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摘 要 針對醫(yī)院對電力系統(tǒng)有很高的要求及使用特點,論述了醫(yī)院醫(yī)療場所的劃分以及不同場所的不同類型的電力系統(tǒng);詳細介紹了醫(yī)療IT系統(tǒng)的特點、(隔離電源)設(shè)備、IT系統(tǒng)的應(yīng)用方案,以及IT系統(tǒng)應(yīng)用時注意事項。
關(guān)鍵詞 IT系統(tǒng) 醫(yī)療場所 應(yīng)用方案
1 概述
醫(yī)院建筑是一個救助病人的特殊場所,無論其內(nèi)部結(jié)構(gòu),還是醫(yī)療設(shè)備都大程度地滿足醫(yī)患雙方治療、康復和安全的要求。在其建筑電氣當面,新的標GB16895.24-2005標準對醫(yī)院的各個醫(yī)療場所按用電的安全等級進行了劃分,同時針對不同的醫(yī)療場所了不同的電力系統(tǒng)。
按照新的標GB16895.24-2005標準,醫(yī)療場所劃分為0類場所,1類場所和2類場所。其在醫(yī)療0類和1類場所中,由于醫(yī)療設(shè)備斷電不會對患者或診斷造成危害,因此可能使用TN-S系統(tǒng),須配備剩余電流保護設(shè)備(RCD),在發(fā)生對地漏電故障時,故障回路可及時斷開,同時可安裝剩余電流監(jiān)視設(shè)備(RCM),監(jiān)視系統(tǒng)各回路的漏電流數(shù)值,在RCD動作之前即能輸出報警信號,避免負載回路斷電事故。在醫(yī)療2類場所中,醫(yī)療設(shè)備的斷電將對患者構(gòu)成危害,甚至是生命威脅,因此使用IT系統(tǒng),即使發(fā)生接地故障,系統(tǒng)也不會發(fā)生漏電、失電,從而保證2類場所內(nèi)病人的安全和維持病人生命的診療設(shè)備的持續(xù)運行。
2 醫(yī)療IT系統(tǒng)功能及特點
隔離電源系統(tǒng)(即IT系統(tǒng)),又叫中性點不接地的配電系統(tǒng),系統(tǒng)負載中的導體和無負載電流經(jīng)過的導電部分經(jīng)接地保護線接地。在IT系統(tǒng)中,如果出現(xiàn)單相接地故障,對地漏電流只能經(jīng)過系統(tǒng)泄漏電容對系統(tǒng)相線構(gòu)成回路,而系統(tǒng)泄漏電容引起的容抗總是遠遠大于TN系統(tǒng)中的接地電阻,因此IT系統(tǒng)中的短路其不會因接地電流的存在而引起過電流而動作,從而保證系統(tǒng)能帶故障運行。
醫(yī)療IT系統(tǒng)設(shè)置在醫(yī)療2類場所的作用:
(1)隔離電源系統(tǒng)即中心點不接地系統(tǒng),其因降低了接觸電壓和電網(wǎng)對地的泄漏電流,故有效控制對人體內(nèi)部的直接漏電,從根本上杜絕產(chǎn)生微電擊醫(yī)療事故的危險;
(2)防止接地系統(tǒng)內(nèi)的漏電流竄入某些與病人連接的醫(yī)療電氣設(shè)備的對地回路;
(3)當供電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)*個對地漏電流故障時,不會導致斷路器或熔斷器動作,保證供電的可靠性。同時,絕緣監(jiān)視儀報警,提示故障類型,以便維修人員及時修復;
(4)降低了對地漏電流,從而提高了防火安全性;
(5)目前標準GB16895.24-2005規(guī)定中心手術(shù)部所有手術(shù)室、急診搶救室、各類重癥監(jiān)護室、心臟導管及造影室等需配置隔離電源系統(tǒng)。
3 選擇設(shè)備時應(yīng)注意的事項
醫(yī)院在選擇IT設(shè)備時,應(yīng)參照相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求,其中:
(1)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》在14.7.6.3中規(guī)定:“在電源突然中斷后,有招致重大醫(yī)療危險的場所,應(yīng)采用電力系統(tǒng)不接地(IT系統(tǒng))的供電方式”;14.2.8中規(guī)定“IT系統(tǒng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視及接地故障報警系統(tǒng)或顯示裝置”;
(2)《醫(yī)療潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》在8.3.1.3中規(guī)定“潔凈手術(shù)部用電應(yīng)從本建筑物配電中心專配共給。根據(jù)使用場所的要求,主要選用TN-S系統(tǒng)或IT系統(tǒng)兩種形式”:8.3.2.3中規(guī)定:“潔凈手術(shù)室內(nèi)的電源宜設(shè)備漏電檢測報警裝置”;
(3)標準《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》在710.413.1.5中規(guī)定“在2類醫(yī)療場所(即手術(shù)室、ICU)內(nèi),醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)該用于維持生命的、外科手術(shù)的和其它位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)療電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路。IT系統(tǒng)應(yīng)配置一個符合規(guī)范要氣的絕緣監(jiān)視儀。”
該規(guī)范規(guī)定了IT系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品(包括隔離變壓器、絕緣監(jiān)視儀以及外接報警顯示)的技術(shù)指標和要求。其中醫(yī)院隔離變壓器的技術(shù)指標為:變壓器應(yīng)符合IEC61558-2-15及以下附加要求:
(1)當變壓器以額定電壓和額定頻率供電,空載時出現(xiàn)繞組測得的對地漏電流和外護物的泄漏電流均不應(yīng)超過0.5mA。
(2)用于移動式和固定式設(shè)備的醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)采用單相變壓器,其額定輸出容量不應(yīng)小于0.5KVA,但不應(yīng)超過10KVA。
(3)變壓器應(yīng)緊靠醫(yī)療場所安裝,可在其內(nèi)或其外,而且要安裝在柜內(nèi)或外護物內(nèi)以免被無意地接觸其帶電部分。
(4)變壓器的二次側(cè)額定電壓Un不應(yīng)超過交流250V。
絕緣監(jiān)視儀的技術(shù)指標為:
(1)絕緣監(jiān)視儀需符合IEC61557-8并滿足下列規(guī)定要求:
(2)交流內(nèi)阻抗應(yīng)至少為100KΩ;測試電壓不應(yīng)大于直流25V;
(3)即使在絕緣電阻降至50KΩ時,應(yīng)發(fā)出信號。應(yīng)配置試驗此功能的器具;
(4)絕緣監(jiān)視儀要求監(jiān)測醫(yī)療IT變壓器的過負荷和過熱。
外接報警顯示的技術(shù)指標為:對于每個醫(yī)療IT系統(tǒng),配備有下列組件的聲光報警系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)在適當?shù)牡胤揭员汜t(yī)務(wù)人員可以經(jīng)常監(jiān)視(聲光信號),一只綠燈亮表示正常,當絕緣電阻下降到小整定值時,一只黃燈亮。應(yīng)不能或斷開這個亮燈指示,當絕緣電阻下降到小整定值時,音響報警動作。該音響報警可以解除,當故障被清楚恢復正常后,黃色信號燈應(yīng)熄滅。
目前,安科瑞的IT系統(tǒng)已廣泛于各大醫(yī)院,其包括:AITR系列醫(yī)院單相隔離變壓器、AIM-M系列絕緣監(jiān)測儀、AKH-0.66P26電流互感器、ACLP10-24儀器電源、AID系列報警與顯示儀、ASG100測試信號發(fā)生器和AIL100絕緣故障定位儀。其產(chǎn)品特點為:
(1)安科瑞AITR系列隔離變壓器符合標的技術(shù)要求。具備10KVA以下各種規(guī)格的變壓器,具有噪音低、對地漏電流小、啟動浪涌電流小等點。同時變壓器內(nèi)置了兩個溫度芯子,當變壓器超溫時,可在絕緣監(jiān)視儀上輸出報警信號。同時作為手術(shù)室IT系統(tǒng)的電源,連接不間運轉(zhuǎn)時間長,符合并高于隔離變壓器技術(shù)指標,其質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)受了長時間實際應(yīng)用的考驗。
(2)AIM-M系列絕緣監(jiān)測儀具有如下功能:①監(jiān)測絕緣阻抗,范圍為10~999KΩ。②監(jiān)測負載電流,范圍為2.1~50A。③監(jiān)測隔離變壓器溫度。④在線監(jiān)測儀表和電網(wǎng)、N線、PE線的連接。⑤在線監(jiān)測儀表與電流互感器的連接。⑥在線監(jiān)測儀表與溫度傳感器的連接。⑦兩路繼電器報警輸出、LED報警指示。
(3)AID系列外接報警與顯示儀,安裝于手術(shù)室內(nèi)信息控制面板上,顯示AIM-M系列絕緣監(jiān)測儀的所有信息,并具有遠程設(shè)置AIM-M系列絕緣監(jiān)測儀的報警參數(shù)等功能。其中AID200與AIM-M200絕緣監(jiān)測儀通過CAN接口進行數(shù)字通訊,可進行多點顯示和集中顯示。
(4)除了絕緣監(jiān)測技術(shù)外,安科瑞公司還能通過AIL100絕緣故障定位儀在線查找絕緣故障發(fā)生的回路。AIL10*定位儀與AIM-M200絕緣監(jiān)測儀通過CAN接口進行數(shù)據(jù)通訊,當IT系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時,ASG100信號發(fā)生器啟動并產(chǎn)生定位信號,注入到IT系統(tǒng)與地之間。AIL100絕緣故障定位裝置通過傳感器逐路巡檢,當檢測到定位信號流經(jīng)某支路時,便可確定該支路為絕緣故障所在回路。此時,操作人員可有目的性的針對該故障支路進行斷電或其它保護操作,不必逐條支路斷電進行排查,不僅大大的提高了工作效率,也有效的保障了系統(tǒng)供電的連續(xù)性。因此,對電力系統(tǒng)供電的安全性、連續(xù)性和可靠性具有極其重要的意義。
4 醫(yī)療IT系統(tǒng)在醫(yī)療場所的應(yīng)用方案
根據(jù)標GB16895.24-2005/IEC60364-7-710標準和未出版的綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范,醫(yī)療IT系統(tǒng)須應(yīng)用于醫(yī)療2類場所,即中心手術(shù)部的所有手術(shù)室、急診搶救室、各類重癥監(jiān)護室(ICU)及心臟導管和造影室等。
(1)ICU、CCU病房配電解決方案
方案一 不帶絕緣故障定位功能
方案二 帶絕緣故障定位功能
(2)ICU、CCU病房方案配置表
規(guī)格 配置 | GGF-I6X | GGF-I8X | GGF-I6XL | GGF-I8XL | |
隔離變壓器 | AITR6300 | AITR8000 | AITR6300 | AITR8000 | |
絕緣監(jiān)測儀 | AIM-M100 | AIM-M200 | |||
直流穩(wěn)壓電源 | ACLP10-24 | DR-60-24 | |||
測試信號發(fā)生器 | —— | ASG100 | |||
絕緣故障定位儀 | —— | AIL100-4 | |||
輸出回路 | IT系統(tǒng):4路、8路等(可根據(jù)實際需求定制) | ||||
電流互感器 | AKH-0.66P26 | ||||
斷路器 | iC65LMA 2P | ||||
報警與顯示儀 | AID100或AID120 (安裝于情報面板上) | AID200 (安裝于情報面板上) | |||
(3)手術(shù)室配電解決方案(以GGF-O8G隔離配電柜系統(tǒng)圖為例)
方案一 不帶絕緣故障定位功能
方案二 帶絕緣故障定位功能
(4)手術(shù)室方案配置表
規(guī)格 配置 | GGF-O6X | GGF-O8X | GGF-O6XL | GGF-O8XL |
|
隔離變壓器 | AITR6300 | AITR8000 | AITR6300 | AITR8000 |
|
雙電源切換裝置 | 可選配置 |
| |||
絕緣監(jiān)測儀 | AIM-M100 | AIM-M200 |
IT 系 統(tǒng) | ||
測試信號發(fā)生器 | — | ASG100 | |||
絕緣故障定位儀 | — | AIL100-8 | |||
直流穩(wěn)壓電源 | ACLP10-24 | DR-60-24 | |||
電流互感器 | AKH-0.66 40I75/5、AKH-0.66P26 | ||||
斷路器 | iC65LMA C16/2P、iC65HLMA C20/2P | ||||
報警與顯示儀 | AID100或AID120(安裝于情報面板上) | AID200 (安裝于情報面板上) | |||
饋電回路 | 8路AC220V | ||||
1路AC380V、8路AC220V | TN 系 統(tǒng) | ||||
浪涌保護器 | PR20 20KA 3P+N | ||||
多功能儀表 | DTSD1352 | ||||
剩余電流動作保護器 | 動作電流≤30mA(A型) |
(5)隔離變壓器可根據(jù)GGF隔離電源柜選型的不同靈活安裝于隔離電源柜內(nèi)、夾層內(nèi)或吊頂上。絕緣監(jiān)視儀、穩(wěn)壓電源、電流互感器、測試信號發(fā)生器、絕緣故障定位儀可安裝在隔離電源柜內(nèi),外接報警顯示可安裝于情報面板上。
5 IT系統(tǒng)應(yīng)用時需注意的問題
1.IT系統(tǒng)的隔離變壓器設(shè)置位置。
放置隔離變壓器的位置應(yīng)是靠近手術(shù)室的通風和易散熱的地方,應(yīng)盡量縮短變壓器出線端與手術(shù)室插座之間的距離。通常將隔離變壓器放置手術(shù)室墻內(nèi)嵌入式電氣柜,手術(shù)室天花板吊頂或手術(shù)準備房間有立式電氣柜內(nèi)。
2.二類場所里慎用三相隔離電源。
三相隔離系統(tǒng)(IT系統(tǒng))中如果出現(xiàn)單相接地故障,非故障相對地電壓將升高對地額定電壓的1.7倍,因而具有對地故障擴大的危險,所以應(yīng)慎用三相隔離電源,盡量采用單相隔離電源系統(tǒng)。
3.IT系統(tǒng)的配電線路應(yīng)裝設(shè)雙級開關(guān),作為短路保護。
因IT系統(tǒng)不宜配出中性(N)線,系統(tǒng)中單相負荷所需的220V電源由IT系統(tǒng)中單相220V電源經(jīng)1:1隔離變壓器的二次側(cè)提供。所以IT系統(tǒng)中的配電線路均為帶電導線,應(yīng)裝設(shè)雙級開關(guān),作為短路保護。
綜上所述,參照新制定的標GB16895.24-2005/IEC60364-7-710標準,不但充分保障患者的醫(yī)療安全,還能保證醫(yī)療設(shè)備的安全使用,具有很強的實用性。
參考文獻
〔1〕《IT 系統(tǒng)在醫(yī)療場所的應(yīng)用》 邵建勛著
作者簡介
王海芹,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為醫(yī)療供配電設(shè)計 :