如何避免太陽能熱水器被雷擊中呢

如何避免太陽能熱水器被雷擊中呢，隨著人們生活水平的提高，太陽能熱水器受到廣大市民的青睞，但目前由於太陽能熱水器裝在高高的樓頂，且城市住宅樓在建設時只常採用避雷帶防雷，因此太陽能熱水器高出屋面而得不到避雷帶保護，下面分享如何避免太陽能熱水器被雷擊中呢。

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太陽能熱水器，顧名思義，是利用太陽光加熱原理來獲得熱水的裝置。隨著科學技術的發展，太陽能熱水器因其新穎、環保、節能且方便而深受消費者的喜愛，安裝數量逐年增加。

為了採熱的需要，人們習慣將太陽能熱水器安裝到屋頂上陽光充足的地方，而這樣安裝往往會超過建築物上原有的防雷裝置高度，使其完全暴露在雷電直擊的.範圍內，且內建有電加熱電源線和感測訊號線直通室內，它的金屬構件較多，事實上熱水器就變成了一個接閃器。

建築物一旦遭受雷擊，熱水器經常是“捱打”物件，而且，部分雷電流將通過熱水器的管道、電源線和訊號線直接進入使用者室內，從而帶來了防雷安全隱患，如不採取科學有效的防雷措施，輕則將導致熱水器和家用電器燒燬，重則將出現爆炸、火災或人員傷亡等。

（1）比較可靠的方法是將熱水器安裝於避雷帶（針）保護範圍之內。

（2）對太陽能熱水器採取防雷措施，具體設計和施工應由專業人員完成。

（3）如無法加裝避雷針，應將熱水器與屋頂原有防雷裝置相連，建議在打雷時最好不要使用太陽能熱水器。

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01.太陽能熱水器的結構組成

太陽能熱水器主要由集熱器，保溫水箱、直架、連線管道、控制部件構成。每年都有陰雲雨雪以及冬季日照不足天氣，在此氣候下主要靠電加熱止水，多數太陽能熱水器都內建電加熱迴路，並通過電源線與室內電源連線。

另外為了監控太陽能熱水器的水位，水溫等資訊，太陽能熱水器一般都有資訊採集、輸出、顯示，這些資訊都是通過訊號線路傳入室內。因此，對於太陽能熱水器的防雷措施應從其產品特性角度去考量。

02.太陽能熱水器的防雷依據

現代建築物都是由鋼筋混凝土結構，樓頂的接閃器與建築物內鋼筋連線，一旦遭雷擊，雷電流會沿這些鋼筋引下，洩入建築物的基礎鋼筋網而入地。

為防止電擊事故，《低壓配電設計規範》採用國際標準規定了建築物總的等電位連線，區域性等電位連線和輔助等電位連線措施，在《建築物防雷設計規範》（2010年版）中的第3.3.2條規定，凸出屋面高於避雷帶的'物體，如系金屬物則應與屋面防雷裝置連線；如系非金屬物，應在接閃器（避雷針）保護範圍內，

否則應加裝接閃器的保護，並和屋面的防雷裝置相連。這一規定的目的是利用避雷針攔截雷電，儘量減少熱水器遭雷擊的機率。同時，使金屬物與屋面防雷裝置連線，為下一步實現等電位連線做好準備。

03.太陽能熱水器直擊雷防護

由於太陽能一般都是安裝在屋頂上，這往往造成熱水器不在接閃器的保護範圍內。出於人身和財產安全考慮，按照《建築物防雷設計規範》GB50057-2010第4.5.4第一款規定：“無金屬外殼或者保護網罩的用電裝置應處於接閃器的保護範圍內。”

太陽能熱水器直擊雷防雷措施大致分為兩種：一種是將熱水器鋼結構支架與屋面防雷裝置可靠電氣連線，另外一種做法是專門為太陽能熱水器設定接閃器。

太陽能熱水器頂部應至少低於最高避雷小針或避雷帶60cm，並與針、帶保持1m左右的安全距離。如果屋頂上的針、帶高度不能滿足要求，則應加高（或加裝）避雷針，並與原有針、帶焊接，雙面焊縫不小於避雷針直徑的6倍，避雷針的規格不應小於原有針、帶規格。

若是因安裝空間的限制無法滿足安全距離要求，至少應對屋頂太陽能熱水器的金屬高位水箱外殼、支架等進行連線，並與防雷引下線焊通。據瞭解，不少太陽能熱水器水箱的不鏽鋼板僅為0.3mm，不可直接作為接閃器，可考慮在支架邊上安裝高於水箱一定長度的避雷針作為接閃器，並與屋面避雷網可靠連線。

04.太陽能熱水器感應雷防護

在室內感應雷防護方面，將浴室內所有的金屬管、金屬浴盆、金屬採暖管等連線到區域性等電位端子板上，把電源線路遮蔽層接地、室內浪湧保護裝置接地、安全保護接地、工作保護接地也連線到區域性等電位端子板上，然後把區域性等電位端子板一起連線到總等電位端子板上。

此外，安裝在太陽能熱水器的浪湧保護器（SPD）需要與總配電箱的電湧保護器在能量上配合，適宜選擇二級浪湧保護器，儘量靠近需要保護的裝置，最好在開關的電源處設定電湧保護器。

05.專業防雷品牌——同為科技（TOWE）

太陽能熱水器的防雷工程從原理上講是簡單易行的，但設計施工要求很高。為確保工程質量，確保人身安全，在產品和服務選擇上應選擇質量過硬、服務有保障的電氣品牌。

同為科技（TOWE）自2001年成立以來，始終專注雷電防護領域，是中國防雷行業技術領導型企業，致力於為客戶提供多種技術先進、安全可靠的防雷產品及服務，產品主要有電源電湧保護器、訊號電湧保護器、工業控制及風電光伏電湧保護器、避雷針與接地系統產品等，為超百萬使用者提供過專業的雷電防護產品與服務。

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1．雷害分析

雷電災害是聯合國公佈的10種最嚴重的自然災害之一，也是目前我國十大自然災害之一。據有關部門估計，全球平均每分鐘發生雷暴2000次，每年因雷擊造成的人員傷亡超過1萬人，所導致的火災、爆炸等時有發生。我國也是雷暴活動十分頻繁的國家。全國有21個省會城市每年的雷暴日都在50天以上，最多的可達134天。

雷電危害可分成直擊雷、雷電感應和雷電波侵入3種類型。

1.1直擊雷

所謂直擊雷，是指雷電直接擊在建築物、構架、樹木、動植物上，因電效應、熱效應和機械力效應等造成建築物等損壞以及人員傷亡。直擊雷蘊含極大的能量，電壓峰值可達5000KV，具有極大的破壞力。如建築物直接被雷電擊中，巨大的雷電流沿引下線入地，會造成以下三種影響：

a：巨大的雷電流在數微秒時間內流下地，使地電位迅速抬高，造成反擊事故， 危害人身和裝置安全。

b：雷電流產生強大的電磁波，在電源線和訊號線上感應極高的脈衝電壓。

c：雷電流流經電氣裝置產生極高的熱量，造成火災或爆炸事故。

1.2雷電感應

雲層之間的頻繁放電產生強大的電磁波，在電源線和訊號線上感應極高的脈衝電壓，峰值可達50KV。一般來說，雷電感應沒有直擊雷那麼猛烈，但它發生的機率比直擊雷高很多。

因為直擊雷只發生在雷雲對地閃擊時才會對地面造成災害，而雷電感應則不論雷雲對地閃擊、或者雷雲對雷雲之間閃擊（據觀測資料介紹，雷雲對雷雲閃擊比雷雲對地閃擊機率高很多），都可能發生並造成災害。

此外，直擊雷一次只能襲擊一兩個小範圍的目標，而一次雷閃擊可以在比較大範圍內多個小區域性同時發生雷電感應過電壓現象，並且這種感應高電壓可以通過電源線、訊號線等金屬導線傳輸到很遠，致使雷害範圍擴大。

1.3雷電波侵入

遠處的雷電擊中線路或因電磁感應產生的極高電壓，由室外電源線路和通訊線路傳至建築物內，損壞電氣裝置。

通過上述雷電危害的幾種型別分析，雷擊主要通過以下幾種途徑對太陽能熱水器造成破壞：

（a）雷電直接擊中樓頂太陽能熱水器，導致熱水器爆炸燒燬或通過水管等引入室內造成人員傷亡。太陽能熱水器金屬構件較多，體積龐大。安裝位置普遍高於樓頂避雷針及避雷帶的高度，如無有效的防雷措施，很容易成為雷擊的首要目標。

（b）目前的太陽能熱水器普遍具有電加熱功能，備用的多陰天用電加熱水的電源線是由室內引上的，其電源線又無遮蔽措施，有引雷入室之患。

（c）太陽能熱水器控制儀表的感測器裝在樓頂，都裝有從樓頂到室內的數十米長的訊號線。太陽熱水器控制儀表的耐過壓、耐過流和抗雷電電磁脈衝的能力都比較弱，容易在雷電中損壞。

2．防護措施

雷電防護是一項系統工程，防雷應從工程的系統設計，選擇效能可靠的產品，合理可靠的.工程安裝，適時適量的執行維護及工程的管理水平等諸多因素來保證。在遵照執行國家有關行業標準的基礎上，並參考和引入IEC國際電工委員會的有關防雷技術標準要求，採取了以下防護措施。

2.1直擊雷防護

安裝在屋頂的太陽能熱水器，超出了屋頂的高度，而且不在原設計屋頂防雷保護範圍內。在安裝有太陽能熱水器的建築上，應考慮防雷直擊雷措施。

應使太陽能熱水器處於防雷裝置的保護範圍之內。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高度或在旁邊加裝避雷針加以保護。

避雷針與建築物原有針、帶焊接， 搭接長度不小於避雷針直徑的6倍；避雷針的規格不小於原有針、帶規格。一般情況下，太陽能熱水器至少應低於防雷裝置(避雷針或避雷帶)60釐米，並與其保持1米左右的安全距離。避雷針的具體設定可依據GB50057-2010《建築物防雷設計規範》中“滾球法”計算出針高。

2.2電源及訊號線防護

為了防止雷電感應過電壓通過電源、訊號線路等侵入室內，毀壞電子裝置。應在電源及訊號線路上分別加裝相應的防雷器進行保護。

防雷器是在最短時間（納秒級）內將被保護線路連入等電位系統中，使裝置各埠電位相等，同時釋放系統中因雷擊而產生的大量脈衝能量，

並短路洩放到大地，降低裝置各介面端的電位差，從而保護線路上使用者的裝置。對系統裝置而言，電源線路和訊號線路是雷電襲擊產生過電壓並傳導的兩條主要通道。

在太陽能熱水器的電源輸入端加裝大通流量的電源防雷器，防止由電源線路的感應雷電波和雷電電磁脈衝的侵入，使其在進入電源系統之前將其洩放入地。

所有訊號線到儀表主機的輸入端加裝訊號線防雷器，在有雷擊發生時導通，將輸入電壓嵌位在安全範圍以內。選擇訊號線防雷器時，一定要選擇正規企業生產的、通流量大、響應時間快的器件，才能在雷擊發生時起到保護作用。

2.3遮蔽及等電位連線

從樓頂引入室內的太陽能熱水器電源線、訊號線等均應採用金屬管（或金屬線槽）遮蔽保護。遮蔽對於電場和磁場能起到類似屏障的作用，防止外來的雷電電磁脈衝能量進入遮蔽體內，減少電子裝置受到的破壞。

遮蔽金屬管（或金屬線槽）應與太陽能熱水器的其它外露金屬部分利用金屬導體連線，避免因不同電位造成的反擊。

2.4接地

接地是提供雷電洩放的通道，一個良好的接地系統是非常重要的，它是防雷的基礎，良好的接地和合理的接地方式能夠充分發揮防雷器件的作用。接地電阻越大，越不利於過壓過流的消散，因此接地電阻應嚴格控制在規定的範圍內。

儀表主機的金屬外殼、遮蔽金屬管等應與大樓保護地可靠連線。

2.5規範安裝

安裝太陽熱水器時，使訊號線儘量遠離引下線，減少架空線；安裝太陽熱水器時，要遠離避雷帶等。