隨著科學技術(shù)的發(fā)展,太陽能熱水器因其新穎、環(huán)保、節(jié)能且方便而深受消費者的喜愛,安裝數(shù)量逐年增加,但同時也帶來了防雷安全隱患。目前,大多數(shù)屋頂太陽能熱水器安裝高度均大于該建筑物的最高避雷帶(針),且內(nèi)置有電加熱電源線和傳感和信號線直通室內(nèi),事實上該熱水器已變成了一個接閃器,一旦遭受雷擊,強大的雷電流將通過熱水器的管道、電源線和信號線直接進入用戶室內(nèi),其后果不堪設(shè)想。因此,制訂推廣切實可行的防雷、避雷措施勢在必行。下文將對防雷知識和太陽能熱水器采取的防雷措施進行簡要的介紹。
一、防雷基本知識
(一)雷電概要:
1、雷電的種類雷電分為直擊雷、靜電感應(yīng)雷、電磁感應(yīng)雷和球雷,直擊雷是帶電積云與地面目標之間的強列放電。靜電感應(yīng)雷是由于帶電積云接近地面,在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的,在帶電積云與其他客體放電后,架空線路導線或?qū)щ娡钩鑫镯敳康碾姾墒ナ`,以大電流、高電壓沖擊波地形式,沿線路導線或?qū)щ娡钩鑫飿O快地傳播,此沖擊波由靜電感應(yīng)產(chǎn)生,具有雷電特征,稱為靜電感應(yīng)雷。電磁感應(yīng)雷是由于雷電放電時,巨大的磁場能在鄰近的導體上感應(yīng)出很高的電動勢。該電動勢具有雷電特征,稱為電磁感應(yīng)雷。球雷是雷電放電時形成的發(fā)紅光、橙光、白光或其他顏色的火球。
2、雷電的特點雷電流幅值可高達數(shù)十至數(shù)百千安。雷電流陡度可高達數(shù)十千安每微秒。直擊雷沖擊過電壓可高過數(shù)千千伏,感應(yīng)雷沖擊過電壓高過數(shù)百千伏。由于雷電電流和電流陡都很大、電壓很高、放電時間極短,從而表現(xiàn)出很強的沖擊性,且具有高頻特征。
3、雷電的危害就破壞因素看,雷電具有電性質(zhì),熱性質(zhì)和機械性質(zhì)等三方面的破壞作用。就事故后果看雷電有以下破壞作用:A、爆炸和火災(zāi)B、電擊。C、毀壞設(shè)備和設(shè)施。
4、防雷分類建筑物按其火災(zāi)和爆炸的危險性、遭受雷擊時人身作傷亡的危險性、遭受雷擊的可能性及其政治經(jīng)濟價值分為三類:
第一類防雷建筑物。凡制造、使用或儲存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量危險物質(zhì)的建筑物,遇電火花會引起爆炸,從而造成巨大破壞或人身傷亡的建筑物應(yīng)劃為第一類防雷建筑物,如火藥制造車間、乙炔站、電石庫、汽油提練車間等。
第二類防雷建筑物。下列建筑物應(yīng)劃為第二類防雷建筑物:國家級重點文物保護的建筑物:國家級的會堂、辦公室、檔案館、大型展覽館、國際機場、大型火車站、國際港口客運站、國賓館、大型旅游建筑、大型體育場、國家級計算中心、通訊樞紐,以及對國民經(jīng)濟有重要意義的裝有大量電子設(shè)備的建筑物;制造、使用和儲存爆炸危險物質(zhì),但電火花不易引有爆炸危險的露天氣罐和油罐;年預(yù)計雷擊次數(shù)較高的部、省級辦公樓及其他重要的人員密集的公共建筑物,年預(yù)計雷擊次數(shù)很高的住宅、辦公樓等一般情況用建筑物。
第三類防雷建筑物。除上述兩類外,其他考慮防雷的建筑物。
?。ǘ┓览籽b置:
1、接閃器避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶等和避雷器是經(jīng)常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器或避雷器、引下線和接地裝置。避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶可作為接閃器外,建筑物的金屬屋面可作為不使用或儲存大量爆炸危險物質(zhì)的建筑物的接閃器外,建筑物的金屬屋面可作為不使用或儲存大量爆炸危險物質(zhì)的建筑物的接閃器,接閃器都是利用其高出被保護物的突出地位把雷電引向自身,然后通過引下線和接地裝置把雷電流泄入大地,以此保護被保護電力線路,避雷網(wǎng)和避雷帶主要用來保護建筑物。接閃器所用材料的尺寸應(yīng)能滿足機械強度和耐腐蝕的要求,還要有足夠的熱穩(wěn)定性,以承受雷電池的熱破壞作用。避雷針一般用熱鍍鋅圓鋼管制作。
2、引下線明裝引下線一般采用圓鋼或扁鋼,優(yōu)先采用圓鋼,采用圓鋼時其直徑不應(yīng)小于8mm。
3、接地裝置A接地裝置的組成接地裝置由接地體和接地線組成。接地體可分為人工接地體和自然接地體。專門以接下來地為目的,埋入地中的金屬物體為人工接地體。人工接地體大多采用角鋼、扁鋼等到鋼材制成。除多巖石地區(qū),接地體一般都垂直埋入。凡是與土壤有緊密接觸的自然導體兼作接地體時,稱為自然接地體。埋設(shè)在地下的金屬管道(可燃或爆炸介質(zhì)的管道除外),與大地有可靠連接的建筑物金屬結(jié)構(gòu),直接埋設(shè)在地下的電纜金屬外皮等,都可作為自然接地體。B對接地裝置的要求接地電阻應(yīng)達到規(guī)定值,接地電阻小于10歐。C對接地線的要求接地線與接地體聯(lián)接處一般應(yīng)焊接。D垂直埋設(shè)的接地體一般采用角鋼、鋼管、圓鋼等,水平埋設(shè)的接地體一般采用扁鋼、圓鋼等。
?。ㄈ┙ㄖ资芾讚舻牟课唬?、平屋面或坡度不大于1/10的層面一檐角、女兒墻、屋檐下圖(a)、(b)2、坡度大于1/10且小于1/2的屋面一屋角、屋脊、檐角、屋檐。下圖(c)3、坡度不小于1/2的屋面一屋角、屋脊、檐角。下圖(d)4、圖(c)圖(d),在屋脊有避雷帶的情況下,當屋脊處于屋脊避雷帶的保護范圍內(nèi)時屋檐上可不設(shè)避雷帶。
?。ㄋ模L球法確定接閃器的保護范圍:單支避雷針的保護范圍按下列方法確定:當避雷針高度h小于或等hr時:hr-滾球半徑:第一類防雷建筑為30米第二類防雷建筑為45米第三類防雷建筑為60米1、距地面hr處作一平行于地面的平行線;2、以針尖為圓心,hr為半徑,作弧線交于平行線的A、B兩點;3、以A、B為圓心,hr為半徑作弧線,該弧線與針尖相交并與地面相切,從此弧線起到地面止就是保護范圍,保護范圍是一個對稱的錐體。4、避雷針在hx高度的xx平面上的保護半徑;接下列計算式確定。
二、太陽熱水器的防雷措施及管理
(一)避雷針的制作由氣象局防雷中心為設(shè)計并監(jiān)制避雷針。
?。ǘ┍茚樀陌惭b(1)連接支撐件:把避雷針支撐件的前端與太陽能熱水器后側(cè)面上的合適位置用螺栓連接起來,利用太陽熱水器已有的螺栓連接起來,利用太陽熱水器已有螺栓連接孔即可。(2)焊接避雷針:把避雷針靠近支撐件的后端緊密接觸,然后用電焊機把避雷針和支撐件焊接在一起。(3)焊接圓鋼:在支撐件和避雷針上分別焊接直徑為8的圓鋼各一根,兩根圓鋼的另一端都焊接在避雷帶上。(4)防腐處理:把所有焊接點處涂上防銹漆一遍,提高避雷針的防腐效果。(5)固定方法:底座處可以埋在混凝土基座中。
?。ㄈ┍芾揍樀臋z測1、檢查搭線寬度是否合格。2、檢查防腐效果是否合格。3、用地阻儀檢測接地電阻應(yīng)小于10歐姆。
?。ㄋ模┕芾?、上崗證:所有施工人員都經(jīng)氣象局防雷中心的培訓,考核合格后持證上崗。2、記錄,所有太陽能熱水器防雷設(shè)施都要檢測,并登記《太陽能熱水器避雷設(shè)施安全檢測表》。3、存檔:所有檢測記錄定期匯總至防雷檢測站,存檔備查。