妥善设置保养避雷装置 免风险保医院运作畅顺
天气变幻莫测,近期本港常受台风吹袭,早前网上更有流传片段显示,有公屋单位外墙怀疑在一秒内被闪电以连续劈击3次,令网民啧啧称奇。行雷期间有闪电击向大厦时有发生,但对于医院等廿四小时运作的设施,避雷装置十分重要,因一旦电击影响医院供电及院内设备仪器等,将会牵连甚广,包括医疗服务的持续运作,故医院对于避雷设备的使用十分谨慎,绝不马虎。
撰文:资深工程师及工程师学会前任会长源栢梁
“避雷针”一词字面上虽有表示“避雷”功用,但实际上其原理并非阻挡雷电,而正正是相反地把云层内的电荷“吸引”,并由预设导体接到地表内作出电荷中和,从而保护所属的建筑物。行雷时,雨云底部会积聚负电荷离子,而避雷针的尖端或建筑物上较为突出的地方,一般会聚集较多正荷离子,容易引导云层中的负离子沿著避雷针导向地表内“放电”。这些雷电电流从避雷针连接经垂直导体流入金属棒,接入土地里,避免云层中的负离子累积过多,不受控地放电,击中地面上的建筑、设备、树木等造成破坏,或偶然击中在空旷地方走动的人畜,造成性命伤害。
其实中国古时已有类似“避雷”的装置,例如分布在铺满瓦片的古代中式建筑屋脊四角上,会有较为突出的脊兽装饰如龙、凤、狮子等,亦属一种传统智慧,得以引导雷电电流导向地下;而雷电亦可能会透过雨水糟的流动连系至地上,避免可能引发火灾或导致触电。而其后西方亦发明了“避雷针”等装置,确保电流可透过装置带到地面,减少对建筑物或人类造成的影响。
不过,因行雷闪电是随机的,所以避雷针亦未必每次都能发挥到应有效用,如过去曾有报道指,本港有医院簷篷因行雷闪电导致损毁。其实那算是“不幸中之大幸”,因为若医院等廿四小时运作的建筑物受到巨大雷电重击,有机会影响整间医院供电,继而令院内仪器运作受阻,如有重大的手术进行中,难免会带来影响。
较优良的电力供应系统除避雷针外亦同时加装有“浪涌保护”(surge protection device) 装置,这种“浪涌”即特如其来的瞬时高压电流,多来自外部,最强烈的来自行雷闪电,也可能来自内部的电气负载切换。这浪涌保护是一种通过分流或限制浪涌电流,去限制瞬态电压的保护装置。电涌保护装置用于保护较敏感电子设备,例如电脑系统和安全性电路,包括火灾探测系统和应急照明,主要因为带有敏感电子电路的设备很容易受到瞬态过高电压的损坏。整体而言,虽然装有不同避雷装置,若考虑到防止大厦内有人遭巨大雷电击中,以至可能危及性命,一般专家均会劝喻市民,若在行雷闪电时应尽量远离门窗或避免接触金属物件,以策安全。
医院以往曾使用铜带作为避雷针,有时会建成针状物,并向下形成伞式覆盖,亦有机会呈平面避雷带网状式设计,网状式一般安装于围绕着天台周边以及纵横覆盖全天台平面以保护建筑物。过往此系统曾引起不法之徒的注意,偷取铜带转售图利,故院方除了加强保安措施或在金属铜带上加入标记,有医院亦会转用铝质物料作避雷针,其成本较便宜,有助减少被人偷取后图利的机会。
其后不少医院则转用较新式的“提前放电式避雷针”(Early Streamer Emission),系统透过以极微量而安全的放射性物质将离子释放出来,去吸引带电荷的雨云带,属于“主动式”避雷针设计,从而将闪电引到地面中和。此类装置装成本较贵,更要累积更多更广范成效实证,但其容易安装及有避免铜造避雷铜带被盗而影响避雷功效的好处等,相信其后亦越来越普遍被使用。
《01医务所》与资深工程师源栢梁合作,逢周一推出专栏“源途有你”,分享工程与医疗的大小事。
源栢梁一直以推动工程界专业发展为己任,是香港工程师学会前任会长。数十年专业路途,著实值得回忆,亦深信后来者或可从中领会工程专业要点所在。源途有你,就让大家一起体会。