家用电热水器的安全系统分析
山东交通学院
安全系统工程课程设计
题目：家庭用电热水器系统安全分析
院(系)别 交通与物流工程学院
专 业 安全工程
班 级 安全102
姓 名 _
学 号 1005 _
课 程 名 安全系统工程 _
指导教师
时间：年 到年
摘要： 随着社会的不断发展，很多家庭安装了家用电热水器。电热水器按加
热功率大小可分为储水式（又称容积式或储热式）、即热式、速热式（又称半储
水式）三种；储水式是电热水器的主要形式，按安装方式的不同，可进一步区分
为立式、横式、落地式、槽下式，以及最新上市的与浴室柜一体设计的集成式。
按承压与否，又可区分为敞开式（简易式）和封闭式（承压式）。但是电热水器
是家用电器中发生安全事故最多的产品之一，我国每年都会发生多起电热水器伤
人事件，本文在熟悉电热水器工作原理及构成后，对家庭用电热水器进行系统的
安全定性分析和定量分析，找出导致电热水器事故发生的危险因素，再利用事故
树对其进行安全分析，通过最小割集计算出概率重要度，临界重要度，结构重要
度，并且提出解决危险隐患的安全措施和建议，减少家用电热水器漏电事故的发
生。
关键词： 家用电热水器漏电 . 鱼刺图 . 事故树. 安全措施 Abstract: With the continuous development of society, many families install the
household electric water heater. Electric water heater heating power size can be divided into
the storage type (also known as positive displacement or heat accumulation type), i.e. thermal
type, fast heat type (also called a storage type) three; Is the main form of electric water heater,
water storage type according to the different methods of installation, can be further divided
into vertical, horizontal type, floor type, slot type, and the latest listed and bathroom ark one
integrated design. According to the pressure on it or not, and can be divided into open (simple)
and closed (pressure type). But electric water heater is safety accidents occur most often in
home appliances products, one of several electric water heater incident happens every year in
our country, this article after the familiar with electric water heater working principle and
composition, the safety of the home electric water heater system of qualitative analysis and
quantitative analysis, find out the cause of electric water heater accident risk factors, using
fault tree on the safety analysis, through the calculation of minimum cut sets out the probability
importance and critical importance degree, structure important degree, and puts forward the
safety measures and Suggestions to solve the dangerous, reduce the number of household
electrical water heater leakage accidents from happening.
Keywords: Household electric water heater leakage. Shark fin figure. The accident
tree. The safety measures
目 录
一 研究背景及目的 .................................................................... 4
二 家用电热水器的组成及存在的危险问题 ............................ 4
三 家用电热水器的系统安全定性分析. ................................... 5
四 家用电热水器的系统安全定量分析 .................................... 6
五 安全使用注意事项及建议措施. ........................................... 9
六 结论及心得 .......................................................................... 10
参考文献 ...................................................................................... 10
一 研究背景及目的
1.电热水器是现今家庭必备的家用电器之一，用户使用起来也得心应手，不过涉及到用电安全的热水器产品一旦安装或者产生差错，后果将会不堪设想。电热水器如果安全使用以及如何正确清洁成为了用户生活中常发生的事情。只要有事物的存在，就会伴随着风险，电热水器也不例外。本文通过对家用电热水器的安全问题进行分析研究，如漏电等，找出危害用户的安全隐患，并依此提出合适的电热水器安全解决方案和建议，保护用户的人身安全。
二 家用电热水器的组成及存在的危险问题
1. 家用电热水器由内胆，电加热管，镁阳极棒，保温层，防电墙等组成。
2. 简介：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。
3. 存在的危险问题：
(1)、电源插座功率不足。 从电热水器的规格来分，基本上有1500W、2000W、3000w等，而2000w功率电热水器是使用量最大的热水器，工作电流10A左右，插座至少要用10A以上，才不致于引起故障。
(2)、电源无接地线。无电源接地线是造成电热水器触电的主要原因，电热水器安全方面有一个十分重要的指标，那就是接地电阻不得大于0.1Ω。
(3)、挂钩未装正确. 热水管内胆与外壳固定是由4个钢钉连接的，当热水器储满水时，内胆质量剧增，单靠钢钉是承受不住的，势必引起内胆脱落触电。
(4)、进水管使用塑料软管连接.
(5)、首次使用，贮水不满就通电. 从电热水器的结构可以看出，电热管是竖直安装的，所以安装后，如果没有预先加水，或加水不满就通电，会造成电热管干烧损坏，产生触电危险。
(6)、无接地线、接地不良.
(7)、开关插座质量不合格、开关插座老化.
(8)、装修接错线、家庭用电超负荷等.
(9)、出口敞开式热水器出水口加装阀门。常用出口敞开式电热水器的设计耐水压力为15N／c㎡，当压力超过时，内胆往往会爆裂，引起漏水触电。
三 家用电热水器的系统安全定性分析.
1. 系统安全定性分析是安全系统工程的核心内容，也是安全分析评价的基础。定性分析就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法，对获得的各种材料进行思维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规律。
2. 鱼刺图又称因果分析图，用这种方法分析事故，可以使复杂的原因系统化，条理化，把主要原因搞清楚，也就明确了预防对策，把人的不安全行为和物的不安全状态从大到小，由表及里，一层一层的深入分析。
四 家用电热水器的系统安全定量分析
1. 事故树分析. 事故树是从结果到原因描述事件发生的有向逻辑树，对这种树进行演绎分析，寻求防止结果发生的对策，这种方法就成为事故树分析法。事故树分析从结果开始，寻求结果事件发生的原因事件，是一种逆时序的分析方法。并且事故树也是一种演绎的逻辑分析法，将结果演绎成构成这一结果的多种原因，在按逻辑关系构建，需求防止结果发生的措施。事故树分析（FaultTree Analysis，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。
2. 家用电热水器的事故树图如下：
事故树中相关符号及代表意义
3．求最小割集
T=A1X1=（A2+A3+A4）X1
= (X2+ X3+ X4+ X5+ X6+ A5+A6+A7)X1
= X1 X2+ X1 X3+ X1 X4+ X1 X5+ X1 X6+ X1 X7+ X1 X8+ X1 X9+ X1
X10+ X1 X11+ X1 X12+ X1 X13+ X1 X14
通过化简求得最小割集有：｛X1 X2｝｛X1 X3｝｛X1 X4｝｛X1 X5｝｛X1 X6｝｛X1 X7｝｛X1 X10｝｛X1 X8｝｛X1 X12｝｛X1 X9｝｛X1 X11｝｛X1 X13｝｛X1 X14｝
4．取q1==q2 =q3 =q4=q5 =0.01
q6=q7 =q8 =q9=q10 =0.02
q11=q12 =q13 =q14 =0.03
5.顶上事件发生的概率; P= q1 q2+ q1 q3+ q1 q4+ q1 q5+ q1 q6+ q1 q7+ q1 q8+ q1 q9+ q1 q10+ q1 q11+ q1 q12+ q1 q13+ q1 q14 =0.0026
6.求各个事件的结构重要度系数
根据公式：
I(i)XiKj12ni1
得 In1= 6.5 In2=0.5 In3= In4= ……In13= In14=0.5
7.求各个事件的概率重要度系数
Iq1= q2+ q3+ q4+ q5+ q6+ q7+ q8+ q9+ q10+ q11+ q12+ q13+ q14 =0.26
Iq2=0.01= Iq3 = Iq4= Iq5
Iq6=0.02= Iq7 =Iq8 =Iq9= Iq10
Iq11=0.03= Iq12= Iq13= Iq14
8. .求各个事件的临界重要度系数
Ic1= (q1/P)* Iq1=1
Ic2= Ic3= Ic4= Ic5=0.038
Ic6= Ic7= Ic8= Ic9= Ic10=0.154
Ic11= Ic12= Ic13= Ic14=0.346
由此可以看出：最小割集数目越多，越危险，所以要防止漏电，同时要准确接地，这样可以有效的防止电热水器触电事故的发生。
五 安全使用注意事项及建议措施.
1. 注意事项：
（1）、如果家中不是长期使用热水器的话，尽量关闭热水器，否则既不节能，也大大降低了热水器的寿命。
（2）、条件允许的话，尽量每年对热水器进行一次检查，主要检查加热状况、按键灵敏度、泄水阀是否完好，电管线和支架也要仔细查看。
（3）、每半年对内胆进行一次清理，主要是清理加热管上的水垢，这也是选择大品牌的主要原因，大品牌良好的售后能够保证专业的清洁，而且省去了自己动手研究的辛苦，价格也相对合理。
（4）、热水器使用三年或者以上，就要更换一次加热器和温控器，要由专业的人员来进行更换。
（5）、定期清理花洒和隔水网的污垢，延长热水器使用寿命。
（6）、泄水阀滴水属于正常现象，切勿将其堵死，否则极易产生危险隐患。
（7）、热水器出现质量问题时切勿自己拆卸，一定要联系售后进行维修。
（8）、热水器清洁过程中切勿用水喷洒，也不要用酸性溶液擦拭，如今的热水器外表都比较平整，所以只需用湿润的抹布轻轻擦拭即可。
（9）、热水器的电源尽量配置防水插座。
（10）、电热水器的说明书上一般都会标明使用寿命，到了热水器的使用寿命以后，尽量更换热水器，如果条件不允许就定期的进行检查。
3. 安全措施：
（1）.供电电源必须具备可靠的地线。
（2）.必须使用固定三孔插座，且插座安装在淋浴用水喷溅不到的位置。
（3）.定期（每周）检查机身电源线上的漏电保护开关，禁止使用带开关的插座，以保持漏电保护器正常工作。热水器过冬谨记 三注意和四法则。
六 结论及心得
1.随着人们生活水平的不断提高，电热水器已经走进千家万户。电热水器的安全性是大势所趋。对电热水器的风险分析，能为用户和企业生产作出指导性建议。有利于控制电热水器的风险，保护用户安全。无论是对企业还是对用户都有着极其重要的意义。当然本文因为本人的能力有限，实际经验和数据方面也不是很充足，导致本文难免有考虑不周之处，但它有其实际意义及可操作性。
2. 通过这次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关安全系统工程的有关热水器的危险性分析的方法，掌握了安全检查表和预先危险性分析的定性分析的步骤和技巧，更加掌握了绘制事故树方法和通过事故树计算顶上事件概率、结构重要度、概率重要度的方法。
参考文献
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[2] 罗云，樊运晓，马晓春.风险分析与安全评价[M].化学工业出版社，2006,5
[3] AQ8001-2007 安全评价通则2007
[4] 王立群. 安全工程学[M].徐州：中国矿业大学出版社,2008.10
[5] 李健.安全系统工程[M].北京：机械工业出版社 2010.5
[6] 刘诗飞，詹予忠.重大危险源辨识及危害后果分析[M].化工工业出版社，2004.5