家用电热水器的安全系统工程课程设计

安全系统工程课程设计家用电热水器安全系统分析专业班级：安全工程姓名：学号：指导教师：完成日期：安全系统工程课程设计11摘要1.近年来电热水器已经走进千家万户，但电热水器的种类多种多样，本文通过对电热水器的安全分析，使电热水器以其安全、卫生环保而又安装简便得到了广大消费者的认可。目前逐步逐渐取代燃气热水器成为热水器行业的新宠。尽管电热水器有诸多优点，但仍然在市场上出现了许多的安全问题，如漏电、漏水等，威胁到消费者的人身安全。本设计的研究意义在于分析电热水器事故发生的原因，通过概率计算将这些危险因素按照其对事故发生的贡献来排序，并依此提出合适的电热水器安全解决方案。从利益的角度督促厂家的责任心，以保障消费者的人身安全。2.研究目的：风险是不可避免的，只要有事物的存在，就会伴随着风险，电热水器也不例外。而且电热水器用户众多，在如此大的基数下，风险事故的存在是不可避免的。既然有发生事故的可能性，对风险的预防和研究就显得势在必行。这不仅是对使用者的负责人的表现，还是对社会，对热水器生产商负责。所以本设计不仅对客户有所帮助，对热水器生产商，甚至全社会都有重大意义。3.研究方法：定量定性分析。4.研究结果：对电热水器的风险分析，能为保险公司保费合理的确定和企业的理性投保作出指导性建议。有利于控制电热水器的风险，计算出一个合理的保费。5.研究结论：本次对电热水器的危险因素分析，采用各种方法，增进了对安全系统工程的知识，更深入放入了解了安全系统这门课，同时也了解了更多的热水器的知识。关键词：漏电漏水；千家万户；多种多样；人身安全；消费者安全系统工程课程设计22目录一、家用电热水器的组成及概况………………………………………21、安装要求………………………………………………………42、使用程序………………………………………………………53、电气原理………………………………………………………5二、危险源分析…………………………………………………………6三、安全检查表分析………………………………………………7四、系统安全定性分析…………………………………………………91、事故树的分析程序……………………………………………102、求最小割集和最小径集………………………………………………113、顶上事件发生的概率…………………………………………114、求各个事件的结构重要度系数………………………………115、求各个事件的概率重要度系数………………………………126、求各个事件的临界重要度系数………………………………12五、电热水器常见故障分析和维修……………………………………131、电热水器故障类型及影响分析…………………………142、电热水器原理图故障维修……………………………………16六、安全使用措施及建议………………………………………………17七、结论…………………………………………………………………18八、致谢…………………………………………………………………18参考文献……………………………………………………………19安全系统工程课程设计23一、家用电热水器的组成及概况电热水器作为一种大功率的家电产品，而且由于工作环境是容易导电的多水环境，所以安全要求特别高，对产品质量和安装的要求也因此较一般家电更为严格。在家电的购买和使用中，人们通常认为只要产品是合格的，就能保证使用安全，其实这种认识是片面的，尤其是对电热水器来说，在很多情况下，用合格的产品并不等于可以安全洗浴。在历次发生的电热水器伤人事件中，由合格的知名品牌引起的也不少。我国电热水器的标准是等同采用欧洲的IEC（国际电工委员会）标准。而这个标准要求用户家中的接地线必须是良好的。我们国家由于历史原因很多建筑物接地系统不是良好的，甚至是缺乏的，如装修接错线、线路老化、私拉电线、使用劣质的开关插座、用水管当接地线等，这些都有可能导致地线带电，从而引发触电事故。对于这些，许多消费者并不知情。在这种使用环境下，即使通过IEC检验合格的热水器也不能保证安全的洗浴，由于我国城市用电环境普遍好于农村，如果此次调查涵盖农村用户，结果将更令人触目惊心。但是虽然这些隐患率很高，实际造成的事故率不是很大，但是在如此大的基数下，再小的概率也会造成数目可观的事故。所以电热水器的风险绝对不能忽视。家用电热水器多为贮水式，也就是自来水贮存在内胆中，使用时靠重力或自来水压力将热水送往喷头。热水器内部采用高强度绝缘材料水电隔离(防电墙)，以保证洗浴者绝对安全。其内胆多为不锈钢板制造，其他主要部件均采用铜材料。外壳与内胆之间充注高效聚氨脂发泡保温层，保温性能好，确保断电后数十小时内水温没有太多下降。同时，整体美观大方、坚固耐用。市面上的电热水器，大都采用进冷水、出热水的单向流动方式，对冷水(自来水)水压要求越低越好，以声便居住高层水压不足的用户。热水器设有的非正常工作保护装置，应能保证在内胆无水的情况下，“干烧”时应立即进行断电保护。热水器水温调节和显示，有的采用液体压力式温度控制器，手动刻度盘指示大致温度;新型的则采用电脑板控制调节，数字显示温度。家用电热水器外壳采用不锈钢或塑料。多采用壁挂式，以节约占地面积。也有的采用落地式豪华型，适合卫生间较大、经济富裕的家庭选用。家用热水器的容量一般在20-120L之间，根据用途和人口数食选择不同容量。用于洗浴的4口之家，容量在40.60L就足够了。安全系统工程课程设计34安全系统工程课程设计51、安装要求无论是壁挂式还是落地式，都应垂直安放不得倾斜。对于壁挂式一定要固牢靠，巴为加满水后总重达一百多公斤。电源线多为三芯护套线，其中黄绿双色线是接地线，一定要与电网中的地线连接牢固，以保证人身安全。另两根线接220V交流电源，如果说明书中有特别要求，还要分清零线(蓝色线)和火线(棕色线)。如果电网中没有专用地线，还应自行埋里地线(接地电阻小于4d1)，与热水器上的接地螺丝连接。热水器应使用带开关(控制火线)的专用三线插座，一般热水器上是没有专用电源开关的。2、使用程序(1)安装完毕初次使用时首先把调温阀(调节喷头的出水温度，即混入冷水的多寡)扳向标有“热”字样的这一边，再打开进水阀门注入冷水，等喷头连续出水时表示热水器内胆水已经灌满，关闭进水阀门。(2)合上电源开关，电源指示灯(绿色)亮。表示热水器处于通电状态。(3)顺时针转动控温开关旋钮，红色指示灯亮，表示电源接通且加热开始。当红色指示灯熄灭时，表示水温已经达到设定值，加热自动停止。顺时针转动控温旋钮，温度调节范围为10-8590，最高值设计为8590，以避免内胆中产生过多的水垢，降低加热元件的热效率和使用寿命。(4)淋浴前把调温阀扳到“冷”与“热”中间部位，并打开进水阀门进行出水温度调节，适宜时再行洗浴，要避免冷热过分伤害身体。出水温度由调温阀决定，出水量由进水阀门和冷水水压决定。当淋浴中水温降低时，可将调温阀逐渐调向“热”处，如调在“热”处时出水温度仍低，表明容器内基本无热水。安全系统工程课程设计6对于热水器的绝缘性能国家有严格的规范一般情况下，洗浴中无须断电。当然，洗浴前先行切断电源更安全。一款手动调温、刻度盘指示温度热水器正面外形结构示意图如图所示。(5)加热过程中，由于热胀冷缩的缘故，喷头有少t滴水，属正常现象。(6)一般热水器多为保温型，可以长期连续工作，自动保持内胆中的水温为控温器的设定值。3、电气原理热水器的基本电路如图所示。不同品牌的热水器控温形式不同(图中的控温开关叨，有的是用传统的机械式，更多使用电子数字显示式。前者结构简单，整机价格较低，但温度调节不精确，后者正好相反。无论哪种形式，目的都是①预设温度;②当胆内水温达到预设温度时，自动切断电源停止加热;③当胆内水温低于预设温度时，自动恢复加热。平时，限温保护器TCO和控温开关T都处于闭合状态。擂电后。电流沿L-RI-LEDl-N形成回路，绿灯亮，表示电源接通;同时，电流沿L-TCO-T-H-N形成回路.加热开始;电流沿L-TCO-T-R2-LED2-N形成回路，加热指示灯LED2亮。当胆内水温达到预设值时，安装在胆内的感温元件将信息传达给控温开关T,T动作断开加热回路，加热停止，加热指示灯LED2熄灭，表示水温已达到设定值。当胆内水温低于预设值时，感温元件将信息传达给控温开关T，开关闭合，加热开始，加热指示灯LED2亮。如此周而复始。当有意外情况出现导致内胆温度升高异常时(如“千烧”达100℃以上时)，串联在加热回路中的限温保护器TCO动作，断开加热回路，保护整个热水器不致引起更大损坏。安全系统工程课程设计7二、危险源分析危险源来自热水器漏电，而房屋的接地不良，地线带电导致其它家电带电，一般电热水器根本无法规避。热水器漏电的危险情况包括几种类型：①热水器本身漏电，热水器出水带电；②地线接地不良，其他电器或者环境原因导致地线带电，热水器出水带电；③热水器本身漏电，地线接地不良而带电，跟地线相连接的其他家电带电；④未使用固定三孔插座，且插座未安装在淋浴用水喷溅不到的位置。没有定期检查机身电源线上是否漏电。在传统热水器领域，人们几乎皓首穷经，一度声称“两向防电墙，彻底实现热水器安全”。然而在实践中发现，两向防电墙虽然可以解决热水器出水带电问题，却对于热水器漏电导致的其它家电带电问题束手无策。安全系统工程课程设计8三、安全检查表分析安全检查表有如下优点：①安全检查表能够事先编制，可以做到系统化、科学化，不漏掉任何可能导致事故的因素，为事故树的绘制和分析做好准备。②可以根据现有的规章制度、法律、法规和标准规范等检查执行情况，容易得出正确的评估。③通过事故树分析和编制安全检查表，将实践经验上升到理论，从感性认识到理性认识，并用理论去指导实践，充分认识各种影响事故发生的因素的危险程度（或重要程度）。④安全检查表，按照原因实践的重要顺序排列，有问有答，通俗易懂，能使人们清楚地指导哪些原因事件最重要，哪些次要，促进职工采取正确的方法进行操作，起到安全教育的作用。⑤安全检查表可以与安全生产责任制相结合，按照不同的检查对象使用不同的安全检查表，易于分清责任，还可以提出改进措施，并进行检验。⑥安全检查表是定性分析的结果，是建立在原有的安全检查表基础和安全系统工程之上的，简单易学，容易掌握，符合我国现阶段的实际情况，为安全预测和决策提供坚实的基础。序号检查项目检查内容要点是“√”否“×”备注1电热水器质量是否合格，符合标准；是否在安全期限内；√2安装方法方式进水管是否使用金属管连接；挂钩是否正确连接；√3使用方式首次使用注水量是否已满√4内胆内胆是否完好(不能脱落)√安全系统工程课程设计9四、系统安全定量分析定量分析，指分析一个被研究对象所包含成分的数量关系或所具备性质间的数量关系；也可以对几个对象的某些性质、特性、相互关系从数量上进行分析比较。而事故树分析方法是对从结果到原因描述事件发生的有向逻辑树进行演绎分析，寻求防止结果发生的对策，这种方法称为事故树分析方法。并且具有如下优点：①不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因；②用事故树分析描述事故的因果关系直接、明了，思路清晰，逻辑性强。故选用事故树分析方法来分析。事故树分析（FaultTreeAnalysis，缩写为FTA）方法，是从结果到原因找出与失效或灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的分析法。对事故树进行分析，即不考虑事件发生概率大小，只考虑发生和不发生两种情况，运用布尔代数化简法求取事故树的最小割集（凡能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合）或最小径集（凡是不能导致顶上事件发生最低限度的5用电环境漏电装置是否有效√6电源插座插座质量是否符合标准；是否老化；功率是否符合要求√7接地线是否有接地线；连接是否正确√8家庭用电家庭用电是否正常(不能超负荷用电)√9电热水器生产厂家厂家是否正规;是否符合国家标准要求√检查人张三时间2014.5.30直接负责人李四安全系统工程课程设计10基本事件的集合），及其结构重要度顺序（从事故树结构上反映出基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度）。通过