淺談太陽能熱水器的防雷措施

陳藝友 關(guān)榮溢 林道煜

(鶴山市氣象局，廣東 鶴山 529700)

第一、太陽能熱水器存在的防雷安全隱患

近些年來，在對(duì)太陽能熱水器防雷檢測(cè)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)人們?yōu)榱俗屘柲軣崴髂軌颢@得最大的采光面積，一般都把它安裝在屋頂上陽光較為充足的地方，特別近幾年我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，各個(gè)房地產(chǎn)商都在大量的開發(fā)復(fù)式結(jié)構(gòu)的樓房以及極具裝飾性的別墅，在這些新建的建筑物中，太陽能熱水器大都是被安裝在屋脊的位置附近，這樣太陽能熱水器就高于屋脊的接閃器，不在它的保護(hù)范圍之內(nèi)，而且在我們國(guó)家房屋建筑設(shè)計(jì)的過程中，太陽能熱水器的防雷設(shè)計(jì)并沒有得到足夠的重視，從而存在較大的安全隱患，另外在調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)很多的太陽能熱水器安裝人員與用戶并不具備有關(guān)的防雷知識(shí)，所以在安裝時(shí)沒有做好太陽能熱水器的雷電防護(hù)措施，當(dāng)雷電襲來時(shí)，很容易遭到雷擊，同時(shí)雷電流還會(huì)沿著熱水器的水管、傳感信號(hào)線以及電源線等線路直接到達(dá)室內(nèi)，這樣不但熱水器會(huì)遭到破壞，此時(shí)正在洗澡的人也會(huì)受到雷電流的襲擊，輕則導(dǎo)致熱水器燒毀，重則出現(xiàn)爆炸、人員傷亡事故，還有可能發(fā)生破壞性嚴(yán)重的雷電火災(zāi)。

第二、太陽能熱水器的防雷依據(jù)

在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-2010版)有關(guān)條文中規(guī)定，凸出屋頂超出接閃器保護(hù)范圍的物體，如果是金屬類的物體，應(yīng)與屋面的防雷裝置進(jìn)行連接，如果不是金屬類的物體，應(yīng)在接閃器保護(hù)范圍內(nèi)，否則需加裝接閃器（避雷針、帶）進(jìn)行保護(hù)。大多數(shù)太陽能熱水器水箱的不銹鋼板厚度不符合防雷規(guī)范要求，不能作為接閃器使用，所以應(yīng)采取措施防止雷電襲擊，并和屋面的防雷裝置相連。這一規(guī)定的主要作用就是使避雷針能夠更好的攔截雷電的襲擊，太陽能熱水器遭雷擊的概率就會(huì)大大的降低。另外，將金屬物體與屋面的防雷裝置進(jìn)行連接，也為實(shí)現(xiàn)等電位連接提供了更有利的條件。為了防止雷擊事故的發(fā)生，在我國(guó)的《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定了建筑物總的等電位連接、局部等電位連接與輔助等詳細(xì)措施，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的等電位安裝標(biāo)準(zhǔn)圖。例如：對(duì)衛(wèi)生間進(jìn)行等電位連接，具體的做法就是將衛(wèi)生間內(nèi)部的金屬水管、金屬桿、金屬架、毛巾架等所有的金屬物體連接到端子板位置處，讓它們達(dá)到等電位的效果。這樣當(dāng)有電流通過時(shí)，衛(wèi)生間內(nèi)部所有的金屬物體就是等電位的狀態(tài)，避免產(chǎn)生危險(xiǎn)的電位差。

第三、太陽能熱水器的綜合防雷措施

(一)太陽能熱水器的直擊雷防護(hù)措施。主要從以下兩個(gè)方面探討：(1)原建筑物已經(jīng)具備了防雷設(shè)施，但是太陽能熱水器不在接閃器的保護(hù)范圍之內(nèi)，首先應(yīng)先對(duì)這些防雷設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)并確保其符合防雷規(guī)范的要求，然后在太陽能熱水器水箱上端15CM處敷設(shè)Φ12熱鍍鋅圓鋼，熱鍍鋅圓鋼用太陽能熱水器金屬支架支撐，并與屋頂?shù)谋芾讕ё龅入娢贿B接，同時(shí)安裝相應(yīng)的避雷針，根據(jù)"滾球法"計(jì)算避雷針安裝的位置和高度，避雷針應(yīng)高出太陽能熱水器頂層1.5米，兩者保持3米的安全距離，與屋頂?shù)谋芾讕噙B接，確保太陽能熱水器在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。(如圖1屋面太陽能熱水器防雷安裝圖所示)(2)當(dāng)原建筑物不具備防雷的設(shè)施時(shí)，應(yīng)先根據(jù)有關(guān)的防雷規(guī)范要求對(duì)屋頂建筑物的防雷設(shè)施進(jìn)行完善，具體的操作方法是：先在天面女兒墻與相應(yīng)的區(qū)域鋪設(shè)一圈避雷帶，在各個(gè)陽角處設(shè)置避雷針，并均勻的布置引下線，上與避雷針和避雷帶相互連接，下與接地裝置焊接連通。之后為太陽能熱水器安裝符合規(guī)范要求的避雷針，同樣太陽能熱水器必須在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。如果安裝的位置無法滿足安全距離的要求，就應(yīng)將熱水器的金屬外殼與支架等金屬體相連接，同時(shí)熱水器的金屬體與防雷引下線也應(yīng)相互焊通。(如圖所示)

(二)太陽能熱水器的感應(yīng)雷防護(hù)措施。主要從以下三個(gè)方面探討：(1)加熱管電源線路的感應(yīng)雷防護(hù)。這條線路是雷擊電磁脈沖產(chǎn)生的途徑之一，所以應(yīng)在此線路安裝符合要求的浪涌保護(hù)裝置。加熱管是在水箱中的，它的上端線路是在LPZOB區(qū)域，這個(gè)區(qū)域內(nèi)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度沒有減弱，而且該線路會(huì)一直延伸到使用用戶的衛(wèi)生間內(nèi)，所以應(yīng)設(shè)置兩級(jí)浪涌保護(hù)裝置。加熱管與測(cè)控儀的連接處設(shè)置一級(jí)浪涌保護(hù)裝置，加熱管的出水箱處應(yīng)設(shè)置二級(jí)浪涌保護(hù)裝置。(2)測(cè)控儀電源線路的感應(yīng)雷防護(hù)。這條線路通常是在配電系統(tǒng)內(nèi)，也是感應(yīng)雷擊產(chǎn)生的途徑之一，在此線路上也應(yīng)安裝浪涌保護(hù)裝置。當(dāng)原來的房屋建筑配電系統(tǒng)的防雷設(shè)施已經(jīng)很完善時(shí)，只需要在原建筑物浪涌保護(hù)裝置的插頭處安裝一個(gè)防雷插座即可；如果原來房屋建筑配電系統(tǒng)的防雷設(shè)施不夠完善，就必須根據(jù)具體的情況完善其相關(guān)的防雷設(shè)施。(3)水位水溫傳感線路的感應(yīng)雷防護(hù)。首先在該線路上加裝防浪涌保護(hù)裝置。同加熱管電源線路的感應(yīng)雷防護(hù)措施類似，水位水溫傳感線路防雷時(shí)也必須設(shè)置兩級(jí)浪涌保護(hù)裝置，其中一條水溫線路和四條水位線路共同組成了熱水器的水位水溫傳感線路，因此在該條線路的出水箱處安裝一級(jí)浪涌保護(hù)裝置時(shí)，波形應(yīng)為10/350us，通流容量應(yīng)大于5KA，而在與測(cè)控儀相互連接的位置處安裝二級(jí)浪涌保護(hù)裝置時(shí)，波形應(yīng)選擇為8/20us，通流容量應(yīng)大于1.25KA。

綜上所述，太陽能熱水器為我國(guó)廣大居民的日常生活帶來了很多的方便，但是確保其使用的安全性仍然是很重要的工作，在安裝和使用太陽能熱水器之前，必須要做好太陽能熱水器的雷電防護(hù)措施，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行定期的維修與養(yǎng)護(hù)，保障廣大用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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