铁道客车电热水器防干烧模拟试验方法探究

李江吉，赵志刚，闫文玉

(1.中国铁路西安局集团有限公司 西安机车车辆监造项目部，陕西 西安 710086；2.中车西安车辆有限公司，陕西 西安 710086)

1 问题提出

电热水器是铁路客车必不可少的生活设备，关系到旅客的健康饮水问题，也是客车防火安全的重点。随着检修车种车型的增多，电热水器种类、型号也日趋增多。不同生产厂家生产的电热水器防干烧原理不同，大多数电热水器防干烧原理是通过触发保护装置切断电路来实现保护功能，厂修时很难实现电热水器防干烧保护试验。

《铁路客车电气装置检修规则》[1](以下称《电规》)6.13.1.3条规定：“净水器滤芯、防干烧保护器、水位传感器、橡胶件、隔热材料、炉体配线、紧固件更新”；6.13.2(8)条规定：“防干烧保护：排净加热腔存水，并使缺水保护功能失效，关闭进水阀，开启加热电源，当加热腔温度达到110 ℃、最高不超过130 ℃时，防干烧功能动作，自动切断加热电源，并不可自动恢复”。如果直接照搬该条款场景要求进行防干烧试验会造成更新过的防干烧保护器(除使用热敏电阻者除外)损坏，不仅增加成本，同时还会对加热腔造成损坏，达不到无损进行防干烧保护功能的试验要求。

因此，如何实现电热水器防干烧功能试验要求，同时不损坏防干烧保护器及加热腔成了急需解决的一大难题。

2 无法实现试验要求的原因分析

《电规》中第6.13.2(8)条提出了对于防干烧功能动作的要求，但将上述要求直接转化为对应的试验步骤时存在如下问题：

(1) 如何确保检测防干烧功能动作时加热腔温度在110～130 ℃范围内；

(2) 试验会造成更新过的防干烧保护器(使用热熔断器者)损坏，反复试验会加大成本，且无法保证新防干烧保护器性能良好；

(3) 排尽加热腔内水后，110～130 ℃的温度会造成加热腔的损坏。

因此，将《电规》中的相关要求直接转化为试验步骤的方法对于验证电热水器防干烧保护功能有待完善。

3 可行性方案研究

防干烧保护试验本身带有一定的破坏性，其目的是验证通过触发电路中的保护装置，切断加热电路，使加热元件无法工作，避免造成干烧。因此，应该从防干烧原理入手，对防干烧保护电路进行分析，根据防干烧保护控制原理及各元器件动作参数，合理制定试验方法。

对需检修的电热水器生产厂家、型号、原理进行梳理分析后，形成以下2种解决方案：(1)方案一，采用对防干烧保护探头加热的方法，通过观察指示灯变化情况确定防干烧功能是否良好；(2)方案二，根据不同型号电热水器防干烧保护原理，制定包括“两步走、拆分法”在内的模拟试验方法。2种方案的可行性对比见表1。

表1 2种方案的可行性对比表

通过对上述2种方案的可行性分析，最终确定采用方案二。

4 实施方案

4.1 采用热敏电阻的电热水器(WSD系列)

取出防干烧取样温度探头，将数字温度计的探头与防干烧取样温度探头绑在一起，在电热水器正常工作的情况下用热风枪对其进行缓慢加热(热风枪需与取样温度探头保持10 mm以上距离，避免造成损坏)，当防干烧取样温度探头达到110 ℃、最高不超过130 ℃时，防干烧功能应动作，自动切断加热电源，并不可自动恢复。

4.2 采用热熔断器的电热水器(KSQ系列)

(1) 每批次热熔断器进厂时随机抽取1件进行以下试验(破坏性试验)：将热熔断器放在环境温度箱内，设置温度上限为140 ℃，当温度达到110 ℃及以下时用万用表测试其通断情况，应为“通”；在环境温度继续上升的过程中，热熔断器“断”时的温度应不大于130 ℃，则说明该批次热熔断器合格。

(2) 断开电热水器总电源，将热熔断器导线从端子排上拆下，用导线将两接线点连通，合上电热水器总电源，电热水器需工作正常；将导线从接线端子处断开，防干烧功能应动作，自动切断加热电源，并不可自动恢复。

4.3 采用压力温度控制器的电热水器(TCL系列)

(1) 每批次压力温度控制器进厂时抽取10%进行以下试验：将压力温度控制器放在环境温度箱内，设置温度上限为140 ℃，当温度达到110 ℃及以下时用万用表测试其通断情况，应为“断”；在环境温度继续上升的过程中，压力温度控制器 “通”时的温度应不大于130 ℃，则说明该批次压力温度控制器合格。

(2) 在电热水器正常工作的情况下，取下压力温度控制器，电热水器电源需切断，并不可自动恢复。

5 试验验证

通过电热水器防干烧“两步走、拆分法”模拟试验方法的实施，电热水器防干烧功能试验从难以实现变为快速无损实现。根据试验现场情况，分别对采用热敏电阻、热熔断器、压力温度控制器的3台电热水器进行了试验，试验结果见表2。

表2 电热水器防干烧“模拟试验”工艺方案实施统计表

从表2不难看出，“两步走、拆分法”试验方法将电热水器防干烧功能试验分割为两步：第一步试验防干烧取样温度探头功能是否正常，第二步试验电热水器本身的控制系统功能是否正常。通过“两步走”，轻松实现了电热水器防干烧保护试验，避免了造成配件的大量浪费，同时确保了控制系统功能的正常检测。