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王海芹
安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801
1 項(xiàng)目簡介
由于大型綜合醫(yī)院功能復(fù)雜,配備多種的醫(yī)療診斷和治療儀器,為人民的生命健康檢查、診斷提供了堅(jiān)實(shí)的設(shè)施保陣,其供配電設(shè)計(jì)對(duì)于保證醫(yī)院的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。本項(xiàng)目為共綜合性醫(yī)院的外科大樓,其功能主要涵蓋了外科病房、手術(shù)部、外科住院部、門診、健康管理中心、消毒供應(yīng)室及地下機(jī)房、動(dòng)力中心、地下車庫等。建筑面積約為18萬m2,其中地上17層(含手術(shù)設(shè)備夾層)面積約為13萬m2,.地下3層面積約為5萬m2??偞参粩?shù)837床,其中監(jiān)護(hù)病房36床。建筑高度80m,屬于一類高層建筑,耐火等級(jí)為一級(jí),設(shè)計(jì)抗震烈度為八度。
2 負(fù)荷分級(jí)
2.1負(fù)荷等級(jí)劃分依據(jù)
在設(shè)計(jì)醫(yī)院供配電系統(tǒng)之前,先要根據(jù)不同負(fù)荷的供電等級(jí)進(jìn)行劃分.由于我的醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范仍在編制過程中,目前僅形成報(bào)審稿,尚未正式實(shí)施。因此,現(xiàn)對(duì)醫(yī)療建筑的負(fù)荷分級(jí)主要依據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范如《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008、《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ49-1988和《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002及相應(yīng)類別建筑(如本項(xiàng)目為一類高層建筑)進(jìn)行負(fù)荷等級(jí)劃分;此外,還要參考醫(yī)療場所安全設(shè)施的類別和級(jí)別劃分,如標(biāo)準(zhǔn)《建筑物電氣裝置 7-710部分:特殊裝置或場所的要求——醫(yī)療場所》GB16895.24-2005。該標(biāo)準(zhǔn)把醫(yī)療場所按醫(yī)療電氣設(shè)備與人體接觸分為3類,分別為0類醫(yī)療場所、1類醫(yī)療場所和2類醫(yī)療場所,其分類規(guī)定如下:
表1 醫(yī)療場所安全實(shí)施的類別和級(jí)別劃分示例
0類醫(yī)療場所:無需與思者身體接觸的電氣裝置工作的場所。
1類醫(yī)療場所:醫(yī)療電氣設(shè)備的接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)(除了2類醫(yī)療場所所述環(huán)境以外)接觸的電氣裝置工作的場所。
2類醫(yī)療場所:醫(yī)療電氣設(shè)備約接觸部件需要與患者體內(nèi)(主要指心臟或接近心臟部位)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作的場所.
由此可見.醫(yī)院的負(fù)荷等級(jí)除應(yīng)滿足建筑入身的設(shè)備及場所劃分,還應(yīng)考慮與人體生命安全息息相關(guān)的電氣設(shè)備及場所約負(fù)荷等級(jí)。
2.2負(fù)荷等級(jí)的劃分
該項(xiàng)目火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備、消防泵、消防電梯、排煙風(fēng)機(jī)、消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)、加壓送風(fēng)機(jī)、安防系統(tǒng)、應(yīng)急照明、手術(shù)部、病理切片分析、核磁共振、ICU、介入治療月CT、血庫、搶救室、治療室及配血室的電力照明用電、走道照明、值班照明、警衛(wèi)照明、障礙照明用電、潔凈度手木室空調(diào)系統(tǒng)用電、氣體機(jī)房設(shè)備(制氧機(jī)、真空泵、壓縮機(jī)等)、弱電機(jī)房、生活泵、電梯、潛水泵等為一級(jí)負(fù)荷。其中搶救室、手本部、ICU等涉及思者生命安全的設(shè)備(如呼吸機(jī)等)及照明用電為一級(jí)負(fù)荷中特重要負(fù)荷。診斷用CT及DR用電、電子顯徽鏡、供熱采暖系統(tǒng)用電、主要會(huì)議室、主要辦公室、病房用電等為二級(jí)負(fù)荷。其余負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。
3 供電系統(tǒng)
3.1電源
本工程分別從兩個(gè)不同的變電站(開閉站)引入雙重10kV電源,進(jìn)線采用電纜埋地方式引入。兩路電源同時(shí)工作,互為備用;每路均能承擔(dān)本工程全部一、二級(jí)負(fù)荷。要求當(dāng)一路電源發(fā)生故障時(shí).另一路電源不應(yīng)同時(shí)受到損害。
3.2高壓配電系統(tǒng)
高壓10kV配電系統(tǒng)采用單母線分段運(yùn)行,手動(dòng)聯(lián)絡(luò)。主進(jìn)開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)電氣聯(lián)鎖,任何情況下只能合其中的2個(gè)開關(guān)。低壓配電系統(tǒng)采用里母線分段運(yùn)行,可自動(dòng)或手動(dòng)聯(lián)絡(luò),母聯(lián)需具備自投自復(fù)、自投不自復(fù)、手動(dòng)投入三種方式。在相關(guān)兩臺(tái)變壓器總負(fù)荷不超過單臺(tái)的1.1倍時(shí)聯(lián)終開關(guān)可設(shè)為自投。主進(jìn)開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)電氣聯(lián)鎖,任何情況下只能合其中的2個(gè)開關(guān)。
3.3低壓配電變壓器的設(shè)置
根據(jù)負(fù)荷情況,在地下2層變配電室內(nèi)設(shè)置了8臺(tái)2000kVA干式變壓器。其中1~4#變壓器對(duì)大樓的照明、醫(yī)療動(dòng)力、空調(diào)及其他電力、消防負(fù)荷供電;5#、6#變壓器對(duì)冷凍機(jī)房的水泵類負(fù)荷、廚房動(dòng)力及現(xiàn)有院區(qū)其他建筑的供電,7#、8#變壓器對(duì)冷凍機(jī)房8臺(tái)冷凍機(jī)組供電。非空調(diào)季節(jié)可停運(yùn)7#或8#變壓器,利于節(jié)能。系統(tǒng)主接線圖見圖1。
圖1 系統(tǒng)主接線圖
3.4應(yīng)急電源的設(shè)置
為保證一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷及消防負(fù)荷供電的可靠性,本工程設(shè)置了2臺(tái)1600kw快速自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。當(dāng)兩路市電均斷電時(shí),15s內(nèi)2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組完成并機(jī)啟動(dòng),保證一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷及消防負(fù)荷可靠供電。當(dāng)雙重10kV電源均失電或有聯(lián)絡(luò)的兩臺(tái)變壓器同時(shí)故障時(shí),從低壓進(jìn)線配電相進(jìn)線開關(guān)前端取柴油發(fā)電機(jī)的延時(shí)啟動(dòng)信號(hào)至柴油發(fā)電機(jī)房,信號(hào)延時(shí)0-10s(可調(diào))自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組。兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組在15s內(nèi)并機(jī)自啟動(dòng),達(dá)到額定轉(zhuǎn)速、電壓、頻率后投入,并對(duì)應(yīng)急母線段負(fù)荷供電。當(dāng)市電恢復(fù)供電時(shí).機(jī)組自動(dòng)分閘并經(jīng)冷卻延時(shí)后停機(jī)。柴油發(fā)電機(jī)組與市電設(shè)電氣、機(jī)械聯(lián)鎖??紤]到醫(yī)院的特殊性、消防防火等因素,未在柴油發(fā)電機(jī)房內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)油箱,而另在室外鄰近柴油發(fā)電機(jī)房的位置設(shè)置了一個(gè)不小于8h的地下儲(chǔ)油罐,并預(yù)留臨時(shí)柴油車的輸油接口。對(duì)停電要求小于0.5s的重要負(fù)荷,如手術(shù)室、ICU及重要的計(jì)算機(jī)房設(shè)備用電,還采用ups不間斷電源設(shè)備供電。
4 醫(yī)療動(dòng)力及空調(diào)配電、控制系統(tǒng)
4.1低壓配電的供電方式
低壓配電采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式,對(duì)于單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷如冷凍機(jī)、水泵房、電梯機(jī)房等設(shè)備采用放射式供電;對(duì)于一般負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。
4.2大型醫(yī)療設(shè)備的供電
由低壓配電柜采用放射式向大型醫(yī)療設(shè)備(如MR、CT、DR)供電,配電電纜應(yīng)滿足對(duì)電源內(nèi)阻的要求。由于大型醫(yī)療設(shè)備在初期設(shè)計(jì)階段往往都未終選定,故通常對(duì)其供電的電力電纜須在設(shè)備確定并核對(duì)無誤后敷設(shè),以避免浪費(fèi)。
4.3消防負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的供電
消防負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷如:消防泵、排煙風(fēng)機(jī)、加壓送風(fēng)機(jī)、消防控制室、消防電梯、搶救、檢驗(yàn)中心、ICU、呼吸機(jī)等維持患者生命的設(shè)備及計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心等。采用雙電源供電并在末端自動(dòng)切換。
4.4手術(shù)層的配電
手術(shù)層根據(jù)防火分區(qū)及潔凈區(qū)的劃分,分別設(shè)反配電總柜。為了維護(hù)檢修方便、減少外來塵及病菌對(duì)手術(shù)部潔凈區(qū)的污染,手術(shù)部總配電柜應(yīng)設(shè)于非沽凈區(qū)并采用雙路電源供電并按根據(jù)容量設(shè)置ups不間斷電源。為保證供電可靠性,各手術(shù)室設(shè)配電箱并采用放射式供電,配電箱不應(yīng)設(shè)在手術(shù)常內(nèi)部,應(yīng)設(shè)在手術(shù)室外廊側(cè)墻內(nèi)。配電室放射式雙路電源供電,在配電柜內(nèi)自動(dòng)切換后,放射式供電至各手術(shù)室配電箱。手術(shù)室屬于2類場所,患者區(qū)域(在離手術(shù)臺(tái)1.5m的水平范圍,高度為2.5m的垂直范圍)內(nèi)的電氣設(shè)備和系統(tǒng)供電回路,應(yīng)采用局部IT系統(tǒng),輔以局部等電位聯(lián)結(jié)。系統(tǒng)設(shè)置絕緣監(jiān)視裝裝置,大限度防止手術(shù)徽電擊事故的發(fā)生。手術(shù)室患者區(qū)域外的非重要回路采用帶剩余電流監(jiān)測的TN-S系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)剩余電流達(dá)到監(jiān)測響應(yīng)值(可根據(jù)需求設(shè)定6mA或10mA等)時(shí)聲光報(bào)警,達(dá)到30mA時(shí)開關(guān)動(dòng)作,有利于提早發(fā)現(xiàn)問題,保障手術(shù)室各設(shè)備正常工作。手術(shù)室隔離電源柜系統(tǒng)圖如圖2。
圖2 手術(shù)室隔離電源柜系統(tǒng)圖
4.5照明供電方式
考慮到醫(yī)院面積較大、普通照明及醫(yī)療動(dòng)力負(fù)荷較大又存在大量患者的特殊性,單條母線很難滿足供電負(fù)荷及可靠性要求,故考慮采用兩條密集型封閉插接母線供電。兩條母線互為備用并很據(jù)設(shè)計(jì)要求或整體需要系數(shù)適當(dāng)留有余量,在各層強(qiáng)電豎井內(nèi)設(shè)置總配電箱。單號(hào)及雙號(hào)樓層電源分別引自不同母線槽,當(dāng)一條母線或某層照明出現(xiàn)故障或檢修時(shí),可以通過手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到另一條母線上供電,保證其正常照明用電需求。
4.6強(qiáng)電豎井(配電小室)
根據(jù)供電半徑及防火分區(qū)的劃分,本樓設(shè)有4個(gè)強(qiáng)電豎并,均兼作配電小室。每層配電小室內(nèi)設(shè)有照明、應(yīng)急照明、(醫(yī)療)動(dòng)力總配電箱及通風(fēng)空調(diào)配電箱(部分空調(diào)配電箱設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi))。手術(shù)層根據(jù)區(qū)域劃分在非潔凈區(qū)單設(shè)配電間。
5 照明設(shè)計(jì)
各種病房、檢驗(yàn)室、醫(yī)患走廊、手術(shù)室等部門選用漫反射型高顯色性燈具,減少眩光而且滿足醫(yī)療環(huán)境的視覺要求。照度及功率密度應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034一2004的相關(guān)要求。門診室、醫(yī)生辦公室等一般場所采用格柵型嵌入式熒光燈具(反射器為霧面合金鋁貼膜)。理療室、MR掃描室等需要電磁屏蔽的房間采用直流燈具。潔凈場所采用潔凈燈具,嵌入式密閉安裝。熒光燈采用T8型,色溫為4000K.顯色指數(shù)大于80的三基色節(jié)能型燈管。因醫(yī)院大量采用熒光燈,為提高功率至數(shù)及減少操聲、頻閃,熒光燈具配高性能、低諧波電子鎮(zhèn)流器,功率因數(shù)大于0.95。病房及病房走廊設(shè)地腳燈,護(hù)士站可集中控制。手術(shù)室、大型醫(yī)療沒備室的入口處安裝紅色信號(hào)標(biāo)志燈。醫(yī)院內(nèi)部主要采用移動(dòng)小推車式消毒方式,在走道及病房內(nèi)等均設(shè)插座供其使用。治療室、消毒供應(yīng)等場所設(shè)置固定式紫外線殺茵燈。燈具采用有接地端子的1類燈具,使其能可靠接地。
根據(jù)IEC按人們對(duì)某些外界環(huán)境影響條件及人的能力劃分,醫(yī)院的患者屬于生理或智力有缺陷的人員,醫(yī)院屬于人員疏散緩慢場所,公共區(qū)域的照明均按應(yīng)急照明設(shè)計(jì)。并采用消防智能疏散指示系統(tǒng),使人們?cè)诨饻缜闆r下遠(yuǎn)離著火點(diǎn),快速有序地疏散。
6 部分設(shè)計(jì)中需注意的問題
1)由于醫(yī)院的特殊性,依據(jù)醫(yī)療的要求、醫(yī)療場所及設(shè)備的使用,包括所有的醫(yī)療過程能在3h內(nèi)結(jié)束,并且建筑內(nèi)人員能在24h內(nèi)提前疏散完畢的情況下,備用電源的供電周期可選擇不小于3h。否則應(yīng)保持24h的供電周期。
2)直接用于手術(shù)或維持患者生命的供電回絡(luò)的出線斷路器只帶短路保護(hù),不帶過負(fù)荷保護(hù)。
3)用于電子信息、醫(yī)療電氣設(shè)備的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器應(yīng)采用電磁式。
4)為保證NMR-CT(核磁共振)的正常運(yùn)行,對(duì)其室內(nèi)的電磁環(huán)境有嚴(yán)格的要求,室內(nèi)的電氣管線、器具等不得使用鐵磁材料,這對(duì)進(jìn)入其室內(nèi)的燈具、管線等提出了特別要求。另外進(jìn)入核磁共振機(jī)房掃描室的電源線路也裝設(shè)有源或無源濾波裝置。照明通常采用直流電源,如采用交流電源,燈具及管線應(yīng)采取屏蔽措施并可靠接地。
5)醫(yī)院手術(shù)室、ICU(重癥加強(qiáng)護(hù)理病房)、CCU(心臟監(jiān)護(hù)病房)等重要場所的患者區(qū)域應(yīng)采用IT系統(tǒng),系統(tǒng)的隔離變壓器容量不宜過大,以免系統(tǒng)對(duì)地電容電流增大造成系統(tǒng)報(bào)警。根據(jù)IEC60364- 7-720中規(guī)定,其額定容量不應(yīng)低于0.5kVA且不大于10kVA,沒計(jì)可很據(jù)實(shí)際情況確定。根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002中規(guī)定,手術(shù)室的配電總負(fù)菏不應(yīng)小于8kVA。
7 主要產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格及配置
隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,漏電流對(duì)病人構(gòu)成的威脅也越來越大,尤其是那些生命攸關(guān)的場所,病人在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下,各種電極、傳感器直接插入人體內(nèi),微小的漏電流都有可能導(dǎo)致病人觸電身亡。因此,對(duì)于醫(yī)院這一特殊場所的電氣設(shè)計(jì),應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。
安科瑞公司的隔離電源柜及其配套絕緣監(jiān)測裝置是針對(duì)醫(yī)療Ⅱ類場所的供電需求而開發(fā)設(shè)計(jì)的,能夠很好的滿足各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室對(duì)電源安全性和可靠性的要求,并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
應(yīng)用場合 |
| 型號(hào) | 主要功能 |
ICU/CCU病房隔離電源柜 |
| GGF-I系列 | 為醫(yī)院ICU/CCU病房提供安全可靠的IT系統(tǒng)隔離供電電源,并具有對(duì)IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測功能。 |
手術(shù)室隔離電源柜 | GGF-O系列 | 為醫(yī)院各類手術(shù)室提供安全的供電解決方案,為重要的手術(shù)設(shè)備提供安全可靠的IT系統(tǒng)隔離供電電源,并具有對(duì)IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測功能。 | |
醫(yī)療IT配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置 |
| AIM-M100 | 具有對(duì)被監(jiān)測IT系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻、隔離變壓器負(fù)荷電流、變壓器繞組溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測及 故障報(bào)警功能; |
| ACLP10-24 | 儀表的直流穩(wěn)壓模塊,導(dǎo)軌式安裝, | |
| AID100 | 具有絕緣電阻、變壓負(fù)荷率實(shí)時(shí)顯示功能;可遠(yuǎn)程設(shè)置絕緣監(jiān)測儀的報(bào)警閥值 | |
| AKH-0.66P26 | 與AIM-M100絕緣監(jiān)測儀配套使用的保護(hù)型電流互感器。大可測電流為50A,變比為2000:1 | |
隔離變壓器 |
| AITR系列 | 醫(yī)院的隔離變壓器,為各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室提供安全的電源隔離 |
系統(tǒng)集成
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| GGF-800醫(yī)療潔凈電源監(jiān)控系統(tǒng) | 對(duì)各絕緣監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視和管理,以便被監(jiān)控的場所出現(xiàn)故障時(shí),相關(guān)人員能夠快速響應(yīng),及時(shí)有效地解決問題 |
| 具有報(bào)警顯示與記錄功能,按負(fù)荷電流分預(yù)警及報(bào)警,可記錄報(bào)警發(fā)生的時(shí)刻、報(bào)警類型及報(bào)警值等信息,并可支持報(bào)警聲音(報(bào)警聲音也可屏蔽),方便運(yùn)維人員分析系統(tǒng)運(yùn)行的歷史情況,及時(shí)排除故障 | ||
| 可單獨(dú)調(diào)用某個(gè)IT供電系統(tǒng)的監(jiān)測畫面,并可通過手動(dòng)選擇該IT供電系統(tǒng)查詢其變壓器運(yùn)行的詳細(xì)狀態(tài) | ||
| 系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場分布圖顯示功能,便于及時(shí)、直觀地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報(bào)警地點(diǎn)或區(qū)域 |
8 設(shè)備清單
8KVA落地式手術(shù)室隔離電源柜(GGF-O8G) | ||||
序號(hào) | 名稱 | 型號(hào) | 數(shù)量 | 計(jì)量單位 |
1 | 絕緣監(jiān)測儀 | 安科瑞 AIM-M100 | 1 | 只 |
2 | 隔離變壓器 | 安科瑞 AITR8000 | 1 | 只 |
3 | 報(bào)警與顯示儀 | 安科瑞 AID100 | 1 | 只 |
4 | 儀用電源 | 安科瑞 ACLP10-24 | 1 | 只 |
5 | 電流互感器 | 安科瑞 AKH-0.66P26 | 1 | 只 |
安科瑞 AKH-0.66 40I 100/5 | 3 | 只 | ||
6 | 柜體 | 手術(shù)室落地式GGF-OG | 1 | 只 |
7 | 隔離開關(guān) | 施耐德 INS80 4P | 1 | 只 |
8 | 斷路器 | 施耐德 iC65N-C20/4P | 1 | 只 |
施耐德 iC65N-C20A/4P+Vigi ELE A 30mA | 1 | 只 | ||
施耐德 iDPNN-C16A/1P+N+Vigi ELE A 30mA | 3 | 只 | ||
施耐德 iC65N-C10/1P | 5 | 只 | ||
施耐德 iC60LMA-C40/2P | 2 | 只 | ||
施耐德 iC60LMA-C25/2P | 8 | 只 | ||
9 | 電能表 | 安科瑞 DTSF1352 | 1 | 只 |
10 | PE端子排 | B-3X17/10 | 2 | 只 |
11 | 接線端子 | GGF用 | 2 | 套 |
12 | 信號(hào)燈 | AD11-22/21-5G AC220V 綠色 | 2 | 只 |
AD11-16/41-6G AC220V 紅色 | 17 | 只 | ||
13 | 浪涌保護(hù)器 | 施耐德 iPR 20 3P+N | 1 | 只 |
14 | 散熱器 | KA1238HA2BMT | 2 | 只 |
15 | 輔料 | GGF-O8/10G | 1 | 項(xiàng) |
參考文獻(xiàn):
[1]某綜合醫(yī)院外科大樓供配電設(shè)計(jì)簡介.智能建筑電氣技術(shù)2013.3
[2]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊(cè)2013.1版.
作者簡介:
王海芹,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)獒t(yī)療供配電設(shè)計(jì),: :