Способ защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами

 

Способ защиты предназначен для использования в электроэнергетике и может быть использован в бытовых и промышленных электроводонагревателях. Способ защиты заключается в использовании заземления одних и зануления других элементов, понижающих электрические потенциалы воды на входе и выходе электроводонагревателя. Причем в случае неисправности цепи нулевого провода сети прекращают протекание воды в сливном патрубке электроводонагревателя и таким образом дублируют указанную защиту трижды. Изобретение обеспечивает повышение надежности защиты и снижение стоимости реализации способа защиты.

Изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться в бытовых и промышленных электроводонагревателях.

Известен способ снятия электрических потенциалов воды на входе и выходе электроводонагревателя, реализованный в проточном электроводонагревателе, содержащем несколько отдельно расположенных в корпусе секций для нагрева воды с резистивными нагревательными элементами, электроизолированными от воды, с регулировкой температуры воды. При этом электрический потенциал сетевого напряжения, подаваемого на нагревательные элементы, не переходит на нагреваемую воду, что обеспечивает электробезопасность при использовании этого водонагревателя /патент Великобритании N 1523763, кл. F 24 H 1/20, 1978 г./.

Недостатком такого способа являются сложность конструкции водонагревателя из-за применения относительно сложных регуляторов потребляемой водонагревателем мощности и нескольких резистивных нагревательных элементов с теплоизоляцией, необходимость электроизоляции их от труб с водой, возможное их перегорание, определенная инерционность нагрева воды из-за дополнительного времени на нагрев резистивных элементов, электроизоляционного материала и с относительно большими габаритами деталей конструкции водонагревателя/трубы, крепежные детали/, а также большие габариты водонагревателя и высокая его стоимость.

Недостатком данного водонагревателя является также его неэкономичность из-за относительно большой теплоотдачи при большой общей наружной поверхности секций с нагревательными элементами и из-за потерь энергии на нагрев нагревательных элементов, электроизоляционного материала и деталей его конструкции; кроме того, из-за малой теплопроводности электроизоляционного материала и воды необходима дополнительная мощность для обеспечения ее нагрева до требуемой температуры на выходе водонагревателя при требуемом объеме воды, протекающей через него за единицу времени. При большей потребляемой мощности соответственно подводящие сетевые провода должны иметь большее сечение, что такае ограничивает возможность его применения.

Кроме того, при неисправности электроизоляции нагревательных элементов и цепи заземления труб с водой водонагревателя возможно поражение электрическим током, так как при этом вода на выходе водонагревателя может иметь электрический потенциал, превышающий безопасное напряжение.

Известен способ защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами, не имеющий отмеченных выше недостатков способа с применением в электроводонагревателе резистивных нагревательных элементов, по которому эту защиту осуществляют за счет понижения электрических потенциалов воды на входе и выходе электроводонагревателя путем заземления одних и зануления других элементов, понижающих эти потенциалы воды, и в случае неисправности цепи зануления этих элементов от пластин-электродов отключают сетевой фазовый провод с помощью контакта /контактов/ электромагнитного устройства, снимая электрические потенциалы воды на входе и выходе электроводонагревателя, и таким образом обеспечивают дублирование указанной защиты трижды /патент РФ N 2115067, кл. F 24 H 1/20, 1996 г./.

Вышеуказанным электромагнитным устройством может быть реле или автоматический выключатель, предохраняющий сеть от токовых перегрузок, с дополнительным электромагнитным устройством с присоединенной к сети после контакта автоматического выключателя его обмоткой, которая при неисправности цепи нулевого провода сети обесточивается, и при этом выключают автоматический выключатель, тем самым снимая электрические потенциалы воды на входе и выходе водонагревателя, и таким образом дублируют вышеуказанную защиту трижды - при заземлении одних вышеуказанных элементов и занулении других таких элементов.

Автоматический выключатель отключают следующим образом: дополнительная пружина действует на выключающую этот выключатель деталь - при токовой перегрузке, а электромагнитное устройство - соленоид силой своего магнитного поля компенсирует силу пружины и после его обесточивания пружина, действуя на эту деталь, выключает автоматический выключатель.

Недостатком этого способа защиты от поражения электрическим током является то, что по сравнению с заводским автоматическим выключателем конструкция автоматического выключателя по этому способу существенно усложняется из-за вышеуказанных дополнительных элементов, что соответственно увеличивает его стоимость. Кроме того, стоимость разработки такой конструкции автоматического выключателя и технологической оснастки для его изготовления в специализированном конструкторском бюро достаточно высока, и ее выполнение потребует большого времени; возможны и определенные организационные осложнения при решении вопроса о производстве такого автоматического выключателя в специализированном производстве.

По этому способу возможно применить электромагнитное реле на относительно большую мощность, обеспечивающее коммутацию достаточно больших токов в сети 220 В, однако его стоимость достаточно высока.

Задачей изобретения является снижение стоимости реализации способа защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами при дублировании вышеуказанной защиты трижды.

Задача решается тем, что в таком электроводонагревателе, с использованием заземления одних и зануления других элементов, понижающих электрические потенциалы воды на его входе и выходе, в случае неисправности цепи нулевого провода сети прекращают протекание воды в сливном патрубке водонагревателя и таким образом дублируют защиту от поражения электрическим током трижды.

Прекращение протекания воды в сливном патрубке в указанном случае осуществляют с помощью заслонки на входе водонагревателя, управляемой электромагнитным устройством, например, соленоидом, от которого в этом случае отключается напряжение. Водонагреватель устанавливается так, чтобы при закрытой заслонке, прекращающей поступление в него воды, вода из водонагревателя не выливалась.

При указанном расположении заслонки на входе водонагревателя в случае отсутствия заземления крана, из которого вода подается в водонагреватель, при закрытой заслонке /из ферромагнитного металла с электроизоляцией/ электрический потенциал крана близок к нулю. Устанавливать заслонку на выходе водонагревателя нежелательно, так как и при заземлении крана возможны неисправности в его заземлении, что может привести к поражению электрическим током, так как электрический потенциал крана при этом может быть больше допустимого напряжения.

Стоимость вышеуказанных узлов при реализации предлагаемого способа невысока.

Использование предлагаемого способа в проточных электроводонагревателях с пластинами-электродами, экономичными, быстродействующими, малогабаритными и более дешевыми по сравнению с проточными электроводонагревателями с резистивными нагревательными элементами, в сочетании с заземлением и занулением элементов, указанных в отмеченном выше патенте РФ, то есть при дублировании защиты от поражения электрическим током трижды, обеспечивает электробезопасность этих электроводонагревателей.

Формула изобретения

Способ защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами с использованием заземления одних и зануления других элементов, понижающих электрические потенциалы воды на его входе и выходе, отличающийся тем, что в случае неисправности цепи нулевого провода сети прекращают протекание воды в сливном патрубке электроводонагревателя и таким образом обеспечивают дублирование защиты от поражения электрическим током трижды.