關(guān)于太陽能熱水器防雷的技術(shù)改進(jìn)方法探討

季現(xiàn)峰

摘 要：現(xiàn)階段，居民較為常用的熱水器是太陽能熱水器，其主要安裝在建筑物頂樓上方，雷擊太陽能熱水器很容易導(dǎo)致設(shè)備受損，有些甚至對居民生命安全造成威脅。本文主要分析太陽能熱水器存在的安全隱患和遭受雷擊途徑，并以現(xiàn)代防雷技術(shù)為依據(jù)，對太陽能熱水器內(nèi)部及外部防雷對策進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：防雷；太陽能熱水器；雷擊

太陽能熱水器具有經(jīng)濟(jì)、清潔、方便等特點(diǎn)，深受居民喜歡。通常情況下，太陽能熱水器放置在樓房頂部，并且高度超過了建筑物避雷針，導(dǎo)致太陽能熱水器全部處于雷電直擊的范疇內(nèi)，一旦建筑物受到雷擊，首先損壞熱水器，為居民生命安全埋下了安全隱患[1]。太陽能熱水器雷擊危害除了熱水器的損壞，也可能對居民身體安危造成威脅。

一、分析雷擊

（一）直擊雷與雷電感應(yīng)

直擊雷指的是雷云對大地上目標(biāo)放電的一個過程，包括高大樹木和建筑物等。在高空出現(xiàn)雷云期間，大地上的物體因?yàn)殪o電感應(yīng)，使其產(chǎn)生與雷電相吸的電荷，再加之太陽能熱水器處于高空位置，與雷雨間的差距較小，因此增加了雷擊概率。

雷電感應(yīng)指的是直擊雷產(chǎn)生的電磁場及雷電流，利用空間或者導(dǎo)體向遠(yuǎn)方傳播，導(dǎo)致遠(yuǎn)方物體產(chǎn)生較強(qiáng)電流或者電壓的一種現(xiàn)象。

（二）接觸雷擊與旁側(cè)閃絡(luò)

雷電感應(yīng)及直擊雷期間，很容易產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)和接觸電壓現(xiàn)象。接觸電壓指的是雷擊大樹、建筑物及電線桿等物體時，因?yàn)槔纂娏髋c人體之間存在的電位差，使得雷電流通過物體流出，若人體接觸雷擊物體，那么雷電流則會快速進(jìn)入機(jī)體，并由腳底或者其他接觸點(diǎn)流出。其中較為常見的是雷擊接觸傷人，在機(jī)體與建筑物避雷引下線、電線桿及自來水管等物體接觸時，很容易產(chǎn)生雷擊傷害事件。

旁側(cè)閃路指的是雷擊物體產(chǎn)生了高電位，并向周圍人或者物體閃擊放電現(xiàn)象。旁側(cè)閃絡(luò)傷人通常也是因?yàn)槿梭w位于大樹、自來水管及電線等附近位置受到的損傷。因?yàn)檫h(yuǎn)地區(qū)物體受到雷擊，經(jīng)過電線等高電位傳送，使得人體受到損傷，其與接觸雷擊存在一定的相似性，均是雷擊受害人附近的物體。

二、太陽能熱水器的防雷

太陽能熱水器防雷包括室內(nèi)外的連接部分、室外防雷和室內(nèi)防雷三部門。

（一）太陽能熱水器外部防雷

1 接閃器

太陽能熱水器室外主要由金屬支架和水箱組成。因?yàn)榫用褓徺I的樓房均是在樓房竣工后交付使用。所以太陽能熱水器通常放置在樓頂上方，而且熱水器高度通常超出防雷裝置保護(hù)范圍內(nèi)，使其位于直接雷擊區(qū)域，所以，需要加強(qiáng)對防雷裝置保護(hù)的重視，確保其位于非直擊雷區(qū)。獨(dú)立避雷針安裝期間，應(yīng)將太陽能熱水器與獨(dú)立避雷針間的距離控制在2-3米，通過滾球法對避雷針高度進(jìn)行計(jì)算，以此實(shí)現(xiàn)太陽能熱水器保護(hù)的目的。此外，做好太陽能熱水器金屬接地工作，將過渡電阻控制在0.03Ω以下。而且需要與樓頂防雷裝置相連，連接位置至少兩處，以此確保雷擊期間能夠?qū)⒗纂娏餍狗臶2]。

通常情況下，太陽能熱水器位于屋頂公共位置，因此屋頂聚集了大量太陽能熱水器，在安裝避雷針的過程中，將太陽能熱水器與避雷針控制在安全范圍內(nèi)的難度較大，基于此，需要對所有太陽能熱水器實(shí)施防雷對策。通過雙支等高避雷針保護(hù)太陽能熱水器。以滾球法為依據(jù)計(jì)算避雷針高度，將避雷針設(shè)置在太陽能熱水器兩端。假設(shè)太陽能熱水器高度和寬度分別是2m和2m，屋頂寬度是20m開展計(jì)算，如果屋頂太陽能熱水器分布形式為一字型，那么避雷針放置位置應(yīng)和太陽能熱水器水箱處于同一水平位置。太陽能熱水器保護(hù)高度則需要以建筑物屋頂是否設(shè)置完整的避雷針為依據(jù)進(jìn)行明確，與此同時，連接樓頂避雷帶和避雷針。

2 引下線

如果建筑物已經(jīng)安裝了防雷設(shè)備，則需要焊接獨(dú)立避雷針下方的引下線和建筑物的避雷針，使獨(dú)立避雷針與該建筑物使用同一引下線。如果建筑物為安裝防直擊雷狀態(tài)，那么在防止獨(dú)立避雷針時，需要安裝獨(dú)立防雷引下線，使其連接接地裝置。獨(dú)立避雷針引下線安裝時，應(yīng)合理控制獨(dú)立避雷針引下線的距離，避免雷擊獨(dú)立避雷針時，使得強(qiáng)大雷電流或者雷電壓進(jìn)入到太陽能熱水器，對室內(nèi)電器設(shè)備造成損害。

通常情況下，以避雷針數(shù)量為依據(jù)設(shè)置引下線，每個避雷針安裝一條引下線，通過明敷方式安裝，在與地面距離2米位置到地面位置采用絕緣材料保護(hù)引下線，避免人員接觸引發(fā)雷電反擊事件。

3 接地裝置

建筑物防直擊類裝置英語獨(dú)立避雷針使用同一接地裝置，如果無共同接地裝置，則需要通過安裝人工接地體，將接地電阻控制在10Ω以下。

（二）太陽能熱水器內(nèi)部防雷

1 電源線防雷

對太陽能熱水器戶外電源線和水位水溫控制器實(shí)施防雷對策。連接戶外電源線和水位水溫控制器，若雷電流由電源線路傳播至室內(nèi)，除了對水位水溫控制器造成了損害，同時也可能通過室內(nèi)電線對他人造成損傷[3]。因此，需要將電源浪涌保護(hù)器添加到電源入戶端，以便電源線感應(yīng)被擋在外部。

2 信號線的防雷

通常情況下，太陽能熱水器的信號線存在電磁閥、溫度傳感器和水位傳感器，部分具有較低的工作電壓，所以雷擊后很容易受損。因此，需要保護(hù)每條外接線路，也就是設(shè)置信號浪涌保護(hù)器，將標(biāo)稱通流量設(shè)置為5kA。因?yàn)樾盘柪擞勘Ｗo(hù)器能夠減弱信號，因此SPD安裝后，可能影響溫度或者水位準(zhǔn)確性。

3 太陽能熱水器多種線路的屏蔽

太陽能熱水器由樓頂?shù)叫l(wèi)生間的線路有許多，包括水溫線、水位線和電加熱等，有些線路需要應(yīng)用屏蔽線，在屏蔽層兩端將接地工作做好。但是，因?yàn)樘柲軣崴魇艿嚼讚魰r，電磁感應(yīng)電流較電纜屏蔽層承受的電流更高，因此，需要在各項(xiàng)路周圍放置屏蔽設(shè)備，以此保護(hù)線路。

三、結(jié)束語

在人們?nèi)粘Ｉ钏郊胺览滓庾R不斷增強(qiáng)的背景下，逐漸加強(qiáng)了對太陽能熱水器防雷問題的重視程度，但是大多數(shù)并未從根本上認(rèn)識太陽能熱水器防雷問題。所以很容易引發(fā)人員傷亡?；诖?，需要加強(qiáng)相關(guān)部門宣傳力度，與此同時，合理安裝防雷裝置，并改進(jìn)防雷技術(shù)，解決太陽能熱水器防雷問題，促進(jìn)可靠性的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張海鷹， 陳連俠， 劉軍. 現(xiàn)代城市太陽能熱水器防雷隱患探索[J]. 經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展研究， 2015（3）：303-303.

[2] 龍敬朝， 李德昌， 陳曉林. 民用太陽能熱水系統(tǒng)雷電災(zāi)害分析和防雷技術(shù)[J]. 科技風(fēng)， 2016（8）：146-146.

[3] 龍敬朝， 李德昌， 陳曉林. 民用太陽能熱水系統(tǒng)雷電災(zāi)害分析和防雷技術(shù)[J]. 科技風(fēng)， 2016（8）：146-146.