太陽(yáng)能熱水器的防雷隱患與安全防護(hù)

朱育清　陳慧敏　張小紅

[摘要]太陽(yáng)能作為一種實(shí)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(guó)能源研究工作中的一個(gè)重要課題。其居有清潔、安全等顯著優(yōu)勢(shì)，人們?yōu)榱擞行Ю锰?yáng)熱能，常將大量的太陽(yáng)能熱水器安裝在無(wú)遮擋的屋頂高處。而在有雷電地方的雷雨季節(jié)，如果沒(méi)有安裝或者沒(méi)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(zāi)害事故。筆者從太陽(yáng)能熱水器存在防雷隱患的角度，提出解決太陽(yáng)能熱水器防雷隱患的安全防護(hù)措施。正確地安裝防雷裝置，就能夠避免或大大減少雷擊災(zāi)害的發(fā)生。

[關(guān)鍵詞]太陽(yáng)能 防雷 安全

[中圖分類號(hào)]TK511 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0419-01

1 概述

太陽(yáng)能熱水器把太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們?cè)谏睢⑸a(chǎn)中的熱水使用。太陽(yáng)能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽(yáng)能熱水器和平板式太陽(yáng)能熱水器，目前真空管式太陽(yáng)能熱水器為主，占據(jù)國(guó)內(nèi)95%的市場(chǎng)份額。真空管式家用太陽(yáng)能熱水器是由集熱管、儲(chǔ)水箱及相關(guān)附件組成，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)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(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。太陽(yáng)能熱水器一般都安裝在人們居住的屋頂上。由于部分太陽(yáng)能熱水器銷售公司和用戶缺乏防雷安全意識(shí)，安裝過(guò)程中并沒(méi)考慮對(duì)太陽(yáng)能熱水器的雷擊防護(hù)，使安裝好的太陽(yáng)能熱水器留下許多雷擊隱患，對(duì)使用者的生命和財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，解決太陽(yáng)能熱水器防雷隱患是我們現(xiàn)在工作的一個(gè)重點(diǎn)部分。

2 太陽(yáng)能熱水器安裝現(xiàn)狀

雖然建筑物普遍都裝有避雷設(shè)施，但大多數(shù)建筑物都是在竣工驗(yàn)收交付使用之后，用戶再自行安裝太陽(yáng)能熱水器。居民安裝的太陽(yáng)能熱水器一般都位于屋頂?shù)淖罡咛帲蛊渫耆┞对诶纂娨u擊的范圍內(nèi)。由于熱水器的一部分材料是金屬構(gòu)件，一旦雷電襲來(lái)，不在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)的熱水器將首當(dāng)其沖地被雷電擊中，引發(fā)安全事故。我們國(guó)家現(xiàn)在還沒(méi)有頒布強(qiáng)制性規(guī)范要求安裝太陽(yáng)能熱水器必須要有避雷裝置，只是以建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010來(lái)參考，在太陽(yáng)能熱水器防雷安全方面存在遺漏。我們?cè)诜览装踩珯z查過(guò)程當(dāng)中，雖然發(fā)現(xiàn)大部分太陽(yáng)能熱水器都沒(méi)有采取必要的防雷安全保護(hù)措施，但也只能是勸導(dǎo)安裝而已。根據(jù)多年的防雷安全檢查，目前安裝太陽(yáng)能熱水器主要有以下幾種形式：

其一、建筑物無(wú)防雷裝置，太陽(yáng)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(yáng)能熱水器安裝在屋面上，高于建筑物的防雷裝置，太陽(yáng)能熱水器處于無(wú)保護(hù)狀態(tài)，此種情況比較多。

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

3 太陽(yáng)能熱水器被雷擊時(shí)的危害路徑

3.1 當(dāng)高于建筑物防雷裝置的太陽(yáng)能熱水器被雷電直接擊中時(shí)，強(qiáng)大的雷電流從太陽(yáng)能熱水器中的水流通道傳導(dǎo)進(jìn)入室內(nèi)，危及人身和室內(nèi)其它財(cái)產(chǎn)安全。

3.2 當(dāng)屋面上防雷裝置發(fā)生雷擊時(shí)，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(yáng)能熱水器的金屬構(gòu)件進(jìn)入室內(nèi)，危及人身和室內(nèi)其它財(cái)產(chǎn)安全。

3.3 當(dāng)屋面上防雷裝置發(fā)生雷擊時(shí)，有可能產(chǎn)生電磁感應(yīng)（又稱感應(yīng)雷），經(jīng)太陽(yáng)能熱水器溫度數(shù)據(jù)線、電加熱線路進(jìn)入室內(nèi)，危及人身和室內(nèi)其它財(cái)產(chǎn)安全。

4 造成的危害

浴室是我們使用太陽(yáng)能熱水器的主要地方。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）將浴室列為電擊危險(xiǎn)大的特殊場(chǎng)所之一，其理論根是，人在沐浴時(shí)，遍體濕透，人體的阻抗會(huì)大大降低，而沒(méi)有安裝防雷裝置的太陽(yáng)能熱水器則很有可能成為一個(gè)雷電接閃器，雷電經(jīng)熱水器接閃后隨即順著水管和信號(hào)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(jìn)入浴室，此時(shí)如果剛好有人在沐浴，則必然會(huì)發(fā)生災(zāi)難性后果。

5 太陽(yáng)能熱水器的安全防護(hù)措施

目前，家庭安裝的太陽(yáng)能熱水器基本上都位于屋頂?shù)淖罡咛帲坏┰饫讚簦粌H室外的熱水器會(huì)遭損壞，電流更會(huì)通過(guò)水管、電線等引入室內(nèi)，危及其它電器乃至使用者的人身安全。所以應(yīng)采取以下措施。

5.1 盡量使太陽(yáng)能熱水器處于防雷裝置的保護(hù)范圍之內(nèi)。首先要確保原有防雷裝置合格，在這一前提下，可以通過(guò)降低太陽(yáng)能熱水器的安裝位置或在旁邊加裝避雷針加以預(yù)防。一股情況下，太陽(yáng)能熱水器至少應(yīng)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(guò)熱水器引入室內(nèi)的雷電流。如果熱水器已處于防雷裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，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(yīng)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(shù)立防雷意識(shí)。打雷時(shí)避免使用太陽(yáng)能熱水器，應(yīng)拔掉電源插頭，少接觸龍頭。

5.4 提高對(duì)雷電危害的認(rèn)識(shí)和自我保護(hù)能力，找相關(guān)部門(mén)對(duì)建筑物的防雷設(shè)施進(jìn)行年檢，在雷雨天氣，最保險(xiǎn)的方法是不要使用太陽(yáng)能熱水器，并且及時(shí)拔掉電源等插頭。也不要接觸水龍頭和水管。

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

5.6 提倡為太陽(yáng)能熱水器安裝獨(dú)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(yáng)能熱水器在避雷針的有效保護(hù)范圍之內(nèi)。

5.7 將衛(wèi)生間內(nèi)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(xiǎn)的電位差。

6 結(jié)束語(yǔ)

使用太陽(yáng)能熱水器優(yōu)點(diǎn)很多，但只有真正搞好太陽(yáng)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(zāi)管理部門(mén)、太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)研究部門(mén)、建設(shè)部門(mén)都應(yīng)加強(qiáng)協(xié)作，共同研制開(kāi)發(fā)既安全又適用的太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)品，最好同水、電、煤氣管道一樣先期進(jìn)入建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，與建筑物同期實(shí)施，一步到位。通過(guò)整體設(shè)計(jì)、先期安裝，使太陽(yáng)能熱水器既美觀實(shí)用，又能保證安全。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010

[2]盧輝麟，林溪猛，雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]中國(guó)科技信息，2009（01）

[3]麥冠華，戴瀚濤，郭媚媚，雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的思考和建議[J]，氣象研究與應(yīng)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(chǎng)鐵路信號(hào)微機(jī)自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]，科技信息，2012，24（19）：166-168

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