CN103528196B - 一种电热水器的防触电保护结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电热水器的防触电保护结构，其特征在于：包括：绝缘入水防电墙，绝缘入水防电墙的入水端通过第一接地柱与电源地线连接；位于电热水器内部的加热水箱，加热水箱内设置有加热元件，绝缘入水防电墙的出水口与加热水箱的入水口连接，加热元件的两接线端分别通过火线接线柱和第一零线接线柱与电源火线和零线连接；绝缘出水防电墙加热水箱的出水口与绝缘出水防电墙的入水口连接，绝缘出水防电墙的出水端通过第二接地柱与电源地线连接；绝缘出水防电墙与加热水箱之间连通的第一道水路与电源零线连接。使用该结构，即使电网中没有地线或地线没有真正接地情况下、依然能保证出水口的水不会携带电流从而避免触点事故发生。

Description

一种电热水器的防触电保护结构

技术领域

本发明涉及电热水器领域，特别是涉及一种电热水器的防触电保护结构。

背景技术

目前防电墙技术在快速电热水器上被广泛应用，尤其在加热丝直接加热的电热水器中应用居多，如专利号为ZL200820083537.9的中国实用新型专利公开的一种加热装置，就是在加热装置的进出水口位置分别设置一定距离的水路，从而利用水作为电阻来衰减电流而达到防电墙的效果，同时将加热丝设置在上行水路中使气泡不会在加热丝上聚集而烧丝。但是该种结构存在缺陷，因为连接加热丝的两根金属接线柱分别与电源的火线或零线连接，所以其进水或出水端的防电墙其中之一必然与电源的火线相连接，由于火线是高电压，所以进水或出水防电墙的末端存在高电压，热水器的进、出水口都设置有接地线，但是，有些接地线并没有完全做到真正接地，而有些老小区或临时房其电网中可能无接地线，只有零线和火线两根线，如果热水器由于防电墙失效而使进、出水口的泄漏电流偏大，电流就会流过人体使人触电，存在安全隐患。因此对该种结构还需进行改进，使其防触电性能更好，更加安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种电热水器的防触电保护结构，使用该结构，即使电网中没有地线或地线没有真正接地情况下、依然能保证出水口的水不会携带电流从而避免触电事故发生。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该电热水器的防触电保护结构，其特征在于：包括：

绝缘入水防电墙，绝缘入水防电墙的入水端通过第一接地柱与电源地线连接；

位于电热水器内部的加热水箱，加热水箱内设置有加热元件，绝缘入水防电墙的出水口与加热水箱的入水口连接，加热元件的两接线端分别通过火线接线柱和第一零线接线柱与电源火线和零线连接；

绝缘出水防电墙加热水箱的出水口与绝缘出水防电墙的入水口连接，绝缘出水防电墙的出水端通过第二接地柱与电源地线连接；

绝缘出水防电墙与加热水箱之间连通的第一道水路与电源零线连接。

所述加热水箱可以为金属水槽也可以为非金属绝缘水槽，如果采用金属水槽，作为改进，本发明将金属水槽与电源零线连接。

所述加热元件可以为加热管或直接为加热丝，如果采用加热管，作为改进，本发明将加热管的金属管外壳也与电源零线连接。实际结构中，由于加热管的金属管外壳底部直接与金属水槽连接，第一零线接线柱直接开在金属水槽上，因此第一零线接线柱与电源零线连接后，即加热管的零线接线端、加热管的金属管外壳和金属水槽均与电源零线连接。

所述加热水箱为非金属绝缘水槽时，较好的，该加热水箱为设置在绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙之间、并与绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙成为一体的绝缘水槽，当所述加热元件为加热丝时，如果火线接线柱设置在靠近绝缘入水防电墙一侧，则绝缘出水防电墙与加热水箱之间连通的第一道水路与电源零线连接；如果火线接线柱设置在靠近绝缘出水防电墙一侧，那么绝缘入水防电墙内与加热水箱连通的最后一道水路另外再通过第二零线接线柱与电源零线连接。

再改进，本发明还包括电源连接及电网故障全防范装置，该电源连接及电网故障全防范装置包括：第一电阻、光耦总承、采样电路、处理电路、显示或报警电路、控制电路，其中第一电阻的第一端接地，第一电阻的第二端与光耦总承中发光管第一端连接，光耦中发光管第二端连接与电源零线连接，处理电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样并对显示或报警电路输出控制信号，显示或报警电路与处理电路连接，控制电路也与处理电路连接，加热元件的火线接线柱连接控制电路后与电源火线连接。

所述处理电路的实现方式有多样，作为一种优选，所述处理电路包括采样电路、AD转换电路和单片机，采样电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样，采样电路的输出端通过AD转换电路与单片机连接，显示或报警电路和控制电路均与单片机连接。

作为另一种优选，所述处理电路包括采样电路和比较器电路，采样电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样，采样电路的输出端与比较器电路连接，显示或报警电路和控制电路均与比较器电路连接。

所述控制电路为继电器电路或可控硅电路。

显示或报警电路可以通过显示界面显示故障代码，也可以通过指示灯警告用户，也可以通过蜂鸣器鸣叫起到警报作用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：当加热元件的直接为加热丝或者加热管的外壁破损，加热丝直接与水导通，此时加热水箱内的水就带电了，出入水口的水是安全的，因为出入水口有防电墙，同时接地线在防电墙的口部，所以此时接地能起到保护作用，此为第一重保护；在接地线失效或无接地线的情况下，绝缘入水防电墙内最后一道水路或绝缘出水防电墙内的第一道水路与电源零线连接，而零线应用于工作回路，从变压器中性点接地后引出主干线，零线是和大地相连的，即电势为零，把带电的水通过与零线连接，在漏电的情况下，电流会直接通过零线流入到大地而不通过人体，从而避免发生触电事故，此为第二重保护。另外，如果储水槽为金属水槽，加热元件为加热管，将加热管的零线接线端、加热管的金属管外壳和金属水槽均与电源零线连接，此为第三重保护。

附图说明

图1为本发明实施例一中电热水器的防触电保护结构示意图；

图2为本发明实施例二中电热水器的防触电保护结构示意图；

图3为本发明实施例三中电热水器的防触电保护结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

如图1所示的电热水器的防触电保护结构示意图，其包括：

绝缘入水防电墙1，绝缘入水防电墙的入水端11通过第一接地柱2与电源地线E连接；

位于电热水器内部的加热水箱3，加热水箱3内设置有加热元件4，绝缘入水防电墙1的出水口与加热水箱3的入水口连接，加热元件4的两接线端分别通过火线接线柱5和第一零线接线柱6与电源火线L和零线N连接；

绝缘出水防电墙7，加热水箱3的出水口与绝缘出水防电墙7的入水口连接，绝缘出水防电墙7的出水端71通过第二接地柱8与电源地线E连接；

绝缘出水防电墙7与加热水箱3之间连通的第一道水路72与电源零线N连接。

本实施例中，所述加热水箱3为金属水槽，金属水槽外壳与电源零线N连接。加热元件4为加热管，加热管的金属管外壳41也与电源零线N连接，实际结构中，由于加热管的金属管外壳41底部直接与金属水槽连接，第一零线接线柱6直接开在金属水槽上，因此第一零线接线柱6与电源零线连接后，即加热管的零线接线端、加热管的金属管外壳41和金属水槽均与电源零线连接，同时，由于绝缘出水防电墙7的出水端71入口设置在第一零线接线柱6附近，而水是导电的，因此绝缘出水防电墙7与加热水箱3之间连通的第一道水路72一样与电源零线N连接。

另外，本实施例提供的电热水器的防触电保护结构还包括电源连接及电网故障全防范装置，该电源连接及电网故障全防范装置包括：第一电阻91、光耦总承92、处理电路93、显示或报警电路94、控制电路95，其中第一电阻91的第一端接地，第一电阻91的第二端与光耦总承中发光氖管第一端连接，光耦中发光氖管第二端连接与电源零线连接，处理电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样并对显示或报警电路输出控制信号，显示或报警电路与处理电路连接，控制电路也与处理电路连接，加热元件的火线接线柱连接控制电路后与电源火线连接。

本实施例中，所述处理电路包括采样电路、AD转换电路和单片机，采样电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样，采样电路的输出端通过AD转换电路与单片机连接，显示或报警电路和控制电路均与单片机连接。其中的采样电路采用常规电路，用于对光敏电阻的阻值(电阻两端电压)进行采样，AD转换电路也采用常规电路，用于对采样电路采集的光敏电阻两端电压进行AD转换从而输送给单片机，单片机采用常规的可编程逻辑元件，根据光敏电阻两端电压对显示或报警电路和控制电路输出相应的控制信号。控制电路为控制加热元件工作或关断的电路，可采用继电器电路(常开继电器)或可控硅电路。显示电路或报警电路可以通过显示界面显示故障代码，可以通过指示灯警告用户，也可以通过蜂鸣器鸣叫起到警报作用。

本实施例中，水流通过入水接地->入水防电墙->加热水箱->加热管金属外壳(接零)->出水防电墙->出水接地，实现了多重保护。

当出、入水接地不可靠，而因水电阻率下降造成出、入水防电墙衰减时，绝缘出水防电墙7与加热水箱3之间连通的第一道水路72与电源零线N连接，能够将泄露电流通过零线引入电网，保护用户安全；如果储水槽为金属水槽，加热元件为加热管，将加热管的零线接线端、加热管的金属管外壳和金属水槽均与电源零线连接，同样能够将泄露电流通过零线引入电网，保护用户安全；当零火反接时，氖管N端连的实际上是L，则电流从L到E经过氖管，氖管发光，光敏电阻阻值变化，处理电路采集电压并输出控制信号，使加热元件断电停止加热，并输出报警信号；在零火正确连接的情况下，地线带电，即E端带电，则电流通过带电的E流经氖管到N，此时N端电压为0，产生压降，氖管发光，光敏电阻阻值变化，处理电路采集电压并输出加热元件通电的控制信号。因此，本发明既能做到零火识别，又能识别地线带电。

实施例二

与实施例一不同的是，所述加热水箱为设置在绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙之间、并与绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙成为一体的绝缘水槽，所述加热元件为加热丝，火线接线柱和第一零线接线柱位于绝缘水槽不同侧，绝缘出水防电墙7与加热水箱3之间连通的第一道水路72通过第三零线接线柱9与电源零线N连接。所述处理电路包括采样电路和比较器电路，采样电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样，采样电路的输出端与比较器电路连接，比较器电路根据采集的光敏电阻的阻值，对显示或报警电路和控制电路输出控制信号。参见图2所示。

实施例三

与实施例二不同的是，火线接线柱5和第一零线接线柱6位于绝缘水槽不同侧，火线接线柱设置在靠近绝缘出水防电墙一侧，绝缘入水防电墙内与加热水箱连通的最后一道水路通过第二零线接线柱10与电源零线连接，参见图3所示，电源连接及电网故障全防范装置的工作原理与连接方法同实施例二。

Claims (8)

1.一种电热水器的防触电保护结构，其特征在于：包括：

绝缘入水防电墙，绝缘入水防电墙的入水端通过第一接地柱与电源地线连接；

位于电热水器内部的加热水箱，加热水箱内设置有加热元件，绝缘入水防电墙的出水口与加热水箱的入水口连接，加热元件的两接线端分别通过火线接线柱和第一零线接线柱与电源火线和零线连接；

绝缘出水防电墙加热水箱的出水口与绝缘出水防电墙的入水口连接，绝缘出水防电墙的出水端通过第二接地柱与电源地线连接；

绝缘出水防电墙与加热水箱之间连通的第一道水路与电源零线连接；

还包括电源连接及电网故障全防范装置，该电源连接及电网故障全防范装置包括：第一电阻、光耦总承、采样电路、处理电路、显示或报警电路、控制电路，其中第一电阻的第一端接地，第一电阻的第二端与光耦总承中发光管第一端连接，光耦中发光管第二端连接与电源零线连接，处理电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样并对显示或报警电路输出控制信号，显示或报警电路与处理电路连接，控制电路也与处理电路连接，加热元件的火线接线柱连接控制电路后与电源火线连接。

2.根据权利要求1所述的电热水器的防触电保护结构，其特征在于：所述加热水箱为金属水槽，所述金属水槽与电源零线连接。

3.根据权利要求2所述的电热水器的防触电保护结构，其特征在于：所述加热元件为加热管，加热管的金属管外壳也与电源零线连接。

4.根据权利要求1所述的电热水器的防触电保护结构，其特征在于：所述加热水箱为设置在绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙之间、并与绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙成为一体的绝缘水槽，所述加热元件为加热丝，火线接线柱和第一零线接线柱位于绝缘水槽同侧，火线接线柱设置在靠近绝缘入水防电墙一侧。

5.根据权利要求1所述的电热水器的防触电保护结构，其特征在于：所述加热水箱为设置在绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙之间、并与绝缘入水防电墙和绝缘出水防电墙成为一体的绝缘外壳，所述加热元件为加热丝，火线接线柱和第一零线接线柱位于绝缘水槽同侧，火线接线柱设置在靠近绝缘出水防电墙一侧，绝缘入水防电墙内与加热水箱连通的最后一道水路通过第二零线接线柱与电源零线连接。

6.根据权利要求1所述的电热水器的防触电保护结构，其特征在于：所述处理电路包括采样电路、AD转换电路和单片机，采样电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样，采样电路的输出端通过AD转换电路与单片机连接，显示或报警电路和控制电路均与单片机连接。

7.根据权利要求1所述的电热水器的防触电保护结构，其特征在于：所述处理电路包括采样电路和比较器电路，采样电路连接在光耦总承中光敏电阻两端用于对光敏电阻的阻值进行采样，采样电路的输出端与比较器电路连接，显示或报警电路和控制电路均与比较器电路连接。

8.根据权利要求6或7所述的电热水器的防触电保护结构，其特征在于：所述控制电路为继电器电路或可控硅电路。