太陽能熱水器的防雷隱患與安全防護

朱育清　陳慧敏　張小紅

[摘要]太陽能作為一種實現(xiàn)低碳生活的重要渠道，一種取之不盡的新型環(huán)保能源，已成為我國能源研究工作中的一個重要課題。其居有清潔、安全等顯著優(yōu)勢，人們?yōu)榱擞行Ю锰枱崮埽⒋罅康奶柲軣崴靼惭b在無遮擋的屋頂高處。而在有雷電地方的雷雨季節(jié)，如果沒有安裝或者沒有正確安裝防雷裝置，就留下了防雷安全隱患。日后極容易發(fā)生雷擊災害事故。筆者從太陽能熱水器存在防雷隱患的角度，提出解決太陽能熱水器防雷隱患的安全防護措施。正確地安裝防雷裝置，就能夠避免或大大減少雷擊災害的發(fā)生。

[關鍵詞]太陽能 防雷 安全

[中圖分類號]TK511 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0419-01

1 概述

太陽能熱水器把太陽光能轉化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。太陽能熱水器按結構形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器，目前真空管式太陽能熱水器為主，占據國內95%的市場份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及相關附件組成，把太陽能轉化為熱能主要依靠集熱管。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產生微循環(huán)而達到所需熱水。太陽能熱水器一般都安裝在人們居住的屋頂上。由于部分太陽能熱水器銷售公司和用戶缺乏防雷安全意識，安裝過程中并沒考慮對太陽能熱水器的雷擊防護，使安裝好的太陽能熱水器留下許多雷擊隱患，對使用者的生命和財產構成嚴重威脅，解決太陽能熱水器防雷隱患是我們現(xiàn)在工作的一個重點部分。

2 太陽能熱水器安裝現(xiàn)狀

雖然建筑物普遍都裝有避雷設施，但大多數建筑物都是在竣工驗收交付使用之后，用戶再自行安裝太陽能熱水器。居民安裝的太陽能熱水器一般都位于屋頂的最高處，使其完全暴露在雷電襲擊的范圍內。由于熱水器的一部分材料是金屬構件，一旦雷電襲來，不在避雷針保護范圍內的熱水器將首當其沖地被雷電擊中，引發(fā)安全事故。我們國家現(xiàn)在還沒有頒布強制性規(guī)范要求安裝太陽能熱水器必須要有避雷裝置，只是以建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-2010來參考，在太陽能熱水器防雷安全方面存在遺漏。我們在防雷安全檢查過程當中，雖然發(fā)現(xiàn)大部分太陽能熱水器都沒有采取必要的防雷安全保護措施，但也只能是勸導安裝而已。根據多年的防雷安全檢查，目前安裝太陽能熱水器主要有以下幾種形式：

其一、建筑物無防雷裝置，太陽能熱水器安裝在屋面上，此種情況比較少。

其二、建筑物有防雷裝置，太陽能熱水器安裝在屋面上，高于建筑物的防雷裝置，太陽能熱水器處于無保護狀態(tài)，此種情況比較多。

其三、建筑物有防雷裝置，太陽能熱水器安裝在屋面上，建筑物防雷裝置可以保護太陽能熱水器的一部分，此種情況也比較多。

3 太陽能熱水器被雷擊時的危害路徑

3.1 當高于建筑物防雷裝置的太陽能熱水器被雷電直接擊中時，強大的雷電流從太陽能熱水器中的水流通道傳導進入室內，危及人身和室內其它財產安全。

3.2 當屋面上防雷裝置發(fā)生雷擊時，由于熱水器與屋面防雷裝置之間的安全距離不夠，容易遭遇雷電反擊，雷電流從太陽能熱水器的金屬構件進入室內，危及人身和室內其它財產安全。

3.3 當屋面上防雷裝置發(fā)生雷擊時，有可能產生電磁感應（又稱感應雷），經太陽能熱水器溫度數據線、電加熱線路進入室內，危及人身和室內其它財產安全。

4 造成的危害

浴室是我們使用太陽能熱水器的主要地方。國際電工委員會（IEC）將浴室列為電擊危險大的特殊場所之一，其理論根是，人在沐浴時，遍體濕透，人體的阻抗會大大降低，而沒有安裝防雷裝置的太陽能熱水器則很有可能成為一個雷電接閃器，雷電經熱水器接閃后隨即順著水管和信號線穿樓人室，大量高電壓的雷電流沿金屬水管及電加熱線路進入浴室，此時如果剛好有人在沐浴，則必然會發(fā)生災難性后果。

5 太陽能熱水器的安全防護措施

目前，家庭安裝的太陽能熱水器基本上都位于屋頂的最高處，一旦遭雷擊，不僅室外的熱水器會遭損壞，電流更會通過水管、電線等引入室內，危及其它電器乃至使用者的人身安全。所以應采取以下措施。

5.1 盡量使太陽能熱水器處于防雷裝置的保護范圍之內。首先要確保原有防雷裝置合格，在這一前提下，可以通過降低太陽能熱水器的安裝位置或在旁邊加裝避雷針加以預防。一股情況下，太陽能熱水器至少應低于防雷裝置60厘米，并與其保持1米左右的安全距離。

5.2 盡量避免或減少通過熱水器引入室內的雷電流。如果熱水器已處于防雷裝置的保護范圍內，就不宜將熱水器的金屬外殼與屋頂上其它金屬再連接；反之，就應該將熱水器的金屬外殼與屋頂防雷裝置相連，借裝置分流部分雷電流。

5.3 即樹立防雷意識。打雷時避免使用太陽能熱水器，應拔掉電源插頭，少接觸龍頭。

5.4 提高對雷電危害的認識和自我保護能力，找相關部門對建筑物的防雷設施進行年檢，在雷雨天氣，最保險的方法是不要使用太陽能熱水器，并且及時拔掉電源等插頭。也不要接觸水龍頭和水管。

5.5 降低太陽能熱水器的安裝位置，或者加高建筑物避雷針的高度，擴大避雷針的保護范圍。使太陽能熱水器處于屋面上避雷針的有效保護范圍之內。并要注意應與避雷帶（針）有一定的安全距離。

5.6 提倡為太陽能熱水器安裝獨立的避雷針，底座與建筑物避雷裝置連接并且焊接牢固。使太陽能熱水器在避雷針的有效保護范圍之內。

5.7 將衛(wèi)生間內一切金屬物體（金屬浴盆、下水管、給水管、熱水管、采曖管、金屬扶手、浴簾金屬桿、浴巾架等）連接到衛(wèi)生間局部等電位（LEB）的連接端子板上，消除危險的電位差。

6 結束語

使用太陽能熱水器優(yōu)點很多，但只有真正搞好太陽能熱水器的防雷措施，在雷雨季節(jié)才可放心使用。防雷減災管理部門、太陽能熱水器生產研究部門、建設部門都應加強協(xié)作，共同研制開發(fā)既安全又適用的太陽能熱水器產品，最好同水、電、煤氣管道一樣先期進入建筑設計領域，與建筑物同期實施，一步到位。通過整體設計、先期安裝，使太陽能熱水器既美觀實用，又能保證安全。

參考文獻

[1]建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-2010

[2]盧輝麟，林溪猛，雷電風險評估軟件的設計與實現(xiàn)[J]中國科技信息，2009（01）

[3]麥冠華，戴瀚濤，郭媚媚，雷電風險評估工作的思考和建議[J]，氣象研究與應用，2008（S2）

[4]劉玉晶，張坤，馬社芳，昌軍勝，等，防雷系統(tǒng)在安鋼原料場鐵路信號微機自控系統(tǒng)中的應用[J]，科技信息，2012，24（19）：166-168

[5]李力，崔玲，葉水春，孫陽，等，針對現(xiàn)代住宅電氣裝置設置方法之探析[J]，民營科技，2011，05（13）：249-251