热水器触电事故调查与要因分析（上）

黄欣 徐豪 陈非

（1.中国家用电器研究院 北京 100176；2.宁波索顿飞羽电器有限公司 浙江宁波 315040）

1 引言

近年来，电热水器触电事故频频发生。网上关于电热水器用电安全的探讨虽然不绝于耳，但却并没有系统性统计和深入分析，基本上都武断地将触电原因归结于电热水器质量不过关和售后服务的不专业，或是对原因的探究最终不了了之。本文通过对网络上120例热水器触电事故的分析，探究电热水器触电死亡事故的深层次原因。

2 热水器触电事故统计结果

根据网络搜集的120例热水器触电事故，87%发生死亡事故，且甚至有2起事故死亡3人之多，死亡总人数达119人，调查结果触目惊心。部分燃气热水器和太阳能热水器结构中包含电子控制部分或直接增加电辅助加热部分，也存在发生触电事故的案例。

本文从120例事故中提取与触电事故原因相关的关键词如表1所示。

另一方面，热水器触电事故对人造成的危害还与使用方式有关，信息中有描述的共计44例，其统计结果如表2所示。

3 接地不良是事故的根本原因

国标中对于I类器具（即其电机防护不仅依靠基本绝缘而且包括一个附加安全防护措施的器具，其防护措施是将易触及的导电部件连接到设施固定布线的接地保护导体上，以使得万一基本绝缘失效，易触及的导电部件不会带电。市场上绝大多数电热水器均属于I类器具），要求是用户家中的接地线必须是良好而可靠的，否则就不应该安装和使用电热水器。

再者，从表1中的关键词分析可知，布线故障、零火线反接、插座漏电、线路老化或相线串线等环境漏电，均不是根本原因，以电热水器漏电和零火线反接为例，国标中通过泄漏电流和电气强度测试考核正常使用中电热水器的漏电流大小和电气绝缘性能，并且测试中要求包含零火反相情况下重复测试。可以看出，以上这些环境漏电因素在接地良好的情况下均不能造成触电事故。而所谓的“热水器漏电”，关键词略显模糊，无法辨别真正原因；且热水器漏电、加热管基本绝缘破坏在接地良好的情况下同样是可以防止事故发生的。

由此可见，实际上造成触电事故并发生伤亡的根本原因为接地不良。而事实上，我国用电环境恶劣，七成以上的家庭用电环境不合格，其中54.2%的家庭无地线或接地不可靠[1]，恰恰与表1中统计的105条触电原因相关的关键词相吻合。

无接地或接地不可靠的恶劣用电环境是我国的国情，而用户是无法检测家庭接地线是否良好。在这种接地缺失的情况下，即使通过检验合格的电热水器也不能保证安全，一旦发生诸如加热管基本绝缘破坏，则会造成巨大的危害。

4 加热管损坏原因

4.1 加热管结构

加热管结构如图1所示，外壳金属管用铜或不锈钢制成，电热丝与金属管之间绝缘填充氧化镁粉，作为加热管的基本绝缘，用于将电热丝与水隔离。

4.2 短路性质漏电

在正常情况（基本绝缘未破坏）下，加热管是安全的，电热丝与金属管外壳隔离，加热管的金属管外壳一般与接地柱相连。但一旦电热丝和金属管外壳导通，则将形成短路性质的漏电，若此时接地良好，那么泄漏电流将通过接地线流走，不会对使用者产生危险，否则，若用户用电环境无接地或接地不良，则出水和用户接地线（网）均带电，造成极为可怕的危害。

加热管造成短路性质漏电的可能情况有两种，如图2、3所示。

氧化镁粉碳化：加热管中的电热丝，寿命有限，按最新的电加热管国家标准《JB/T 4088-2012 日用管状电热元件》中要求，其正常工作寿命应不小于3000小时[2]，但在实际使用中因为生产工艺和使用环境的差异，往往低于该数值。电热丝一旦烧断，在断开的瞬间必然打火拉弧，上千度的弧光完全可以将氧化镁粉烧焦碳化并失去绝缘性，使得加热丝与金属管壁导通，如图2所示，此时金属管外壳直接和相线相同，电压为电源额定电压。

金属管因裂缝、穿孔渗水：如图1所示，用于绝缘隔离电热丝和金属管壁所填充的氧化镁粉为微小颗粒物，颗粒物之间填充必然存在间隙，金属管壁一旦发生诸如穿孔的微小损伤，渗透而入的水充满颗粒间的间隙，使得加热丝与金属管壁通过渗漏水导通，如图3所示，此时金属管外壳根据穿孔点相对加热丝的位置分布带电电压最大可达电源额定电压。

表1 关键词汇总表

表2 热水器触电事故致死/致伤使用方式统计

造成金属管渗水的因素很多，且为几种因素综合作用的结果。

沙眼：金属管壁较薄（0.3～0.5mm），生产中可能产生沙眼。

穿孔：腐蚀穿孔的事故时有发生，是造成金属管渗水最多的原因。

4.3 不锈钢穿孔的形成

不锈钢金属管的穿孔是腐蚀型的含有NaClO（次氯酸钠）的自来水中的Cl-（氯离子）在高温下快速孔蚀的结果。

水的不稳定性：水具有腐蚀性，不锈钢在这种水中，金属表面不能形成钙镁沉积层，使侵蚀性阴离子容易在金属表面吸附并产生活化点，从而发展成孔蚀。

Cl-（氯离子）含量：Cl-是引发不锈钢孔蚀的催化剂，即使在Cl-浓度较低的中性水中，不锈钢也能发生孔蚀[3]。

NaClO（次氯酸钠）含量：实践证明，由于点蚀而导致失效的大部分设备，都是由氯化物和含离子的氯气引起的，特别是次氯酸盐的腐蚀性更强[4]。NaClO（次氯酸钠）是自来水处理常用的杀菌剂、漂白剂。在城市自来水中总是存着一定浓度的NaClO（次氯酸钠），加速不锈钢的腐蚀速度，另外反应产物Cl-（氯离子）作为不锈钢孔蚀的催化剂也加速孔蚀的速度。

温度的影响：温度是不锈钢在介质中腐蚀的重要影响因素，温度越高，腐蚀速度越快。

热疲劳效应：金属管壁长期处于冷热交替环境，那么材料内部在温差变化引起的热应力作用下，产生的孔蚀不断扩展。

此外，金属管不锈钢成分、组织结构也是不锈钢穿孔形成的影响因素。

(未完待续)

[1] 黄敏. 城市家庭用电环境令人堪忧 家用电器开始关注环境漏电[J]. 电器. 2005(12)

[2] JB/T 4088-2012 日用管状电热元件

[3] 张康德. 不锈钢的局部腐蚀. 北京：科学出版社.

1982.78

[4] Fontana F G, Greene N D. Corrosion Engineering. McGraw– Hill Book Co., New York. 1978.51

[5] 黄金钊，韩冰，刘刚，颜民，朱相荣. 热水器不锈钢内胆孔蚀原因的研究. 腐蚀科学与防护技术[J] 2001.11