CN113341336A - 一种漏电检测系统及电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种漏电检测系统及电热水器，漏电检测系统包括漏电检测模块和电控模块，还包括断电模块和/或报警模块。其中，漏电检测模块包括被测导体、探测导体以及探测电路，被测导体与探测导体构成感应电容，被测导体与被测点电连接，探测导体与探测电路的输入端电连接，探测电路的输出端与电控模块电连接，电控模块与断电模块和/或报警模块电连接。本发明通过设置被测导体和探测导体构成感应电容，可以感应漏电电压，即采用非电气接触的方法检测出待测点位置是否带电，与现有技术相比，安全性和可靠性更高。

Description

一种漏电检测系统及电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种漏电检测系统及电热水器。

背景技术

现有的电热水器，部分带有防电墙，防电墙(Safe Care)是一种简称，是“水电阻衰减隔离法”，是利用了水本身所具有的电阻(如国标规定自来水在15℃时电阻率应大于1300Ω.cm)，通过对电热水器内通水管材质的选择(绝缘材料)，管径和距离的确定形成“隔电墙”。当电热水器通电工作时，加热内胆的水即使有电，也会在通过“隔电墙”时被水本身的电阻衰减掉而达到将电隔离的目的，使热水器进出水两端达到几乎为零的电压和0.02mA/kw以下的极微弱电流。

对于带有防电墙的电热水器一般缺少漏电检测装置，此类电热水器虽然可防止用户在用水时触电，但漏电不能被用户发觉，仍然存在安全隐患。

对于不带有防电墙的电热水器，一般设有漏电检测装置，可以使用漏电保护插头或漏电保护线圈，依靠火线和零线上电流差异超过一定值来触发保护动作；还可以通过感应内胆与墙体之间的电压来判断是否漏电。

但是带漏电保护插头和漏电保护线圈的热水器，需要足够的漏电电流才得以触发保护动作，即需要先电到用户才跳闸，体验不佳，且万一跳不开也存在很大危险。带感应内胆与墙体之间的电压来判断是否漏电的电热水器，如果墙体未良好接地，有可能漏电时探测不到，此种漏电检测方法也不是很可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种漏电检测系统及电热水器，以解决现有电热水器在进行漏电检测时存在安全隐患以及检测可靠性不高的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种漏电检测系统，包括漏电检测模块和电控模块，还包括断电模块和/或报警模块，其中，所述漏电检测模块包括被测导体、探测导体以及探测电路，所述被测导体与所述探测导体构成感应电容，所述被测导体与被测点电连接，所述探测导体与所述探测电路的输入端电连接，所述探测电路的输出端与所述电控模块电连接，所述电控模块与所述断电模块和/或所述报警模块电连接。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述探测电路的电位参考点与金属件电连接。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述金属件为电热水器的壳体或印刷电路板上的铜箔层。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述被测导体与所述探测导体的耦合区以及所述探测电路的外围设置有电磁屏蔽结构。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述电磁屏蔽结构为由导线绕设而成的螺旋屏蔽层。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述导线为交流零线、或直流电路系统中的铺地线、或供电系统中的保护地线。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述导线为交流零线和交流火线。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述被测导体、所述探测导体以及所述探测电路设置在印刷电路板的第一基板上；

所述电磁屏蔽结构为所述第一基板或相邻第二基板上位于所述被测导体、所述探测导体以及所述探测电路外围的铜箔层。

作为漏电检测系统的优选技术方案，所述电磁屏蔽结构为金属罩。

一种电热水器，包括以上任一项所述的漏电检测系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的漏电检测系统，包括漏电检测模块、电控模块、以及断电模块和/或报警模块。其中，漏电检测模块包括被测导体、探测导体以及探测电路，被测导体与探测导体构成感应电容，被测导体与被测点电连接，探测导体与探测电路的输入端电连接，探测电路的输出端与电控模块电连接，电控模块与断电模块和/或报警模块电连接。

通过设置被测导体和探测导体构成感应电容，可以感应漏电电压，即采用非电气接触的方法检测出待测点位置是否带电，与现有技术中采用检测漏电电流来检测漏电的技术方案相比，本发明在用户发生触电之前即可检测出漏电，安全性更高；另外，与现有技术中感应内胆与墙体之间的电压的技术方案相比，本发明不涉及墙体，即使墙体未良好接地，也不影响漏电检测，可靠性更高。

附图说明

图1是本发明漏电检测系统的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种漏电检测系统，包括漏电检测模块和电控模块，还包括断电模块和/或报警模块。其中，漏电检测模块包括被测导体、探测导体以及探测电路，被测导体与探测导体间隔设置，以构成感应电容，被测导体与被测点电连接，探测导体与探测电路的输入端电连接，探测电路的输出端与电控模块电连接，电控模块与断电模块和/或报警模块电连接。

电容的定义为，两个相互靠近的导体，中间夹着一层绝缘介质。在本实施例中，探测导体和被测导体为两个相互靠近的导体，两者之间的空气为绝缘介质。

被测点可以是电热水器的加热管、壳体或内胆。电热水器的用电隐患包括，加热管外部金属管被锈蚀，同时管内绝缘层有裂纹，造成管内加热丝与水接触，产生漏电；或者，热水器的内胆漏电，而热水器的内胆和壳体通过电阻连接；或者，内部电路有短路或者断路，造成电线与壳体接通，产生漏电。本实施例可将被测导体与加热管或壳体电连接，也可将被测导体通过电阻与内胆电连接，以检测电热水器是否漏电。

探测电路包括放大器，以对探测导体上感应的电压进行放大，可以使得探测导体上感应的电压信号更加清晰，经过处理的感应电压信号可以直接输入至后级电路中。

断电模块可以为加热管火线继电器，也可以为加热管零线继电器，以在机器漏电时切断机器的供电。报警模块可以为声音报警模块或代码报警模块或图形报警模块或灯光报警模块，以在机器漏电时发出警报提醒用户。

当热水器出现漏电，市电220V的交流电压会先传输至电热水器的被测点位置，之后传输至被测导体上，被测导体上产生的电压变化耦合到探测导体上，探测电路通过检测探测导体的耦合电压能够检测被测导体的电压变化，从而检测被测点位置的漏电，并在检测到漏电时控制断电模块切断电热水器的供电电源和/或控制报警模块发出警报。

通过设置被测导体和探测导体构成感应电容，可以感应漏电电压，即采用非电气接触的方法检测出待测点位置是否带电，与现有技术中采用检测漏电电流来检测漏电的技术方案相比，本实施例在用户发生触电之前即可检测出漏电，安全性更高；另外，与现有技术中感应内胆与墙体之间的电压的技术方案相比，本实施例不涉及墙体，即使墙体未良好接地，也不影响漏电检测，可靠性更高。

进一步地，探测电路的电位参考点(例如直流地节点)与金属件电连接。示例性的，采用工频变压器作为电源模块主体的电路系统，一般共模干扰都比较高，探测电路容易对电压出现不正确的判断。本实施例通过将探测电路的电位参考点与金属件连接，能够降低电位参考点对空间的阻抗，使得电位参考点的浮地电压更低，从而使得探测电路能更加准确的测量出感应到的电压，提高了探测电路检测的准确性。

可选地，金属件可以为电热水器的壳体，一方面，壳体面积较大，能够有效降低电位参考点的浮地电压；另一方面，无需增加额外部件，节省成本。或者，金属件还可以是印刷电路板(Printed Circuit Boards，PCB)上的铜箔层，印刷电路板是电子元器件电气连接的提供者，采用印刷电路板能够大大减少布线和装配的差错，电热水器的各电子元器件之间通过印刷电路板实现电气连接，故可直接利用电热水器现有的印刷电路板，也无需增加额外部件，节省成本。当然，除此之外，金属件还可以是额外增加的部件，例如金属板或者印刷电路板。

进一步地，被测导体与探测导体的耦合区以及探测电路的外围设置有电磁屏蔽结构，该电磁屏蔽结构能够防止被测导体与探测导体的耦合区及探测电路受到周围其他电磁的干扰，进一步提高了检测的准确性。

在本实施例中，电磁屏蔽结构为由导线绕设而成的螺旋屏蔽层，成本低。可选地，导线可以为单线，例如交流零线、或直流电路系统中的铺地线、或供电系统中的保护地线，无需新增导线，节省成本。

可选地，导线还可以为双线，例如交流零线和交流火线共同绕设形成螺旋屏蔽层。示例性的，用户家中可能存在零火线反接的情况，若此时采用单线(如交流零线)，则有可能出现误用了交流火线的情况，从而导致探测电路检测错误。本实施例通过采用交流零线和交流火线共同绕设形成螺旋屏蔽层，能够避免上述情况，因为零线能够将火线对探测电路的干扰抵消，从而保证探测电路能正常工作。

实施例二

本实施例提供一种电热水器的漏电检测系统，其与实施例一和实施例二提供的电热水器基本相同，不同之处仅在于，被测导体、探测导体以及探测电路设置在基板上，基板例如可以是印刷电路板的第一基板，电磁屏蔽结构为第一基板或相邻第二基板上位于被测导体、探测导体以及探测电路外围的铜箔层。这样设置使得漏电检测模块的结构简单且成本较低。

实施例三

本实施例提供一种电热水器的漏电检测系统，其与实施例一提供的电热水器的漏电检测系统基本相同，不同之处仅在于，电磁屏蔽结构为金属罩，简单易实现。

实施例四

本实施例提供一种电热水器，包括如实施例一、实施例二或实施例三所述的电热水器的漏电检测系统。

本实施例提供的电热水器，通过设置被测导体和探测导体构成感应电容，可以感应漏电电压，即采用非电气接触的方法检测出待测点位置是否带电，与现有技术中采用检测漏电电流来检测漏电的技术方案相比，本发明在用户发生触电之前即可检测出漏电，安全性更高；另外，与现有技术中感应内胆与墙体之间的电压的技术方案相比，本发明不涉及墙体，即使墙体未良好接地，也不影响漏电检测，可靠性更高。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种漏电检测系统，其特征在于，包括漏电检测模块和电控模块，还包括断电模块和/或报警模块，其中，所述漏电检测模块包括被测导体、探测导体以及探测电路，所述被测导体与所述探测导体构成感应电容，所述被测导体与被测点电连接，所述探测导体与所述探测电路的输入端电连接，所述探测电路的输出端与所述电控模块电连接，所述电控模块与所述断电模块和/或所述报警模块电连接。

2.根据权利要求1所述的漏电检测系统，其特征在于，所述探测电路的电位参考点与金属件电连接。

3.根据权利要求2所述的漏电检测系统，其特征在于，所述金属件为电热水器的壳体或印刷电路板上的铜箔层。

4.根据权利要求1所述的漏电检测系统，其特征在于，所述被测导体与所述探测导体的耦合区以及所述探测电路的外围设置有电磁屏蔽结构。

5.根据权利要求4所述的漏电检测系统，其特征在于，所述电磁屏蔽结构为由导线绕设而成的螺旋屏蔽层。

6.根据权利要求5所述的漏电检测系统，其特征在于，所述导线为交流零线、或直流电路系统中的铺地线、或供电系统中的保护地线。

7.根据权利要求5所述的漏电检测系统，其特征在于，所述导线为交流零线和交流火线。

8.根据权利要求4所述的漏电检测系统，其特征在于，所述被测导体、所述探测导体以及所述探测电路设置在印刷电路板的第一基板上；

所述电磁屏蔽结构为所述第一基板或相邻第二基板上位于所述被测导体、所述探测导体以及所述探测电路外围的铜箔层。

9.根据权利要求4所述的漏电检测系统，其特征在于，所述电磁屏蔽结构为金属罩。

10.一种电热水器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的漏电检测系统。

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