CN103322692A - 一种无源外置式防电墙 - Google Patents

Abstract

一种无源外置式防电墙，包括连接在电热水器出口和出水管之间的绝缘管体，在绝缘管体的中部设有金属网片，金属网片上的网孔直径为1mm-2mm，在绝缘管体外设有与金属网片相连的一根可靠接地的导线，绝缘管体L≥R·πr2/ρ。本发明既可直接对旧的无防电墙的电热水器进行防护，又可对现有普通无源防电墙的电热水器进行增强保护；利用金属网片与可靠接地的导线相连，可使水的漏电电压降到输入电压的百分之一以下，增强了使用的可靠性和安全性，并且在出现极端情况时，依然可以达到普通无源防电墙的功能。

Description

一种无源外置式防电墙

技术领域

本发明涉及一种电热水器的安全防电装置，特别是一种无源外置式防电墙。

背景技术

 现有的电热水器防电墙分有源及无源两种，现有的有源防电墙由于电子元件使用较多，可靠性较低，在经过较长时间的使用后，电子元件老化，或者供电线路遭遇雷击，或者供电线路的零线断路时，相线电压会突然升高，这样有源防电墙的可靠性会更低；现有的无源防电墙是利用水本身所具有的电阻（国标规定自来水在15℃时电阻率应大于1300Ω·cm），由于电压不变，通过延长水道，进而加大水电阻，所以可以做到泄漏电流达到安全值以下，但现有的无源防电墙只能在正常的情况（国标的理想环境）下使用，当使用的环境发生改变时，如自来水的电阻率变化，自来水的二次污染，防电墙绝缘管长期使用后结垢，电压突变等都会影响防电墙对淋浴者的保护，在电热水器出现故障漏电时，水中会流过超出安全电流值的电流，从而给淋浴者带来危害，安全性能较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种可增强可靠性，提高使用安全性能的无源外置式防电墙。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种无源外置式防电墙，其特点是：包括连接在电热水器出口和出水管之间的绝缘管体，在绝缘管体的中部设有与流水方向垂直设置的金属网片，金属网片的外缘与绝缘管体的内壁固定相连，所述金属网片上的网孔直径为1mm-2mm，在绝缘管体外设有与金属网片相连的一根可靠接地的导线，

绝缘管体L≥R·πr2/ρ

其中，R为自来水的介质电阻，ρ为自来水的电阻率，L为绝缘管体的长度，r为绝缘管体内壁的半径。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述绝缘管体的长度为270mm-300mm。

与现有技术相比，本发明利用设置在电热水器出口和出水管之间的绝缘管体，既可直接对旧的无防电墙的电热水器进行防护，又可对现有防电墙的电热水器进行增强保护；利用设置在绝缘管体中部与流水方向垂直设置的金属网片与可靠接地的导线相连，可使水的漏电电压降到输入电压的百分之一以下，克服了自来水的电阻率变化，自来水的二次污染，绝缘管体长期使用后结垢，电压突变等的影响，增强了使用的可靠性和安全性，并且在极端情况下（金属网片接地线带上火线220V电压），依然可以达到普通无源防电墙的功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

一种无源外置式防电墙，包括连接在电热水器出口和出水管之间的绝缘管体1，在绝缘管体1的中部设有与流水方向垂直设置的金属网片2，金属网片2的外缘与绝缘管体1的内壁固定相连，所述金属网片2上的网孔3直径为1mm-2mm，在绝缘管体1外设有与金属网片2相连的一根可靠接地的导线4，

绝缘管体L≥R·πr2/ρ

其中，R为自来水的介质电阻，ρ为自来水的电阻率，L为绝缘管体的长度，r为绝缘管体内壁的半径。

现有的普通无源防电墙工作原理及过程为：根据国家《漏电保护器安装和运行》的规定并结合电热水器的实际使用情况，将电热水器泄漏电流定为10mA，可保证使用者的安全，当发生漏电或使用的220V电源短接于被加热的水，这时要求自来水的介质电阻需达到R=U/I=220V/10mA=22×10³Ω，由于已知自来水的电阻率ρ为1300Ω·cm，假设取绝缘管体的长度为L，绝缘管体的内径为r则：

L=R·S/ρ=R·πr2/ρ=22×10³×3.14×r2÷1300≈53r2

所以，在所有条件都理想的国标条件下，绝缘管体的长度L大于53r2，就可以保证使用电热水器的淋浴者的安全。一般实际使用取绝缘管体内壁的半径r为5mm，所以得知L的安全长度至少为132.5mm，即取L的长度为140mm。

本发明绝缘管体1的长度为270mm-300mm（即2倍的普通无源防电墙绝缘管的长度）。

当电热水器出现某种原因的漏电时，利用金属网片2可起到分压（分流）的作用，假设通过金属网片2后的水的剩余电压为U′，而金属网片2上的网孔3的半径r′为0.5mm时：

U′=U·r′/(L+r′)=220×0.5/（140+0.5）≈0.78V

当金属网片2上的网孔3的半径r′为1mm时：

U′=U·r′/(L+r′)=220×1/（140+1）≈1.56V

由此可见，有故障的电热水器泄漏的电压在通过金属网片2后，水中的漏电电压就降为输入电压的百分之一以下了，远远低于人体所能承受的安全电压，从而保证了淋浴者的安全，根据以上公式可以看出，当发生漏电时，由于绝缘管体1和金属网片2的共同作用，经过金属网片2后的水剩余电压仅与绝缘管体上半部分长度和金属网片网孔的孔径有关，而与水的电阻率无关，这样，就克服了自来水的电阻率变化，自来水的二次污染，绝缘管体长期使用后结垢等的影响，并通过合理设置绝缘管体上半部分长度和金属网片网孔孔径的比例，当输入电压变化在1000V以下时，也可起到很好的安全防护作用，增强了使用的可靠性和安全性。但是，在出现极端情况时（防电墙的金属网片接地线带上火线220V的电压），那金属网片不但不起到分压（分流）的作用，反而将220V直接引向洗浴者，这将对洗浴者造成严重伤害，发生重大的安全事故，所以本防电墙将绝缘管体1的长度取2L=280mm，金属网片2将绝缘管体1分为两部分，上半部分绝缘管体与金属网片一起构成增强型防电墙的功能，而在金属网片由于极端情况带上火线220V电压后，下半部分绝缘管还能起到普通无源防电墙的功能。本发明连接在电热水器出口和出水管之间，既可直接对旧的无防电墙的电热水器进行防护，又可对现有防电墙的电热水器进行增强保护，并且在任何可能出现的意外情况下，依然具有普通无源防电墙的功能。

Claims (2)

1.一种无源外置式防电墙，其特征在于：包括连接在电热水器出口和出水管之间的绝缘管体，在绝缘管体的中部设有与流水方向垂直设置的金属网片，金属网片的外缘与绝缘管体的内壁固定相连，所述金属网片上的网孔直径为1mm-2mm，在绝缘管体外设有与金属网片相连的一根可靠接地的导线，

绝缘管体L≥R·πr2/ρ

其中，R为自来水的介质电阻，ρ为自来水的电阻率，L为绝缘管体的长度，r为绝缘管体内壁的半径。

2.根据权利要求1所述的无源外置式防电墙，其特征在于：所述绝缘管体的长度为270mm-300mm。

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