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摘 要：本文从我段配属客车装用的TCL-12电热开水器出现的干烧情况，分析找出客车电热开水器二次保护失效的原因。根据其工作原理，提出对温控器检测试验策略，消除电热开水器干烧隐患，从而提高客车电热开水器检修质量。
关键词：电热开水器；干烧；温度控制器；检测；试验
随着铁路客车的发展，旅客对乘车出行要求不断提高，而良好的乘车和就餐条件，为旅客的出行提供了舒适便捷的环境。铁路客车电热开水器作为列车安全卫生的饮用水供给设备，是铁路客车重要的电气设备，利用列车集中供电电源，具有高效节能，热效率高，产水量稳定，清洁卫生，全自动连续工作等特点，对旅客乘车舒适性有着重要的影响。铁路客车电热开水器工作环境较民用茶炉不同，长期随列车动态运行，安全可靠性要求更高，具有缺水和防干烧双重保护。近年来，全路客车电热开水器双重保护失效，电加热线圈持续加热，最终造成电热开水器炉胆高温破损（俗称干烧）现象时有发生。不仅影响旅客乘车出行，而且存在一定电气安全隐患。严重者大量高温水蒸气溢出，直接威胁旅客人身安全。作为客车检修部门，如何加强客车电热开水器防干烧保护检测试验，提高检修质量，消除客车电气安全隐患，显得尤为必要。
一、背景介绍
2012年7月15日，福州车辆段配属的YZ25G 350828，车上装用为无锡桑普生产的TCL-12型4.5kw功率电热开水器缺水及防干烧双重保护失效，造成加热腔严重烧损变形，客室内大量高温水蒸汽喷出，经乘务员应急处置，避免了一起重大电气安全事故。
二、电热开水器防干烧保护控制原理
根据铁路客车电热开水器设计技术要求，电热开水器加热腔内应设有二重保护。当产水箱水位低于最低设定值时，一级保护水位传感器触发茶炉控制电路，加热线圈停止工作，进水电磁阀通电开启，此为缺水保护。当前者保护失效后，即加热腔在缺水甚至无水状态下持续加热，加热腔内温度持续升高，当炉腔温度超过130摄氏度时，二级保护装置防干烧保护器3秒内动作，使控制箱面板上防干烧保护保险丝熔断（不可恢复），切断控制线路板上的电源，继而加热电源断开，防止加热线圈损坏。
三、防干烧故障原因分析
调查中发现该电热开水器水位传感器中水位检测管浮子卡滞，是造成水位传感器失效的原因。产水腔内水位逐渐降低，直至缺水，而浮子仍停留在产水箱上水位，控制电路没有收到缺水反馈电信号，进水阀未打开，电加热器持续加热，一级保护即缺水保护失效。
通过测量防干烧保险良好，即发生干烧时，该保险未动作。此时短接温度控制器两端线路，防干烧保护立刻动作，保险熔断，电源断开，加热停止。因此，可判断防干烧保护控制电路良好。然后，将短接线路恢复，使该电加热线圈持续加热，用点温枪检测加热腔温度达到150℃时，此时加热腔内线圈上部分已过热变色，防干烧控制电路仍未检测到相应电信号，二次保护失效。因此，可判断该电热开水器水位计和温度控制器都失效是造成干烧的直接原因。
四、现有防干烧保护检测试验手段
电热开水器的段修和运用检修中缺水保护检测试验都是电热开水器检修的必检项目，只有缺水保护试验合格的电热开水器方可交车出库。而电热开水器长期随车运行，取水地点不一，各地水质差异较大，极易生成水垢，浮子浸没在液体中，使电极依附水垢，甚至使电极导通，造成缺水保护失效，此时防干烧保护作为二道防线，如果同样无法正常工作，则电热开水器将发生干烧。
由于标准大气压下，开水沸点为100℃，此时二次保护温控开关因未达设定温度值，仍处于断路状态。而炉胆在缺水下持续加热时，温度才能继续升高。若在缺水状态下，模拟茶炉干烧检测温控器是否动作极易造成加热线圈过热不可逆形变。目前，检测试验手段通常是模拟反馈电信号，判断防干烧控制电路接收信号后，是否切断加热电源，而忽略了温度控制器本身失效，出现防干烧保护控制电路接收不到电信号而出现故障的可能。倘若温度检测控制失效，即使控制电路正常，也将给客车电热开水器埋下干烧的安全隐患。
五、温度控制器工作原理
温度控制器根据其工作原理通常分为机械式（也称压力式）温度控制器和电子式温度控制器，TCL-12系列电热开水器二级保护（防干烧）采用的是压力式温度控制器。按照铁道客车用电热开水器设计要求，当炉腔的温度超过130℃时，温控器感温部内的物质受热形变，与感温部连通一起的膜盒发生膨胀，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生变化，从而使加在电阻上的电压发生变化。以杠杆原理，带动开关动作，使茶炉控制电路进入保护状态，控制箱面板上防干烧保险丝电流过大而熔断，切断控制线路电源，加热线圈停止加热，从而实现防干烧保护作用。压力式温控器具有控温准确，稳定可靠，动作迅速，开停温差小，控制温控调节范围大，过载电流大，适应性强等特点。
温控器整体（含感温探头） 电阻应变片
六、温度控制器检测试验方案
（一）检测试验方法
拆下TCL-12电热开水器加热腔内压力式温度控制器，将其安装固定在加热范围为常温至150℃温度范围的恒温箱中，每个插槽中的温度控制器对应一个指示灯，将压力式温度控制器视为常开开关，接入设计电路中。开启温控箱，设定温度值为130℃，此时指示灯不亮。当温控箱内温度上升至设定值时，若压力式温度控制器开关动作，电路导通，指示灯亮，即温控器状态良好，符合要求。反之，则可认定该压力式温度控制器工作不良，应及时更换。
（二）试验效果
该检测试验设备通过模拟现车电热开水器实际干烧情况，来检测试验防干烧保护装置中温度控制器的可靠性。自投入运用以来，在段修的20个TCL-12同型电热开水器中，共检测并及时更换不良温度控制器计3个，有效的消除了电热水器干烧的安全隐患。
七、检测试验存在问题
（一）检验设备方面
由于定制的温控箱，设计及制作工艺不良，温度探头放入加热箱，引线须从上方开口引出，加热线圈开启时，箱内温度逐渐升高，大量高温气体会从上方开口溢出，容易熔损引线，试验中存在一定安全隐患。此外，该温控箱密封性能差，加热速度较慢，内置风机功率不足，散热效果差，试验完需打开箱门1.5h，方可降至常温，整个检测试验耗时较长。
（二）工艺方面
目前客车段修工艺已规定增加电热开水器防干烧试验内容，但未明确对防干烧装置中温度控制器的检测试验手段。包括电热开水器生产厂家在内，各级部门对其重视不够，对电热开水器的防干烧质量监控仍停留在只对其控制电路的检测试验上，忽略了因温度检测控制器失效引起故障造成干烧的问题。建议在段修模拟防干烧控制电路检测的项目上，增加对温度控制器的检测试验内容。
参考文献：
[1]魏凌，姜鸿鹏，张从从.铁路旅客列车电热开水器加热方式探讨[J].铁路技术创新，2014.
[2]刘海波.依靠技术手段，防止客车电气火灾[J].铁道机车车辆，2004.
[3]何小军.客车电茶炉故障频繁分析及技术改进[J].科技风，2010.
[4]吴新泉，高向东，野玉珍.铁道客车用电热开水器的标准及其性能分析与展望[J].铁道技术监督，2003（10）.
[5]郑权.可靠适用的温度控制器[J].电子制作，2000.
[6]李忠，李咏梅.浅谈电子防干烧结构在电热水器上的应用[J].现代家电，2005（13）.
[7]刘涛.压力式温控器开关动态特性测试技术[D].哈尔滨工业大学，2006.
关键词：电热开水器；干烧；温度控制器；检测；试验
随着铁路客车的发展，旅客对乘车出行要求不断提高，而良好的乘车和就餐条件，为旅客的出行提供了舒适便捷的环境。铁路客车电热开水器作为列车安全卫生的饮用水供给设备，是铁路客车重要的电气设备，利用列车集中供电电源，具有高效节能，热效率高，产水量稳定，清洁卫生，全自动连续工作等特点，对旅客乘车舒适性有着重要的影响。铁路客车电热开水器工作环境较民用茶炉不同，长期随列车动态运行，安全可靠性要求更高，具有缺水和防干烧双重保护。近年来，全路客车电热开水器双重保护失效，电加热线圈持续加热，最终造成电热开水器炉胆高温破损（俗称干烧）现象时有发生。不仅影响旅客乘车出行，而且存在一定电气安全隐患。严重者大量高温水蒸气溢出，直接威胁旅客人身安全。作为客车检修部门，如何加强客车电热开水器防干烧保护检测试验，提高检修质量，消除客车电气安全隐患，显得尤为必要。
一、背景介绍
2012年7月15日，福州车辆段配属的YZ25G 350828，车上装用为无锡桑普生产的TCL-12型4.5kw功率电热开水器缺水及防干烧双重保护失效，造成加热腔严重烧损变形，客室内大量高温水蒸汽喷出，经乘务员应急处置，避免了一起重大电气安全事故。
二、电热开水器防干烧保护控制原理
根据铁路客车电热开水器设计技术要求，电热开水器加热腔内应设有二重保护。当产水箱水位低于最低设定值时，一级保护水位传感器触发茶炉控制电路，加热线圈停止工作，进水电磁阀通电开启，此为缺水保护。当前者保护失效后，即加热腔在缺水甚至无水状态下持续加热，加热腔内温度持续升高，当炉腔温度超过130摄氏度时，二级保护装置防干烧保护器3秒内动作，使控制箱面板上防干烧保护保险丝熔断（不可恢复），切断控制线路板上的电源，继而加热电源断开，防止加热线圈损坏。
三、防干烧故障原因分析
调查中发现该电热开水器水位传感器中水位检测管浮子卡滞，是造成水位传感器失效的原因。产水腔内水位逐渐降低，直至缺水，而浮子仍停留在产水箱上水位，控制电路没有收到缺水反馈电信号，进水阀未打开，电加热器持续加热，一级保护即缺水保护失效。
通过测量防干烧保险良好，即发生干烧时，该保险未动作。此时短接温度控制器两端线路，防干烧保护立刻动作，保险熔断，电源断开，加热停止。因此，可判断防干烧保护控制电路良好。然后，将短接线路恢复，使该电加热线圈持续加热，用点温枪检测加热腔温度达到150℃时，此时加热腔内线圈上部分已过热变色，防干烧控制电路仍未检测到相应电信号，二次保护失效。因此，可判断该电热开水器水位计和温度控制器都失效是造成干烧的直接原因。
四、现有防干烧保护检测试验手段
电热开水器的段修和运用检修中缺水保护检测试验都是电热开水器检修的必检项目，只有缺水保护试验合格的电热开水器方可交车出库。而电热开水器长期随车运行，取水地点不一，各地水质差异较大，极易生成水垢，浮子浸没在液体中，使电极依附水垢，甚至使电极导通，造成缺水保护失效，此时防干烧保护作为二道防线，如果同样无法正常工作，则电热开水器将发生干烧。
由于标准大气压下，开水沸点为100℃，此时二次保护温控开关因未达设定温度值，仍处于断路状态。而炉胆在缺水下持续加热时，温度才能继续升高。若在缺水状态下，模拟茶炉干烧检测温控器是否动作极易造成加热线圈过热不可逆形变。目前，检测试验手段通常是模拟反馈电信号，判断防干烧控制电路接收信号后，是否切断加热电源，而忽略了温度控制器本身失效，出现防干烧保护控制电路接收不到电信号而出现故障的可能。倘若温度检测控制失效，即使控制电路正常，也将给客车电热开水器埋下干烧的安全隐患。
五、温度控制器工作原理
温度控制器根据其工作原理通常分为机械式（也称压力式）温度控制器和电子式温度控制器，TCL-12系列电热开水器二级保护（防干烧）采用的是压力式温度控制器。按照铁道客车用电热开水器设计要求，当炉腔的温度超过130℃时，温控器感温部内的物质受热形变，与感温部连通一起的膜盒发生膨胀，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生变化，从而使加在电阻上的电压发生变化。以杠杆原理，带动开关动作，使茶炉控制电路进入保护状态，控制箱面板上防干烧保险丝电流过大而熔断，切断控制线路电源，加热线圈停止加热，从而实现防干烧保护作用。压力式温控器具有控温准确，稳定可靠，动作迅速，开停温差小，控制温控调节范围大，过载电流大，适应性强等特点。
温控器整体（含感温探头） 电阻应变片
六、温度控制器检测试验方案
（一）检测试验方法
拆下TCL-12电热开水器加热腔内压力式温度控制器，将其安装固定在加热范围为常温至150℃温度范围的恒温箱中，每个插槽中的温度控制器对应一个指示灯，将压力式温度控制器视为常开开关，接入设计电路中。开启温控箱，设定温度值为130℃，此时指示灯不亮。当温控箱内温度上升至设定值时，若压力式温度控制器开关动作，电路导通，指示灯亮，即温控器状态良好，符合要求。反之，则可认定该压力式温度控制器工作不良，应及时更换。
（二）试验效果
该检测试验设备通过模拟现车电热开水器实际干烧情况，来检测试验防干烧保护装置中温度控制器的可靠性。自投入运用以来，在段修的20个TCL-12同型电热开水器中，共检测并及时更换不良温度控制器计3个，有效的消除了电热水器干烧的安全隐患。
七、检测试验存在问题
（一）检验设备方面
由于定制的温控箱，设计及制作工艺不良，温度探头放入加热箱，引线须从上方开口引出，加热线圈开启时，箱内温度逐渐升高，大量高温气体会从上方开口溢出，容易熔损引线，试验中存在一定安全隐患。此外，该温控箱密封性能差，加热速度较慢，内置风机功率不足，散热效果差，试验完需打开箱门1.5h，方可降至常温，整个检测试验耗时较长。
（二）工艺方面
目前客车段修工艺已规定增加电热开水器防干烧试验内容，但未明确对防干烧装置中温度控制器的检测试验手段。包括电热开水器生产厂家在内，各级部门对其重视不够，对电热开水器的防干烧质量监控仍停留在只对其控制电路的检测试验上，忽略了因温度检测控制器失效引起故障造成干烧的问题。建议在段修模拟防干烧控制电路检测的项目上，增加对温度控制器的检测试验内容。
参考文献：
[1]魏凌，姜鸿鹏，张从从.铁路旅客列车电热开水器加热方式探讨[J].铁路技术创新，2014.
[2]刘海波.依靠技术手段，防止客车电气火灾[J].铁道机车车辆，2004.
[3]何小军.客车电茶炉故障频繁分析及技术改进[J].科技风，2010.
[4]吴新泉，高向东，野玉珍.铁道客车用电热开水器的标准及其性能分析与展望[J].铁道技术监督，2003（10）.
[5]郑权.可靠适用的温度控制器[J].电子制作，2000.
[6]李忠，李咏梅.浅谈电子防干烧结构在电热水器上的应用[J].现代家电，2005（13）.
[7]刘涛.压力式温控器开关动态特性测试技术[D].哈尔滨工业大学，2006.