置在电绝缘水管3进水端与出水端之间。
所述水箱1进水端设有用于控制自来水通断的进水控制阀11，所述进水控制阀11控制信号输入端与控制模块5连接。
本发明的有益效果是：
1、通过电流互感器检测模块检测出水水管中的漏电流大小，并通过控制模块判断是否超过预设值而将要对用户造成危害时控制电源开关的通断。
2、在断开电源开关后，当还能检测到漏电电流或电压仍超过预设值时，控制模块通过出水控制阀截断水流，进一步保证用户的安全。当系统电源停电或异常时出水控制阀因失电而自动关闭，避免控制电路因停电而出现的防触电保护功能盲区。
3、通过控制模块进行双重保护控制，意义在于系统能够分情况处理，先停止加热电源而不关闭水阀，作用在于保证安全的情况下尽量不影响用户的使用。
4、通过电流互感器检测模块对流过电绝缘水管中的液体进行电隔离的漏电检测，用热水器到用户之间最终的电流检测作为防触电控制依据，避免系统结构中不确定外部因素对使用者产生的触电危险。
5、通过在水箱与出水端之间设置电绝缘水管和出水控制阀，在关闭出水控制阀时，能完全隔断漏电流通过设备本身或水流接触到用户，从而保证用户的安全。
6、通过本装置结构最大限度的避免物理或者化学因素影响对检测装置的损坏，确保系统功能的可靠性。
[附图说明]
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实物示意图。
图3是本发明的电流互感器检测模块。
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
如图1所示，一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，其特征在于在装有水的水箱1上设有用于加热水的电加热装置2，所述电加热装置2与电源之间设有电源开关21，所述水箱1出水端连接有电绝缘水管3，所述电绝缘水管3进水端与出水端之间的管身外套设有用于对流过的液体进行漏电流检测的穿心式电流互感器检测模块4，所述电流互感器检测模块4输出端连接有用于判断漏电流是否超过预设值而将要对用户造成危害时，控制电源开关21断开的控制模块5，所述控制模块5上还连接有在断开电源开关21后仍检测到漏电流超过预设值时截断电绝缘水管3出水的出水控制阀31。
本发明所述穿心式电流互感器检测模块4包括有套设在电绝缘水管3管身外的互感器环形铁芯41和缠绕在互感器环形铁芯41上的互感器线圈42，所述互感器线圈42输出端电流通过负载电阻43形成与检测到的漏电流对应的输出电压后与控制模块5输入端连接。
如图2所示，所述出水控制阀31设置在电绝缘水管3中上部。
如上所述，本发明所述出水控制阀31还可设置在电绝缘水管3进水端与出水端之间或直接设置在电绝缘水管3进水端，其都能在本发明中起相同截断出水的作用。
本发明还可以在所述水箱1进水端设置用于控制自来水通断的进水控制阀11，所述进水控制阀11输入控制端与控制模块5连接，以便于在水箱1进水端对自来水进入水箱1进行控制。在进水控制阀11可能控制出水水流通断的设备上，进水控制阀11与出水控制阀31具有等同截断水流以防触电保护功能。
如上所述，通过进水控制阀11向水箱1注入自来水，通过电加热装置2对水进行加热，通过电源开关21进行电加热装置2的控制，通过出水控制阀31输出加热后的热水供用户洗浴使用。
如图2和图3所示，当电加热装置2或其他原因造成水箱1带电或液体带电，漏电流通过出水水流到使用者再到地一起构成电流通路，同时在互感器环形铁芯41上产生变化的磁通，互感器线圈42产生电动势，输出电流通过负载电阻43形成与测试电流相关的输出电压后通过控制模块5进行输入检测和比较，当判断漏电流超过预设值而将要对用户造成危害时，控制关闭电加热装置2上的电源开关21切断电加热器电源。
如上所述，通过在水箱1与出水端之间设置电绝缘水管3和出水控制阀31，如上所述，当关闭电源开关21后，控制模块5依然检测到漏电流超过预设值时，控制模块5关闭出水控制阀31，电绝缘水管3中水流断流的结果是电流对使用者造成触电伤害的路径被切断，这样完全隔断漏电流通过设备本身或水接触到用户，从而保证用户的安全，实现了本发明漏电保护的目的。
如上所述，本发明保护的是一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，通过穿心式电流互感器检测模块4检测漏电流大小，并在控制模块5判断漏电流超过预设值而将要对用户造成危害时控制电源开关21的断开，以及在断开电源开关21后，当还能检测到漏电电流仍超过预设值时，控制出水控制阀31截断出水，从而隔断漏电流通过水流接触到用户，并且因为在水箱1与出水端之间设置有电绝缘水管3，也不会使漏电流通过设备接触到用户，从而保证用户的安全，一切与本案结构相同或者通过本案技术启示作出的用于防止触电为目的的热水器产品或者与本案中提供的对液体电流检测的方法和装置都应落入本案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，其特征在于在装有水的水箱(1)上设有用于加热水的电加热装置(2)，所述电加热装置(2)与电源之间设有电源开关(21)，所述水箱(1)出水端连接有电绝缘水管(3)，所述电绝缘水管(3)进水端与出水端之间的管身外套设有用于对流过的液体进行漏电流检测的穿心式电流互感器检测模块(4)，所述电流互感器检测模块(4)输出端连接有用于判断漏电流是否超过预设值而将要对用户造成危害时，控制电源开关(21)断开的控制模块(5)，所述控制模块(5)上还连接有在断开电源开关(21)后仍检测到漏电流超过预设值时截断电绝缘水管(3)出水的出水控制阀(31)，所述水箱(1)进水端设有用于控制自来水通断的进水控制阀(11)，所述进水控制阀(11)控制信号输入端与控制模块(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，其特征在于所述电流互感器检测模块(4)包括有套设在电绝缘水管(3)管身外的互感器环形铁芯(41)和缠绕在互感器环形铁芯(41)上的互感器线圈(42)，所述互感器线圈(42)两端并联负载电阻(43)后与控制模块(5)检测信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，其特征在于所述出水控制阀(31)设置在电绝缘水管(3)进水端。
4.根据权利要求1所述的一种电热水器上的漏电感应及保护控制系统，其特征在于所述出水控制阀(31)设置在电绝缘水管(3)进水端与出水端之间。
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