熱水器技術論文
太陽能熱水器，以清潔、經濟的優點，廣泛受到人們的青睞。下面是小編為大家整理的，希望你們喜歡。
篇一
太陽能熱水器防雷技術探討
【摘 要】隨著太陽能熱水器普遍被居民所使用，雷擊太陽能熱水器導致人員傷亡和裝置損壞的事故也時有發生。本文通過調查分析太陽能熱水器存在的防雷安全及遭受雷擊的途徑，根據現代防雷技術，討論了太陽能熱水器外部和內部防雷措施，以減少雷擊造成的人員傷亡和經濟損失。
【關鍵詞】太陽能熱水器;雷擊途徑;防雷
0 引言
太陽能熱水器，以清潔、經濟的優點，廣泛受到人們的青睞。太陽能熱水器一般安裝在樓房頂部，超過了建築物的最高避雷帶***針***，使得太陽能熱水器完全暴露在雷電直擊的範圍內，建築物一旦遭受雷擊，熱水器先被擊壞，存在嚴重的防雷安全隱患。太陽能熱水器遭雷擊的危害，不僅僅表現在損壞位於室外的熱水器，更嚴重的是通過水管、水位、及溫度資料線、電加熱線等渠道將雷電流引入室內，危及人身安全及損壞室內其他電器裝置。
1 雷擊分析
1.1 直擊雷與雷電感應
直擊雷可以形象地說就是雷雲對大地上的目標***高大建築物或高大樹木等***放電的一種過程。當高空出現雷雲的時候，大地上的物體由於靜電感應作用，必然帶上與雷雲相反的電荷，太陽能熱水器處於建築物的最高處，與雷雲距離最近，最容易遭受雷擊。
雷電感應是指由直擊雷產生的雷電流和電磁場，通過導體或空間傳向遠方，使遠方的某一物件遭受到高電壓或強電流的現象。
1.2 接觸雷擊與旁側閃絡
我們應該注意，在直擊雷和雷電感應過程中可能出現的接觸電壓和旁側閃絡。
接觸電壓是指雷擊其他物體，如建築物、大樹、電線杆時，由於雷電流與人體之間的電位差，雷電流由該物體上流過，如果人體某部分接觸到被雷擊的物體時，雷電流就從接觸點進入人體，從另一接觸點或腳底流出的現象。比較多見的接觸雷擊傷人是指手或身體接觸到建築物的避雷引下線、自來水管、大樹和電線杆等物體時，受到的雷擊傷害。
旁側閃絡是由於被雷擊物體帶有了高電位，而向它附近的人閃擊放電的現象。旁側閃絡傷人也也多是人體站在建築物的避雷引下線、自來水管、大樹和電線等附近時受到傷害的。有時由於較遠地方的物體遭受雷擊時，通過電線直接把高電位輸送，或感應產生高電位也能發生旁側閃絡造成人員傷亡，它和接觸雷擊的共同點都是雷電沒有直接擊中受害人，而是擊中受害人附近的物體。
2 太陽能熱水器的防雷
太陽能熱水器的防雷，可以分為室外防雷、室內防雷和室內外的連線部分的防雷三部分。
2.1 太陽能熱水器的外部防雷
2.1.1 接閃器
太陽能熱水器在室外的部件主要有水箱和金屬支架。由於住戶購買的樓房，都是在樓房竣工後才交付使用。在安裝太陽能熱水器時也都是在樓房完工後才安裝在樓頂上的。所以一般都高出樓頂防雷裝置，不在防雷裝置的保護範圍之內，處在直接雷擊區***LPZ0A區***，所以必須補加保護它的防雷裝置，使其處在非直擊雷區***LPZ0B區***。在安裝獨立避雷針時，該獨立避雷針與太陽能熱水器之間應有2-3米的間距，運用滾球法計算避雷針的高度，達到保護太陽能熱水器的作用。另外應將熱水器的金屬做好接地處理，其過渡電阻應少於0.03Ω。且與屋面防雷裝置至少應有兩處以上焊接連線，以保證可能的雷擊時洩放雷電流的可能性。
太陽能熱水器都是安裝在屋頂公共部位，所以屋頂一般太陽能熱水器多而集中，在設定避雷針時很難與太陽能熱水器保持一定的安全的距離，針對這些情況我們可以對屋頂太陽能熱水器採取集體防雷的措施。集體防雷措施也就是採用雙支等高避雷針對太陽能熱水器進行防雷保護。避雷針的高度根據滾球法計算確定，避雷針位置安裝在太陽能熱水器的兩側。以太陽能熱水器高2m，寬2m，屋頂寬度20m來計算，當樓頂太陽能熱水器以一字形式佈置且水箱安裝在同一側時，避雷針位置應與太陽能熱水器水箱保持直線。保護太陽能熱水器所需雙支等高避雷針的高度則應根據建築物樓頂是否安裝完善避雷帶來確定，同時應將避雷針與樓頂避雷帶作可靠連線。
2.1.2 引下線
當建築物已安裝防雷裝置時，獨立避雷針的引下線可以與建築物的避雷針、帶或網做可靠焊接，與該建築物的防直擊雷裝置共用引下線。當該建築物沒有安裝防直擊雷裝置時，在安裝獨立避雷針保護熱水器時，需設定獨立的防雷引下線，與接地裝置可靠連線。當設定獨立引下線時，應與獨立的避雷針引下線之間有一定的距離，防止雷擊獨立避雷針或避雷帶時，強大的雷電流或者感應雷電流匯入太陽能熱水器，或沿水管、電加熱線路等進入室內，損壞室內電氣裝置甚至造成人身傷亡。
引下線的佈置一般根據避雷針的數量來設定，一支避雷針設定一根引下線，採取明敷方式安裝，在距地面2米處至地面部分引下線應絕緣材料保護，防止人員觸控發生雷電反擊事故。
2.1.3 接地裝置
獨立避雷針可以與建築物的防直擊雷裝置共用接地裝置。若無共用接地裝置時，需設定人工接地體，要求其接地電阻≤10.0Ω。
2.2 太陽能熱水器內部防雷
2.2.1 電源線的防雷
太陽能熱水器的水位水溫控制器與戶外電源線間需要防雷。水位水溫控制器的電源線路與戶外電源線相連，如果雷電流沿著電源線路進入室內，不僅會擊壞水位水溫控制器，通過室內電線，旁側閃絡還可能傷到室內的人。所以，應該在電源的入戶端加裝電源浪湧保護器，把從電源線感應來的雷電流拒之門外。
智慧化太陽能熱水器有輔助加熱、水位、水溫自動顯示及補水、斷水的自動控制功能，而這些功能都是通過專用電腦控制晶片、感測裝置等電子裝置來實現的。而電子器件的整合度越高，電子裝置的工作電壓也越低，耐過壓能力也就降低，當智慧太陽能一旦受到雷擊浪湧過電壓的襲擊時，就會通過雷電感應的作用，使強大的雷電流沿連線管道、電源系統進入到浴室，輕則造成室內電器損壞，重則可能導致人身傷亡事故的發生，國際電工委員會***IEC***還將浴室列為電擊危險大的特殊場所，因此太陽能熱水器的室內防雷問題不容忽視，應採取綜合有效的雷電防護措施，將室外進入室內各級線路上配電櫃處加裝過電壓保護裝置***SPD***，並與建築物防雷裝置做可靠連線。以達到防雷的目的
2.2.2 訊號線的防雷
太陽能熱水器的訊號線一般有水位感測器、溫度感測器和電磁閥，這些裝置相對工作電壓都很低，很容易被雷擊壞。所以需要在每根外接線路進行防雷保護，即安裝訊號浪湧保護器，選擇標稱通流量為5kA的SPD。由於訊號浪湧保護對訊號有一定衰減作用，所以在安裝了SPD後可能對水位或溫度的準確性有稍微的影響。***下轉第84頁******上接第79頁***所以在這裡還是建議太陽能熱水器生產廠家在生產時將防雷器件做到控制器線路板上。
2.2.3 太陽能熱水器各種線路的遮蔽
太陽能熱水器從樓頂到衛生間的線路有輔助電加熱、水位、水溫線，這部分線路全部都要採用遮蔽線，其遮蔽層兩端要做好接地。但由於太陽能熱水器在樓頂遭受雷擊時，電磁感應電流可能超過電纜遮蔽層所能承受的電流，所以，在太陽能熱水器水箱至屋面這段線路再穿鋼管，其鋼管上端和太陽能熱水器支架連線，鋼管下端和樓頂避雷帶就近連線，以確保線路的二次遮蔽作用。
3 結束語
隨著人們防雷意識的增長，太陽能熱水器的防雷問題也被使用者所重視，但還是有大部分使用者對太陽能熱水器的防雷問題視而不見或根本不知道太陽能熱水器需要採取防雷措施。因此，雷擊太陽能熱水器造成的人員傷亡還是時有發生。這個問題不僅需要有關部門加大防雷知識宣傳力度，同時也需要生產廠家將防雷措施設計到產品中、建築設計人員設計合理的安放位置、防雷技術人員不斷改進防雷技術，共同將太陽能熱水器防雷問題解決好，使之更加安全可靠。
【參考文獻】
[1]GB50057-94 建築物防雷設計規範***2000年修訂版***[S].
[2]江燕如.建築防雷工程與設計[M].氣象出版社，2004.
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