太阳能热水器的防雷及防御措施

太阳能热水器的防雷及防御措施【摘要】太阳能作为一种清洁、经济的能源广泛的被人类所利用。由于市民对安装的太阳能热水器防雷技术知识的缺乏、安装厂家为降低成本或对防雷的认识不到位，给市民日后的生活埋下了安全隐患。本文从安装的太阳能热水器的现状出发，分析安装防雷措施工作存在的问题和难点，探索解决难点问题并提出有效的防御措施，供广大同行探讨参考。

【关键词】太阳能热水器；防雷；防御措施

雷击太阳能热水器造成人身伤亡及室内电器设备损坏的案例时刻提醒人们应充分重视其危害性，因此，应采取有效的防雷措施做好各项预防工作。

1.太阳能热水器的雷击隐患

为了采热的需要，安装在屋顶上阳光充足的地方，而目前绝大多数住宅在防雷设计时，并未考虑对太阳能热水器的防护。不少住户入住以后安装热水器，主要安装在建筑物的至高点，其安装高度均高出建筑物的防雷装置，因此遭受雷击的概率较大。太阳能热水器构架是金属件，且体积也较笨重，未做任何的接地处理，机架也未做等电位连接。太阳能热水器备用的阴天用电加热水的电源线是由室内引上的，其电源线又无屏蔽措施，一旦雷电袭来，热水器将首当其冲地“挨打”，不仅室外的热水器会遭损坏，强大的雷电流会沿水管、热水、电源线进入到浴室和室内电线网络，轻则造成电线短路，重则导致人身伤亡。太阳能热水器成了“引雷针”其后果

将不堪设想，如果不注意提前采取防雷措施，太阳能热水器极有可能引雷入室。

2.太阳能热水器的防雷措施

2.1太阳能热水器的直击雷防护

太阳能热水器的水箱及集热器一般设置在建筑物的至高点，应设置接闪杆进行保护，其热水器应在接闪杆接地保护范围内。同时，将太阳能热水器的金属部件与屋面防雷装置进行等电位连接。

2.2电源线路的雷电波侵入

该线路是在建筑物的配电系统内，一般是从插座直接供电，另一端直接到太阳能热水器处，在lpz0区是雷电波侵入产生的一条途径，因此在该线路上应加装过电压保护装置（spd），结合太阳能热水器电源供电简单直接的特点，应至少在其插座处加装防雷插座。（其标称放电电流不宜小于8/20μs）。

2.3控制线路的雷电波侵入

该线路是雷电波侵入产生的另一条途径，因此在该线路上应加装过电压保护装置（spd），由于传感线路在水箱中，其上端线路处在lpz0区，该区内电磁场强度没有衰减，且该线路一直延伸到用户的卫生间中，一般应设粗保护和细保护两级过电压保护。该传感线路有水位线路和一条水温线路组成，因此在传感线路出水箱处加装一级spd，该处选择10/350μs波形，通流容量不小于5ka （ipeak>100/2/2/5=5ka），在与测控仪连接处设二级spd，该处选择8/20μs波形，通流容量不小于1.25ka

（ipeak>25/2/2/5=1.25ka）。

2.4各种线路屏蔽措施

太阳能热水器中，有两条金属线路通过楼顶到室内卫生间，通过lpz0区到lpz1区，在lpz0区中电磁场强度没有衰减。因此在热水器的电源线路和控制线路作屏蔽处理，并将线路两端屏蔽层作好接地。

2.5等电位措施

等电位措施是太阳能热水器防雷的一个重要环节，主要分为室外金属构件等电位和室内金属构件的等电位。室外部分主要包括金属支架、金属构件、接闪杆、接闪带、室外线路屏蔽层接地和室外过电压保护装置接地的等电位。室内部分包括室内线路屏蔽层接地、室内过电压保护装置接地及室内各种接地的等电位。

3.太阳能热水器的防御措施

3.1原建筑物无防雷设施

如果建筑物无防雷设施，首先应完善建筑物防直击雷措施，具体做法是：沿女儿墙、顶层楼梯间以及水箱等顶部，敷设一圈接闪带拐角处安装接闪短针，按照《建筑物防雷设计规范》的要求均匀布置引下线，上与接闪带、杆做良好连接，下与接地装置（自然接地装置或人工接地装置）焊通。为太阳能热水器安装单支或多支接闪杆保护，将太阳能热水器顶部置于接闪杆的保护范围之内，太阳能热水器顶部至少应低于防雷装置接闪杆或接闪带60厘米，并与其保持1米左右的安全距离。若是因安装空间的限制无法满足安全

距离要求，至少应对屋顶太阳能热水器的金属高位水箱外壳、支架等进行连接，并与防雷引下线焊通。不少太阳能热水器水箱的不锈钢板仅为0.3毫米，不可直接作为接闪器，可考虑在支架边上安装高于水箱一定长度的接闪杆作为接闪器，并与屋面接闪网可靠连接。以上的做法应邀请有专业防雷设计资质的单位进行设计，设计方案应委托当地防雷中心或防雷所进行设计技术审查后施工，安装竣工后务必进行验收检测，检测合格后方可投入使用。

3.2原建筑物已有防雷设施

如果建筑上已有防雷设施并经检测符合防雷规范要求，当太阳能热水器安装位置已处于现有防雷装置的保护范围之内，则只需将太阳能热水器的金属底脚用扁钢或圆钢就近与屋面防雷装置（接闪带或引下线）可靠连接即可；若太阳能热水器安装位置未处于防雷装置保护范围内，则应在离太阳能热水器3米远处安装单支或多支接闪杆保护，将整个太阳能热水器置于接闪杆保护范围内，并将太阳能热水器的底脚就近与屋面防雷装置可靠连接。

3.3做足防闪电感应雷措施

安装在楼顶的太阳能水热器的电源线、信号线均应采用金属屏蔽保护，才能全面、有效地阻断进入室内的雷电通道。金属管上端与屋面防雷装置相连接，下端与卫生间内局部等电位连接端子连接。电源线路上最好安装电源避雷器，且把卫生间内的保护地线（pe 线）和局部等电位连接端子相连接，一方面防止雷电流经太阳能热水器管线损坏太阳能热水器加热、水位以及温度监测显示系统；另

一方面也可防止雷电流通过电源线路窜入电源系统，损坏其它家用电器。

3.4为广大用户做好提醒

由于市民防雷意识不高，商家要提醒在强雷雨天气发生时，广大市民应尽量避免使用太阳能热水器，外出时最好拔掉太阳能热水器的电源插头，尽量少接触水管、水龙头等，以防万一。气象部门应对安装太阳能热水器的防雷问题加强管理，时刻提醒广大市民对安装的太阳能热水器要定期进行检查维护，防止锈蚀、氧化等造成其引雷。

结束语

太阳能热水器的防雷问题不容忽视。应采取综合有效的防护措施并还要与建筑物的防雷装置做好等电位连接，才能有效的减少和避免雷击事故的发生，避免人身伤亡和财产损失。太阳能热水器既经济方便，又节能环保，备受青睐，将广为普及，但只有真正做好了太阳能热水器的防雷措施，才能在雷雨季节使大家放心、安全使用。

参考文献

[1]《建筑物防雷设计规范》.gb50057-2010

[2]梅卫群，江燕如.《建筑防雷工程与设计》.气象出版社，2004

[3]张仁全，李婵元.浅谈太阳能热水器如何防雷[j].科技致富向导，2012