太阳能热水器的雷电防护

刘　辉　王　辉

摘要：本文阐述了太阳能热水器防雷的一般概念与防雷误区，提出了有效地、科学地防雷措施，以防护太阳能热水器及洗浴者的安全。

关键词：太阳能热水器 防雷误区 防雷措施

1.引 言

太阳能热水器是利用集热器吸收太阳光，将光能转换成热能，并通过储水箱将热水储存。由于它具有节约能源、防止污染和经济实惠等特点，正日益受到大众的青睐，而且每年以30%的速度高速增长。太阳能热水器往往安装在屋顶无遮拦的高处，且安装位置普遍较高，据了解，太阳能热水器金属构件较多，普遍具有电加热功能，若没有效的雷电防护措施，很容易造成雷击的首要目标。轻则导致热水器爆炸烧毁，重则直接电击伤人。据报道，2007年7月2日，龙川县某住宅小区天面的太阳能，因未做任何防雷措施，致使多家的太阳能热水器仪表、电视机、电脑等家电被雷电击坏。因此，加强太阳能热水器的雷电防护措施，减少雷击隐患，使人们安全、放心地使用太阳能热水器刻不容缓。

2.太阳能热水器的防雷误区

2.1 太阳能热水器低于避雷针就能受避雷针保护

太阳能热水器比避雷针低或低0.5～1.5m即可受避雷针保护。

这种说法是错误的。一方面避雷针垂直高度不能完全保护太阳能热水器，太阳能热水器成为“引雷针”接闪放电；另一方面避雷针与太阳能热水器水平距离过近，避雷装置上雷电流的强磁场感应到太阳能热水器上或被防雷装置上的高压雷电流击穿空气后击到太阳能上，同样危机室内洗浴的人。应通过“滚球法”确定单支避雷针对太阳能热水器的保护范围，且避雷针的位置须距离太阳能热水器在3.0m以外。

2.2太阳能与接闪器相连进行等电位连接

将太阳能的水箱外壳或金属支架与防雷设施（避雷针、避雷带）相连，作为“等电位”连接，用来接地。这种做法是错误的，因为：太阳能热水器发生一旦接触雷击，雷电流将沿着上下水管道进入室内危机洗浴人的人身安全；雷电流还能沿着辅助加热器电源线和水位水温传感器的信号线进入室内损坏水位水温传感器，以至伤人。

2.3仅卫生间装一级浪涌防护就完全避免配电系统不受雷电侵害

因未周详考虑根除雷电波危害的问题，跟热水器用户并排敷设电源线路的用户有可能遭受雷击的损坏。通常情况下，卫生间只采取局部等电位连接的做法，局部等电位连接端子一般只连接楼层板筋，与基础地网没有很好的连接。当雷击发生后使卫生间的电涌保护器工作时，其相线L、中性线N、接地线PE是等电位的。但越往单元楼配电箱方向，L与N、E间的电位差越大。因为相线无接地，可理解为来自无穷远、电阻无穷大；而N线、接地线的接地电阻相对无穷大来说是极小的。由并联电路原理可知：主要雷电流从低阻抗的N线、接地线通过，相线近乎无雷电流通过。雷电流过零线、接地线时会产生电阻电压降，且导线离卫生间电涌保护器愈远（与楼房单元配电箱愈近）电阻越大，电位差越大。跟太阳能热水器用户并排敷设的电源线路也感应上几乎同等等电位的雷电，且离单元配电箱越近，电位差越大，雷灾受损也就越大。因此，当卫生间无接地端子时，跟热水器并排敷设电源线路的用户需在入户处设置电涌保护器以防雷电感应。

3.太阳能热水器的防雷措施

太阳能热水器的防雷，可分为楼顶部分、传输部分和卫生间部分。

3.1楼顶部分的防雷

太阳能热水器楼顶部分主要是水箱和金属支架，要求自身所有金部分应有良好的电气连接；另外，太阳能热水器一般都高出楼顶防雷装置，处在LPZ0A区，所以必须另外安装接闪器，并且根据《建筑物防雷设计规范》GB50057—94的附录四，用滚球法确定接闪器的保护范围，使太阳能热水器处在LPZ0B区内。该接闪器直接与建筑物的防雷装置有至少两处的焊接，以保证可能的雷击时泄放雷电流的可靠性。

3.2传输部分的防雷

为防止水体引雷电入室，也为防止沿着墙体钢筋向地下泄放的雷电流击穿导线或水管，伤及室内外太阳能器械或室内洗浴人，金属进出管道应有良好的接地，若管道为塑料管材，建议入户处穿金属管并在金属管两端做好接地。

3.3卫生间部分防雷

卫生间部分的防雷，主要是防止雷电流通过水箱里的水，由喷头传到人体。如果室外部分的防雷措施得当，雷电流就不容易顺着水进入室内，所以，雷电流不可能沿着水位水温传感器线路的信号线和水位水温传感器电源线进入室内；而水位水温控制器与户外的电源线相连，如果雷电流沿着电源线进入室内，不仅击坏水位水温控制器，还有可能伤及室内的人。因此，应在电源的入户端加装电源电涌保护器。室内其他金属应做好等电位连接，且等电位连接端子要与建筑物的总等电位端子连接。

3.4其他防雷措施

为防止雷电波侵入室内，电源线、信号线均不得与避雷带平行并排敷设，并宜采用屏蔽接地措施，没有屏蔽接地措施的信号线要装设信号电涌保护器。

为防止雷击引入高电压的均压措施，室内其他金属应做等电位连接，且等电位连接端子且与建筑物总等电位端子相连。考虑到工程质量的稳定性，仍不建议雷雨时使用太阳能热水器。

如果物业管理部门允许，可将太阳能热水器的真空管安装在建筑物的南墙上，水箱放在室内高处。既有效地避免了直击雷的发生，又不用再加装防直击雷措施。

4.结束语

因太阳能热水器所造成的直击雷击、感应雷击事故时有发生，太阳能热水器的雷电防护必须通过有效地直击雷、雷电波侵入、雷电感应的防护措施，合理布线、接地、屏蔽、等电位连接、浪涌抑制等技术，以保障大众的人身、财产安全，促进我国多源化能源事业的发展。◆

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作者简介:刘辉(1980年生)，男，助理工程师,主要从事防雷管理工作。