一种电热水器的防触电保护系统.pdf

本发明采用的一种电热水器的防触电保护系统，包括防触电保护电源检测电路，所述防触电保护电源检测电路设置有继电器一、继电器二、继电器三、光耦合器，其中继电器二为常闭型继电器，继电器一、继电器三为常开型继电器。本发明可在电热水器接地线接地不良状态下或未接地状态下，实现避免触电事故的发生，避免触电事故导致生命伤害和财产损失，产生好的社会经济效益。

1.  一种电热水器的防触电保护系统，其特征在于：包括防触电保护电源检测电路，所述防触电保护电源检测电路设置有继电器一（RELAY1）、继电器二（RELAY2）、继电器三（RELAY3）、光耦合器（U2），其中继电器二（RELAY2）为常闭型继电器，继电器一（RELAY1）、继电器三（RELAY3）为常开型继电器；所述继电器一（RELAY1）、继电器二（RELAY2）、继电器三（RELAY3）的线圈分别与一主控模块连接，由所述主控模块向继电器一（RELAY1）、继电器二（RELAY2）、继电器三（RELAY3）输出控制电源信号；
所述继电器一（RELAY1）的触点A与电源火线（L）连接，触点B与电发热管负载（1）连接；
所述继电器二（RELAY2）的触点A与电源地线（G）连接，触点B与电热水器桶身接地点（2）连接；
所述继电器三（RELAY3）的触点A与继电器二（RELAY2）的触点B连接，触点B连接至光耦合器（U2）中发光二极管的正极；
所述光耦合器（U2）中发光二极管的负极与电源零线（N）连接，光敏三极管的集电极与主控模块的输入端连接，光敏三极管的发射极接地。

2.  根据权利要求1所述的一种电热水器的防触电保护系统，其特征在于：所述防触电保护电源检测电路还设置有突跳式温度开关（S1），所述突跳式温度开关（S1）连接在电发热管负载（1）与电源火线之间的线路上。

3.  根据权利要求1所述的一种电热水器的防触电保护系统，其特征在于：还包括用于将电热水器悬挂于墙壁的金属挂架，所述金属挂架与大地连接。

4.  根据权利要求1所述的一种电热水器的防触电保护系统，其特征在于：所述主控模块包括主控芯片（3）及其外围电路。

5.  根据权利要求4所述的一种电热水器的防触电保护系统，其特征在于：所述主控模块还设置有显示模块，所述显示模块与主控芯片的输出端连接。

6.  根据权利要求4所述的一种电热水器的防触电保护系统，其特征在于：所述主控模块还设置有用于漏电报警的蜂鸣器（4），所述蜂鸣器（4）与主控芯片（3）的输出端连接。

7.  根据权利要求4-6任一所述的一种电热水器的防触电保护系统，其特征在于：所述主控芯片（3）采用单片机芯片。

一种电热水器的防触电保护系统
技术领域
 本发明涉及电热水器技术领域，特别是涉及一种电热水器的防触电保护系统。
背景技术
电热水器作为一种家电产品，近年来备受人们的青睐。电热水器属I类电器，安装时必须为它设置一根专用的保护地线。当用户的三极电源插座上有良好的接地线并且插头与插座接触又是良好的情况下，电热水器使用是非常安全的。但根据市场调查，目前在我国有很多用户安装的电源插座上没有良好的接地线，有些把自来水管当作地线，有些处于悬空状态，有些甚至将插座的地线极连接在电源的零线或火线上。这样以来，用户在使用电热水器时就存在着极不安全的隐患。特别是电源插座的地极并接在火线上，这时电热水器的外壳就直接带电，用户就有直接触电的危险。还有电源插座的地线极并在接在零线上也是极不安全的，万一户外配电线路维修时将火线和零线对换，那么电热水器的外壳也就直接带电。再则如果热水器接线时没有按标准要求接线，将地线与零线错接，地线与火线错接，都会引起触电危险。
现有的电热水器最常用的防触电保护方式是使用零序互感器来检测电热水器是否漏电，这种方式也是在电热水器地线接地可靠的前提下才能有效实现电热水器漏电保护功能，若电热水器地线不能可靠地接地，或者电热水器与接地线接触不良，这种检测方式将失效，从而不能起到漏电保护功能。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电热水器的防触电保护系统。
本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：
一种电热水器的防触电保护系统，包括防触电保护电源检测电路，所述防触电保护电源检测电路设置有继电器一、继电器二、继电器三、光耦合器，其中继电器二为常闭型继电器，继电器一、继电器三为常开型继电器；所述继电器一、继电器二、继电器三的线圈分别与一主控模块连接，由所述主控模块向继电器一、继电器二、继电器三输出控制电源信号；所述继电器一的触点A与电源火线连接，触点B与电发热管负载连接；所述继电器二的触点A与电源地线连接，触点B与电热水器桶身接地点连接；所述继电器三的触点A与继电器二的触点B连接，触点B连接至光耦合器中发光二极管的正极；所述光耦合器中发光二极管的负极与电源零线连接，光敏三极管的集电极与主控模块的输入端连接，光敏三极管的发射极接地。
所述防触电保护电源检测电路还设置有突跳式温度开关，所述突跳式温度开关连接在电发热管负载与电源火线之间的线路上。
本发明还包括用于将电热水器悬挂于墙壁的金属挂架，所述金属挂架与大地连接。
进一步，所述主控模块包括主控芯片及其外围电路。
进一步，所述主控模块还设置有显示模块，所述显示模块与主控芯片的输出端连接。
进一步，所述主控模块还设置有用于漏电报警的蜂鸣器，所述蜂鸣器与主控芯片的输出端连接。
进一步，所述主控芯片采用单片机芯片。
本发明的有益效果是：本发明采用的一种电热水器的防触电保护系统，可在电热水器接地线接地不良状态下或未接地状态下，实现避免触电事故的发生，避免触电事故导致生命伤害和财产损失，产生好的社会经济效益。
附图说明
以下结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的防触电保护电源检测电路的电路原理图；
图2是本发明的主控模块的电路原理图。
具体实施方式
参照图1和图2，本发明的一种电热水器的防触电保护系统，包括防触电保护电源检测电路，所述防触电保护电源检测电路设置有继电器一RELAY1、继电器二RELAY2、继电器三RELAY3、光耦合器U2，其中继电器二RELAY2为常闭型继电器，继电器一RELAY1、继电器三RELAY3为常开型继电器；所述继电器一RELAY1、继电器二RELAY2、继电器三RELAY3的线圈分别与一主控模块连接，由所述主控模块向继电器一RELAY1、继电器二RELAY2、继电器三RELAY3输出控制电源信号；所述继电器一RELAY1的触点A与电源火线L连接，触点B与电发热管负载1连接；所述继电器二RELAY2的触点A与电源地线G连接，触点B与电热水器桶身接地点2连接；所述继电器三RELAY3的触点A与继电器二RELAY2的触点B连接，触点B连接至光耦合器U2中发光二极管的正极（即引脚一）；所述光耦合器U2中发光二极管的负极（即引脚二）与电源零线N连接，光敏三极管的集电极（即引脚四）与主控模块的输入端连接，光敏三极管的发射极（即引脚三）接地。
本实施例中，所述主控模块包括主控芯片3及其外围电路，继电器一RELAY1、继电器二RELAY2、继电器三RELAY3分别与主控芯片3的输出端连接。
所述主控模块还设置有显示模块以及用于漏电报警的蜂鸣器4，所述显示模块、蜂鸣器4分别与主控芯片3的输出端连接。
电热水器接通电源时，主控芯片3输出控制电源信号至继电器一RELAY1、继电器二RELAY2、继电器三RELAY3，使之常开端B和常闭端A处于接通状态，此时若电热水器地线漏电即带电时，按上述连接方式，光耦合器U2引脚四输出低电平，主控芯片3检测到此低电平信号立刻输出控制信号驱动继电器一RELAY1、继电器二RELAY2、继电器三RELAY3断开，切断负载电热管电源和切断桶身的地线连接，并发出声光报警，从而实现避免触电事故的发生。
当输入电源的火线L和零线N接反时，因电热水器外壳接有地线G，根据上述连接方式，在光耦合器U2引脚一和引脚二会产生电位差驱动光耦合器U2引脚四输出低电平，同上述工作原理切断电发热管负载1及地线连接，避免因电源的火线L和零线N接反发生触电事故。
所述防触电保护电源检测电路还设置有突跳式温度开关S1，所述突跳式温度开关S1连接在电发热管负载1与电源火线之间的线路上。在电热水器加温出现异常情况的时候，突跳式温度开关1将跳开断电，有利于保护电热水器的内胆水温不超过最高安全水温。
本防触电保护系统还包括用于将电热水器悬挂于墙壁的金属挂架，所述金属挂架与大地连接。当输入电源的火线L和零线N接反或者电热水器接地线失效的情况下，由于电热水器安装方式是悬挂于墙壁，电热水器可通过金属挂架与大地连接，按上述的连接方式，光耦合器U3引脚一和引脚二会产生电位差，从而驱动光耦合器U2引脚四输出低电平，同上述工作原理，切断负载电热管电源及地线连接，达到避免因电源的火线L和零线N接反发生触电事故的目的。
电热水器发生漏电事故，主要为电热管绝缘不良或者电热管爆管经内胆中的水传导所致以及突跳式温度开关漏电导致。在电热水器接地线接地不良状态下，现有的采用零序互感器漏电保护技术将失效，起不到防触电保护的作用。我国地域广，特别是农村地区的家庭还存在大量的用电线路未接地线的情况，且有的家庭存在地线接地不可靠的情况，这些国情决定了用电安全存在不确定性。本系统可在电热水器接地线接地不良状态下或未接地情况下，避免触电事故的发生，避免触电事故导致生命伤害和财产损失，产生良好的社会经济效益。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。