王伯燕 周立國(guó) 徐傳芳 葉至壯

WANG Boyan1 ZHOU Liguo2 XU Chuanfang3 YE Zhizhuang1

1.中國(guó)家用電器研究院 北京 100037；2.廣東美的廚衛(wèi)電器制造有限公司 廣東順德 528311；

3.安徽中認(rèn)倍佳科技有限公司 安徽滁州 239000

1.China Household Electric Appliances Research Institute Beijing 100037; 2.GD Midea Kitchen &Bath Appliances Mfg. Co., Ltd. Shunde 528311;

3.Anhui CQC-CHEARI Technology Co., Ltd. Chuzhou 239000

1 引言

裸露元件式快熱式電熱水器（以下簡(jiǎn)稱裸絲熱水器），是沒有絕緣的電熱元件直接浸沒在水中加熱的產(chǎn)品。因其體積小、熱效率高、不結(jié)垢、使用方便，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率也越來越高。

裸絲熱水器的電熱元件直接與水接觸，完全依靠水的電阻和接地提供防護(hù)。因此，其安全問題引人注目，但是其僅僅符合標(biāo)準(zhǔn)要求（含相關(guān)TC04決議）即可，還是同時(shí)要兼顧國(guó)內(nèi)用電環(huán)境實(shí)際狀況呢？本文以單相I類駐立式裸絲熱水器為例探討泄漏電流要求，希望對(duì)其后期檢測(cè)與認(rèn)證有所幫助。

2 標(biāo)準(zhǔn)要求

裸絲熱水器執(zhí)行的安全標(biāo)準(zhǔn)是GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》和GB 4706.11-2008《家用和類似用途電器的安全 快熱式熱水器的特殊要求》。

GB 4706.1-2005標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于泄漏電流的要求：

“通過用GB/T 12113（idt IEC 60990）中圖4所描述的電路裝置測(cè)量電源的任一極與連接金屬箔的易觸及金屬部件之間的泄漏電流。泄漏電流應(yīng)不超過0.75mA或0.75mA/kW（裸絲熱水器額定輸入功率），兩者中選較大值，但是最大為5mA?！?/p>

GB 4706.11-2008標(biāo)準(zhǔn)中的要求：

“對(duì)于裸絲熱水器，應(yīng)使用裸絲熱水器上標(biāo)明的電阻率的水來進(jìn)行試驗(yàn)。

對(duì)于I類裸絲熱水器，應(yīng)放置于離出水口10mm的水中的金屬篩和接地端子之間測(cè)量泄漏電流。對(duì)于單相裸絲熱水器，應(yīng)按圖1所示，其電熱元件的端子通過選擇開關(guān)依次與電源的每一極連接。

泄漏電流應(yīng)不超過0.25mA。”

其中：

A——進(jìn)水口；

B——出水口；

C——IEC 60990中的圖4電路；

D——金屬篩網(wǎng)；

E——接線端子；

F——熱水器主體；

G——選擇開關(guān)。

圖1單相裸露元件式熱水器泄漏電流測(cè)量線路圖

3 裸絲熱水器的泄漏電流要求

關(guān)于裸絲熱水器的泄漏電流要求，目前行業(yè)存在的幾種觀點(diǎn)：

（1）裸絲熱水器需要確保在地線帶電時(shí)，不會(huì)對(duì)用戶造成傷害。

（2）即使使用說明中聲明了水的電阻率的要求，我國(guó)水質(zhì)差異比較大，有些地方的供水水源的電阻率達(dá)不到1300Ω·cm，而且在實(shí)際使用中，用戶無法判斷供水的電阻率是否都符合產(chǎn)品使用說明規(guī)定的要求。裸絲熱水器需要保證在用低于使用說明要求的電阻率的水進(jìn)行泄漏電流試驗(yàn)時(shí)也能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）用戶使用時(shí)水是易觸及的，而水是導(dǎo)電的，同時(shí)水又接地了，所以泄漏電流要在電源任一極與接地端子之間測(cè)量。

（4）用戶使用時(shí)水是易觸及的，帶電部件（電極）與水之間要符合基本絕緣要求。

（5）裸絲熱水器的水是帶電的，一旦接地系統(tǒng)失效（如：整個(gè)建筑的接地系統(tǒng)接地不良），用戶觸摸其他家電產(chǎn)品的接地金屬外殼時(shí)，導(dǎo)致相當(dāng)于直接觸摸到該裸絲熱水器的接地端子處的水路，易造成觸電傷害。

（6）在城中村、城鄉(xiāng)結(jié)合部以及鎮(zhèn)一級(jí)的地區(qū)，存在很多自建房，接地不規(guī)范或者沒有接地，用在這些地方的裸絲熱水器的安全保護(hù)等級(jí)不限于GB 4706.11-2008標(biāo)準(zhǔn)和TC04技術(shù)專家組2012-TC04-3號(hào)《關(guān)于裸露元件式熱水器產(chǎn)品CCC認(rèn)證技術(shù)要求的技術(shù)決議》，應(yīng)該要求更高等級(jí)的保護(hù)。

（7）在實(shí)際安裝過程中，裸絲熱水器功率較大，采用固定布線安裝，需要安裝工人通過接線端子或者小型斷路器連接到家庭電網(wǎng)。因?yàn)槿藛T專業(yè)性的問題，存在一定幾率的L、N線反接問題，這種情況下，熱水器中N線會(huì)帶電，通過水介質(zhì)傳導(dǎo)，即使在待機(jī)狀態(tài)下，地線也存在泄漏電流，而且可能超過10mA，裸絲熱水器應(yīng)對(duì)此情況提供防護(hù)，避免對(duì)用戶造成傷害。

4 本文觀點(diǎn)

4.1 關(guān)于水的電阻率以及水帶電問題

國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)TC04技術(shù)專家組2012-TC04-3號(hào)決議，對(duì)裸絲熱水器如何確保電阻率符合使用說明要求進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定：

“1、確保在不同水質(zhì)下使用時(shí)流經(jīng)熱水器的水的電阻率不會(huì)降低到產(chǎn)品明示要求；

2、當(dāng)供水電阻率降低到明示要求時(shí)，裸絲熱水器能夠提供相應(yīng)的措施（或裝置）防止由此導(dǎo)致的可能危險(xiǎn)發(fā)生。如：當(dāng)供水電阻率降低到明示要求時(shí)，裸絲熱水器能夠提供切斷電源等停止裸絲熱水器工作的措施（或裝置）。

上述措施（或裝置）應(yīng)隨熱水器一起提供，不應(yīng)僅在使用說明中提示使用者選配或另購(gòu)。在進(jìn)行CCC認(rèn)證檢測(cè)時(shí)該措施（或裝置）應(yīng)隨熱水器一起送樣檢測(cè)，并滿足整機(jī)安全要求?！?/p>

只要裸絲熱水器按照上述決議要求設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，產(chǎn)品就能確保在水源電阻率低于產(chǎn)品使用說明要求時(shí)，產(chǎn)品會(huì)切斷電源，確保水不會(huì)帶電，不會(huì)對(duì)用戶造成傷害。

圖2裸絲熱水器泄漏電流測(cè)試示例（電源L極與金屬箔之間）

圖3裸絲熱水器泄漏電流測(cè)試示例（電源L極與水之間）

圖4 裸絲熱水器泄漏電流測(cè)試示例

4.2 關(guān)于接地系統(tǒng)帶電及接地系統(tǒng)異常問題

接地系統(tǒng)安全有效可靠不是靠GB 4706標(biāo)準(zhǔn)來保證的，而是由電力法、電力供應(yīng)與使用條例、GB 14050-2008《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》、 GB 16895.3-2017《低壓電氣裝置 第5-54部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝 接地配置和保護(hù)導(dǎo)體》來保證的。

由國(guó)務(wù)院電力管理部門負(fù)責(zé)監(jiān)督管理全國(guó)電力事業(yè)，電力設(shè)施、受電設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工都要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；電力企業(yè)需要定期對(duì)電力設(shè)施進(jìn)行檢修和維護(hù)，保證其正常運(yùn)行。GB 14050-2008標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了供電系統(tǒng)的接地型式及安全要求，當(dāng)?shù)鼐€帶電時(shí)，供電系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)切斷供電。GB/T 16895.3-2017標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑物電氣裝置的保護(hù)接地的導(dǎo)體材質(zhì)、橫截面積進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。房屋裝修、改造時(shí)，電工必須在取得國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)派出機(jī)構(gòu)頒發(fā)的《電工進(jìn)網(wǎng)許可證》，并注冊(cè)后持證上崗；國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)派出機(jī)構(gòu)需要對(duì)轄區(qū)內(nèi)從事進(jìn)網(wǎng)作業(yè)的電工實(shí)行跟蹤管理。接地系統(tǒng)帶電及接地異常應(yīng)該由供電企業(yè)解決的問題，而不應(yīng)由家用電器來解決。

4.3 關(guān)于泄漏電流試驗(yàn)位置的問題

GB 4706.1-2005標(biāo)準(zhǔn)中13.2條款明確規(guī)定了泄漏電流的測(cè)量位置為電源的任一極與連接金屬箔的易觸及金屬部件之間。該標(biāo)準(zhǔn)還給出了易觸及部件的定義：

“易觸及部件 accessible part

用IEC 61032的B型試驗(yàn)探棒能觸到的部件或表面，如果該部件或表面是金屬的，則應(yīng)包括與其連接的所有導(dǎo)電性部件?！?/p>

由定義可以看出，裸絲熱水器在使用過程中用戶雖然能觸及到水，但水不屬于金屬部件。所以裸絲熱水器泄漏電流的測(cè)試位置如下：

（1）按照GB 4706.1-2005標(biāo)準(zhǔn)中13.2要求，測(cè)量電源的任一極與絕緣材料表面金屬箔之間的泄漏電流（見圖2、圖3）。

將數(shù)字萬用表跨接在人體網(wǎng)絡(luò)C1電容兩端，人體網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量端子A連接到電源的L極，測(cè)量端子B連接到被測(cè)樣品絕緣外殼表面的金屬箔。人體網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量端子A還需要連接到電源的N極重復(fù)上述測(cè)試。

將數(shù)字萬用表跨接在人體網(wǎng)絡(luò)C1電容兩端，人體網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量端子A連接到電源的L極，測(cè)量端子B連接到出水口的水流。人體網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量端子A還需要連接到電源的N極重復(fù)上述測(cè)試。

（2）按照GB 4706.11-2008標(biāo)準(zhǔn)中13.2增加的要求，測(cè)量金屬篩和接地端子之間的泄漏電流（見圖4）。

將數(shù)字萬用表跨接在人體網(wǎng)絡(luò)C1電容兩端，人體網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量端子A、B分別連接到被測(cè)樣品接地極和放置在離被測(cè)樣品出水口10mm的金屬網(wǎng)篩。通過變換空氣開關(guān)上的接線端子的線序?qū)崿F(xiàn)換相。

有人認(rèn)為考慮到我國(guó)的實(shí)際用電環(huán)境，會(huì)存在接地不可靠或者沒有接地的情況，裸絲熱水器需要確保電源任一極與接地端子之間的泄漏電流也符合GB 4706標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。這種理解是錯(cuò)誤的，理由見本文觀點(diǎn)4.2“關(guān)于接地系統(tǒng)帶電及接地系統(tǒng)異常問題”。

5 結(jié)語

建筑部門及供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行供電系統(tǒng)相關(guān)國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的要求，保證供電的安全、有效、可靠，只有這樣才能確保裸絲熱水器等I類家用電器的使用安全。要想徹底解決“地線帶電、水帶電”等問題，必須從家用電器的本身的絕緣要求和外部供電環(huán)境的安全要求兩方面去解決才是行之有效的，正所謂“各司其職、各負(fù)其責(zé)”。裸絲熱水器應(yīng)按照相關(guān)TC04決議要求設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，確保在不同水質(zhì)下使用時(shí)流經(jīng)熱水器的水的電阻率不會(huì)降低到產(chǎn)品明示要求，當(dāng)供水電阻率降低到明示要求時(shí)，裸絲熱水器能夠提供相應(yīng)的措施（或裝置）防止由此導(dǎo)致的可能危險(xiǎn)發(fā)生。以上是筆者對(duì)裸絲熱水器泄漏電流測(cè)試的粗淺看法，供各位同行和專家參考，不妥之處敬請(qǐng)指正。