浅谈太阳能热水器的防雷措施

陈艺友 关荣溢 林道煜

(鹤山市气象局，广东 鹤山 529700)

第一、太阳能热水器存在的防雷安全隐患

近些年来，在对太阳能热水器防雷检测的过程中，我们发现人们为了让太阳能热水器能够获得最大的采光面积，一般都把它安装在屋顶上阳光较为充足的地方，特别近几年我国房地产行业的快速发展，各个房地产商都在大量的开发复式结构的楼房以及极具装饰性的别墅，在这些新建的建筑物中，太阳能热水器大都是被安装在屋脊的位置附近，这样太阳能热水器就高于屋脊的接闪器，不在它的保护范围之内，而且在我们国家房屋建筑设计的过程中，太阳能热水器的防雷设计并没有得到足够的重视，从而存在较大的安全隐患，另外在调查的过程中，发现很多的太阳能热水器安装人员与用户并不具备有关的防雷知识，所以在安装时没有做好太阳能热水器的雷电防护措施，当雷电袭来时，很容易遭到雷击，同时雷电流还会沿着热水器的水管、传感信号线以及电源线等线路直接到达室内，这样不但热水器会遭到破坏，此时正在洗澡的人也会受到雷电流的袭击，轻则导致热水器烧毁，重则出现爆炸、人员伤亡事故，还有可能发生破坏性严重的雷电火灾。

第二、太阳能热水器的防雷依据

在《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010版)有关条文中规定，凸出屋顶超出接闪器保护范围的物体，如果是金属类的物体，应与屋面的防雷装置进行连接，如果不是金属类的物体，应在接闪器保护范围内，否则需加装接闪器（避雷针、带）进行保护。大多数太阳能热水器水箱的不锈钢板厚度不符合防雷规范要求，不能作为接闪器使用，所以应采取措施防止雷电袭击，并和屋面的防雷装置相连。这一规定的主要作用就是使避雷针能够更好的拦截雷电的袭击，太阳能热水器遭雷击的概率就会大大的降低。另外，将金属物体与屋面的防雷装置进行连接，也为实现等电位连接提供了更有利的条件。为了防止雷击事故的发生，在我国的《低压配电设计规范》中规定了建筑物总的等电位连接、局部等电位连接与辅助等详细措施，并设计了相应的等电位安装标准图。例如：对卫生间进行等电位连接，具体的做法就是将卫生间内部的金属水管、金属杆、金属架、毛巾架等所有的金属物体连接到端子板位置处，让它们达到等电位的效果。这样当有电流通过时，卫生间内部所有的金属物体就是等电位的状态，避免产生危险的电位差。

第三、太阳能热水器的综合防雷措施

(一)太阳能热水器的直击雷防护措施。主要从以下两个方面探讨：(1)原建筑物已经具备了防雷设施，但是太阳能热水器不在接闪器的保护范围之内，首先应先对这些防雷设施进行检测并确保其符合防雷规范的要求，然后在太阳能热水器水箱上端15CM处敷设Φ12热镀锌圆钢，热镀锌圆钢用太阳能热水器金属支架支撑，并与屋顶的避雷带做等电位连接，同时安装相应的避雷针，根据"滚球法"计算避雷针安装的位置和高度，避雷针应高出太阳能热水器顶层1.5米，两者保持3米的安全距离，与屋顶的避雷带相连接，确保太阳能热水器在避雷针的保护范围内。(如图1屋面太阳能热水器防雷安装图所示)(2)当原建筑物不具备防雷的设施时，应先根据有关的防雷规范要求对屋顶建筑物的防雷设施进行完善，具体的操作方法是：先在天面女儿墙与相应的区域铺设一圈避雷带，在各个阳角处设置避雷针，并均匀的布置引下线，上与避雷针和避雷带相互连接，下与接地装置焊接连通。之后为太阳能热水器安装符合规范要求的避雷针，同样太阳能热水器必须在避雷针的保护范围内。如果安装的位置无法满足安全距离的要求，就应将热水器的金属外壳与支架等金属体相连接，同时热水器的金属体与防雷引下线也应相互焊通。(如图所示)

(二)太阳能热水器的感应雷防护措施。主要从以下三个方面探讨：(1)加热管电源线路的感应雷防护。这条线路是雷击电磁脉冲产生的途径之一，所以应在此线路安装符合要求的浪涌保护装置。加热管是在水箱中的，它的上端线路是在LPZOB区域，这个区域内电磁场的强度没有减弱，而且该线路会一直延伸到使用用户的卫生间内，所以应设置两级浪涌保护装置。加热管与测控仪的连接处设置一级浪涌保护装置，加热管的出水箱处应设置二级浪涌保护装置。(2)测控仪电源线路的感应雷防护。这条线路通常是在配电系统内，也是感应雷击产生的途径之一，在此线路上也应安装浪涌保护装置。当原来的房屋建筑配电系统的防雷设施已经很完善时，只需要在原建筑物浪涌保护装置的插头处安装一个防雷插座即可；如果原来房屋建筑配电系统的防雷设施不够完善，就必须根据具体的情况完善其相关的防雷设施。(3)水位水温传感线路的感应雷防护。首先在该线路上加装防浪涌保护装置。同加热管电源线路的感应雷防护措施类似，水位水温传感线路防雷时也必须设置两级浪涌保护装置，其中一条水温线路和四条水位线路共同组成了热水器的水位水温传感线路，因此在该条线路的出水箱处安装一级浪涌保护装置时，波形应为10/350us，通流容量应大于5KA，而在与测控仪相互连接的位置处安装二级浪涌保护装置时，波形应选择为8/20us，通流容量应大于1.25KA。

综上所述，太阳能热水器为我国广大居民的日常生活带来了很多的方便，但是确保其使用的安全性仍然是很重要的工作，在安装和使用太阳能热水器之前，必须要做好太阳能热水器的雷电防护措施，同时对其进行定期的维修与养护，保障广大用户的生命财产安全。

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