关于太阳能热水器防雷的技术改进方法探讨

季现峰

摘 要：现阶段，居民较为常用的热水器是太阳能热水器，其主要安装在建筑物顶楼上方，雷击太阳能热水器很容易导致设备受损，有些甚至对居民生命安全造成威胁。本文主要分析太阳能热水器存在的安全隐患和遭受雷击途径，并以现代防雷技术为依据，对太阳能热水器内部及外部防雷对策进行探析。

关键词：防雷；太阳能热水器；雷击

太阳能热水器具有经济、清洁、方便等特点，深受居民喜欢。通常情况下，太阳能热水器放置在楼房顶部，并且高度超过了建筑物避雷针，导致太阳能热水器全部处于雷电直击的范畴内，一旦建筑物受到雷击，首先损坏热水器，为居民生命安全埋下了安全隐患[1]。太阳能热水器雷击危害除了热水器的损坏，也可能对居民身体安危造成威胁。

一、分析雷击

（一）直击雷与雷电感应

直击雷指的是雷云对大地上目标放电的一个过程，包括高大树木和建筑物等。在高空出现雷云期间，大地上的物体因为静电感应，使其产生与雷电相吸的电荷，再加之太阳能热水器处于高空位置，与雷雨间的差距较小，因此增加了雷击概率。

雷电感应指的是直击雷产生的电磁场及雷电流，利用空间或者导体向远方传播，导致远方物体产生较强电流或者电压的一种现象。

（二）接触雷击与旁侧闪络

雷电感应及直击雷期间，很容易产生旁侧闪络和接触电压现象。接触电压指的是雷击大树、建筑物及电线杆等物体时，因为雷电流与人体之间存在的电位差，使得雷电流通过物体流出，若人体接触雷击物体，那么雷电流则会快速进入机体，并由脚底或者其他接触点流出。其中较为常见的是雷击接触伤人，在机体与建筑物避雷引下线、电线杆及自来水管等物体接触时，很容易产生雷击伤害事件。

旁侧闪路指的是雷击物体产生了高电位，并向周围人或者物体闪击放电现象。旁侧闪络伤人通常也是因为人体位于大树、自来水管及电线等附近位置受到的损伤。因为远地区物体受到雷击，经过电线等高电位传送，使得人体受到损伤，其与接触雷击存在一定的相似性，均是雷击受害人附近的物体。

二、太阳能热水器的防雷

太阳能热水器防雷包括室内外的连接部分、室外防雷和室内防雷三部门。

（一）太阳能热水器外部防雷

1 接闪器

太阳能热水器室外主要由金属支架和水箱组成。因为居民购买的楼房均是在楼房竣工后交付使用。所以太阳能热水器通常放置在楼顶上方，而且热水器高度通常超出防雷装置保护范围内，使其位于直接雷击区域，所以，需要加强对防雷装置保护的重视，确保其位于非直击雷区。独立避雷针安装期间，应将太阳能热水器与独立避雷针间的距离控制在2-3米，通过滚球法对避雷针高度进行计算，以此实现太阳能热水器保护的目的。此外，做好太阳能热水器金属接地工作，将过渡电阻控制在0.03Ω以下。而且需要与楼顶防雷装置相连，连接位置至少两处，以此确保雷击期间能够将雷电流泄放[2]。

通常情况下，太阳能热水器位于屋顶公共位置，因此屋顶聚集了大量太阳能热水器，在安装避雷针的过程中，将太阳能热水器与避雷针控制在安全范围内的难度较大，基于此，需要对所有太阳能热水器实施防雷对策。通过双支等高避雷针保护太阳能热水器。以滚球法为依据计算避雷针高度，将避雷针设置在太阳能热水器两端。假设太阳能热水器高度和宽度分别是2m和2m，屋顶宽度是20m开展计算，如果屋顶太阳能热水器分布形式为一字型，那么避雷针放置位置应和太阳能热水器水箱处于同一水平位置。太阳能热水器保护高度则需要以建筑物屋顶是否设置完整的避雷针为依据进行明确，与此同时，连接楼顶避雷带和避雷针。

2 引下线

如果建筑物已经安装了防雷设备，则需要焊接独立避雷针下方的引下线和建筑物的避雷针，使独立避雷针与该建筑物使用同一引下線。如果建筑物为安装防直击雷状态，那么在防止独立避雷针时，需要安装独立防雷引下线，使其连接接地装置。独立避雷针引下线安装时，应合理控制独立避雷针引下线的距离，避免雷击独立避雷针时，使得强大雷电流或者雷电压进入到太阳能热水器，对室内电器设备造成损害。

通常情况下，以避雷针数量为依据设置引下线，每个避雷针安装一条引下线，通过明敷方式安装，在与地面距离2米位置到地面位置采用绝缘材料保护引下线，避免人员接触引发雷电反击事件。

3 接地装置

建筑物防直击类装置英语独立避雷针使用同一接地装置，如果无共同接地装置，则需要通过安装人工接地体，将接地电阻控制在10Ω以下。

（二）太阳能热水器内部防雷

1 电源线防雷

对太阳能热水器户外电源线和水位水温控制器实施防雷对策。连接户外电源线和水位水温控制器，若雷电流由电源线路传播至室内，除了对水位水温控制器造成了损害，同时也可能通过室内电线对他人造成损伤[3]。因此，需要将电源浪涌保护器添加到电源入户端，以便电源线感应被挡在外部。

2 信号线的防雷

通常情况下，太阳能热水器的信号线存在电磁阀、温度传感器和水位传感器，部分具有较低的工作电压，所以雷击后很容易受损。因此，需要保护每条外接线路，也就是设置信号浪涌保护器，将标称通流量设置为5kA。因为信号浪涌保护器能够减弱信号，因此SPD安装后，可能影响温度或者水位准确性。

3 太阳能热水器多种线路的屏蔽

太阳能热水器由楼顶到卫生间的线路有许多，包括水温线、水位线和电加热等，有些线路需要应用屏蔽线，在屏蔽层两端将接地工作做好。但是，因为太阳能热水器受到雷击时，电磁感应电流较电缆屏蔽层承受的电流更高，因此，需要在各项路周围放置屏蔽设备，以此保护线路。

三、结束语

在人们日常生活水平及防雷意识不断增强的背景下，逐渐加强了对太阳能热水器防雷问题的重视程度，但是大多数并未从根本上认识太阳能热水器防雷问题。所以很容易引发人员伤亡。基于此，需要加强相关部门宣传力度，与此同时，合理安装防雷装置，并改进防雷技术，解决太阳能热水器防雷问题，促进可靠性的提高。

参考文献：

[1] 张海鹰， 陈连侠， 刘军. 现代城市太阳能热水器防雷隐患探索[J]. 经济与社会发展研究， 2015（3）：303-303.

[2] 龙敬朝， 李德昌， 陈晓林. 民用太阳能热水系统雷电灾害分析和防雷技术[J]. 科技风， 2016（8）：146-146.

[3] 龙敬朝， 李德昌， 陈晓林. 民用太阳能热水系统雷电灾害分析和防雷技术[J]. 科技风， 2016（8）：146-146.