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淺談醫(yī)療IT系統(tǒng)的供電與接地設(shè)計
點擊次數(shù):908 更新時間:2020-07-08

安科瑞 王蒙蒙  

 

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定 201801

 

摘 要: 本文結(jié)合某綜合醫(yī)院住院樓設(shè)計實例,探討醫(yī)療場所IT系統(tǒng)設(shè)置要求、供電設(shè)計方案與設(shè)備選型及醫(yī)療場所IT系統(tǒng)的接地與運用。

關(guān)鍵詞: IT系統(tǒng) 2 類醫(yī)療場所 隔離變壓器 絕緣監(jiān)視器 外接報警系統(tǒng) 測試單元 IT系統(tǒng)接地

 

1 序言

 

  我低壓配電系統(tǒng)的接地型式可分為TN、TT、IT 三種系統(tǒng),目前內(nèi)大型綜合醫(yī)院配電系統(tǒng)的接地形式多采用TN 系統(tǒng)。該系統(tǒng)接地故障多為金屬性短路。因故障電流較大,使斷路器等過電流保護裝置動作,造成停電。顯然TN系統(tǒng)不能滿足醫(yī)院中一些重要場所對不間斷供電的使用要求。同時隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,電流對病人構(gòu)成的潛在威脅也遠遠大于以前,尤其是病人在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下,各種電極、傳感器直接插入病人體內(nèi),如有極其微弱的漏電流直接流過病人的心臟,就會導(dǎo)致病人觸電身亡,在醫(yī)學(xué)上稱為微電擊。因此,醫(yī)院這一特殊場所的漏電保護及相關(guān)要求在設(shè)計規(guī)范中已非常嚴格、明確。

通常IT系統(tǒng)應(yīng)符合下列基本要求 :

  1. 在IT 系統(tǒng)中,所有帶電部分應(yīng)對地絕緣或配電變壓器中性點應(yīng)通過足夠大的阻抗接地。電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分可單獨接地或成組地接地;
  2. 電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)通過保護導(dǎo)體或保護接地母線、總接地端子與接地極連接 ;
  3. IT系統(tǒng)必須裝設(shè)絕緣監(jiān)視及接地故障報警或顯示裝置 ;
  4. 在無特殊要求的情況下,IT 系統(tǒng)不宜引出中性導(dǎo)體。因此,IT 系統(tǒng)中包括中性導(dǎo)體在內(nèi)的任何帶電部分嚴禁直接接地 ;IT 系統(tǒng)中的電源系統(tǒng)對地應(yīng)保持良好的絕緣狀態(tài)。

 

2 醫(yī)療場所 IT 系統(tǒng)設(shè)置要求

  根據(jù)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》(GB 16895.24-2005)[1](以下簡稱《特殊醫(yī)療場所規(guī)范》) 將醫(yī)療場所按使用接觸部件所接觸的部位及場所分為0、1、2 三類,各類應(yīng)符合下列規(guī)定:

0 類醫(yī)療場所:不使用接觸部件的醫(yī)療場所, 如醫(yī)院的門診室、候診室、室等。

1 類醫(yī)療場所 :接觸部件接觸軀體外部及除2 類場所規(guī)定外的接觸部件侵入軀體的任何部分。如醫(yī)院的病房、產(chǎn)房、X光室等。

2 類醫(yī)療場所 :將接觸部件用于諸如心內(nèi)診療術(shù)、手術(shù)室以及斷電(故障)將危及生命的重要治療的醫(yī)療場所。如醫(yī)院的手術(shù)室、心臟導(dǎo)管插入室、重癥監(jiān)護室(ICU)、心臟監(jiān)護室(CCU)、血管造影檢查室等。

《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ 16-2008)[2]( 以下簡稱《民規(guī)》) 對醫(yī)療場所類別的劃分也有明確規(guī)定,詳見表1 所示 :

下面主要探討2 類醫(yī)療場所醫(yī)療IT 系統(tǒng)的設(shè)置要求。

  醫(yī)療IT系統(tǒng)設(shè)置的重要部位 :在2 類醫(yī)療場所內(nèi),用于維持生命、外科手術(shù)和其它位于“患者區(qū)域”內(nèi)的電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路,均應(yīng)采用醫(yī)療IT 系統(tǒng) ;用途相同且相毗鄰的房間內(nèi),至少應(yīng)設(shè)置一個獨立回路的醫(yī)療IT系統(tǒng)(因不同手術(shù)室可能同時實施不同的手術(shù),使用不同的醫(yī)療儀器。為避免醫(yī)療電器設(shè)備的相互干擾,每間需要單獨設(shè)置IT系統(tǒng)的手術(shù)室,應(yīng)單獨設(shè)置隔離變壓器)。目前在設(shè)計中不容易確定的是“哪些醫(yī)療場所屬于2 類醫(yī)療場所、哪些2類醫(yī)療場所內(nèi)實施的醫(yī)療救治與維持生命等有關(guān)”?這些都還有待設(shè)計時認真探討。

對照《民規(guī)》(JGJ 16-2008)12.8 醫(yī)療場所的安全防護條文說明表12-2醫(yī)院電氣設(shè)備工作場所分類及自動恢復(fù)供電時間[2] 即表1 所示,2 類醫(yī)療場所共5 項。

對照《民規(guī)》(JGJ 16-2008)12.8 醫(yī)療場所的安全防護條文說明表12-2醫(yī)院電氣設(shè)備工作場所分類及自動恢復(fù)供電時間[2] 即表1 所示,2 類醫(yī)療場所共5 項。

是否能*確定上述5 項為2 類醫(yī)療場所、還有無其他項所含的醫(yī)療場所在特定工作環(huán)境條件下可轉(zhuǎn)換為2 類醫(yī)療場所?

  《特殊醫(yī)療場所規(guī)范》(GB 16895.24-2005)710.30 一般特性評估有如下說明 :醫(yī)療場所的分類應(yīng)與醫(yī)務(wù)人員、有關(guān)的衛(wèi)生機構(gòu)或?qū)ぷ魅藛T的安全負責(zé)的部門按規(guī)定協(xié)商確定。為了確定醫(yī)療場所的類別(如果某一醫(yī)療機構(gòu)可能被用作較高危險類別的不同用途時,宜由風(fēng)險部門提出意見)。

注1 :醫(yī)療場所的分類宜與接觸部件和患者之間的接觸形式以及醫(yī)療場所的用途起來 ;制定一表達醫(yī)療場所強制性規(guī)定的類別劃分是不實際的,表1 的舉例僅供參考。

注2 :接觸部件的定義由醫(yī)療設(shè)備專門的標準來規(guī)定。(GB16895.24-2005 710.1 條范圍)

注3 :對于醫(yī)療電氣設(shè)備本身的要求 按IEC 60601 系列標準執(zhí)行。

  以上均表明內(nèi)還無此方面的規(guī)范及標準,說明了醫(yī)療場所的分類的不確定性。鑒于此,我們在醫(yī)院的具體設(shè)計中在滿足規(guī)范的前提下應(yīng)征求使用方意見,并結(jié)合具體醫(yī)療場所工作性質(zhì)確認是否需在該醫(yī)療場所配置醫(yī)療IT 系統(tǒng)。例如在某綜合醫(yī)院住院樓設(shè)計中,16 層為手術(shù)層,共設(shè)有13 間手術(shù)室,其他樓層每層按科室設(shè)有1~2 間重癥監(jiān)護室(ICU 病房),因該醫(yī)院屬*醫(yī)院,是當?shù)匾?guī)模大的綜合性醫(yī)院,為了保證手術(shù)及搶救工作的連續(xù)性及安全性,筆者在手術(shù)室及重癥監(jiān)護室(ICU 病房)均設(shè)置了醫(yī)療IT 系統(tǒng)。

  設(shè)置醫(yī)療IT 系統(tǒng)必須滿足的要求是每個IT系統(tǒng)應(yīng)設(shè)在醫(yī)務(wù)人員可以經(jīng)常監(jiān)視的地方,并應(yīng)裝設(shè)配備有規(guī)定功能組件的聲光報警系統(tǒng) ;醫(yī)療IT 變壓器應(yīng)裝設(shè)過負荷和過熱的監(jiān)測裝置。

2.1 醫(yī)療 IT 系統(tǒng)的組成

  醫(yī)療IT 系統(tǒng)主要由三部分組成 :隔離變壓器、絕緣監(jiān)視器及外接報警顯示和測試單元。

  世界各普遍采用帶絕緣監(jiān)視裝置的醫(yī)療IT 系統(tǒng)(隔離電源),即采用不接地電源系統(tǒng)為2 類醫(yī)療場所供電。

  隔離電源,簡言之就是隔離變壓器和絕緣監(jiān)視儀以及報警終端放在一起。供電原理是利用隔離變壓器把TN供電變成不接地的IT 供電,為了保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性,應(yīng)加上絕緣監(jiān)測儀對整體的絕緣水平進行在線的實時檢測。

  既然規(guī)范對醫(yī)療場所設(shè)置IT系統(tǒng)有了較明確的規(guī)定,但只有設(shè)計者能夠正確理解并充分認識到醫(yī)療場所選用IT 系統(tǒng)的必要性和特殊性,才能合理運用。

2.2 醫(yī)療場所選用IT系統(tǒng)的點

    醫(yī)療場所選用IT系統(tǒng)的點主要體現(xiàn)在以下三個方面 :

  1. IT隔離電源系統(tǒng)因降低了接觸電壓和電網(wǎng)對地漏電流(有效控制對心臟的直接漏電流),故人身觸電危險被降低到小程度。

  *,當用電設(shè)備對人體心臟直接漏電大于10μA 時,會造成對病人的微電擊事故。而一般在通用建筑中采用的剩余電流漏電保護器RCD、漏電斷路器 ELCB 等對地漏電保護開關(guān),其動作響應(yīng)值是mA 級的(如 :30mA),遠遠不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要。 因此,現(xiàn)在上對醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室、重癥監(jiān)護室(ICU)、心臟監(jiān)護室(CCU) 等重要場所通常采用局部“中性線不接地供電系統(tǒng)”(即“IT 系統(tǒng)”或稱“隔離電源系統(tǒng)”)供電。通過單相0.5kVA-10kVA的隔離變壓器給這些場所供電,先可以防止其他供電回路中的漏電流通過接地線竄入手術(shù)室及重癥監(jiān)護室(ICU)、心臟監(jiān)護室(CCU) 的醫(yī)療電器設(shè)備上對病人的安全構(gòu)成威脅。

  另外,一旦隔離電源上所接的負載(如各種醫(yī)療電器設(shè)備)出現(xiàn)對地故障,因?qū)Φ夭粯?gòu)成回路,只能產(chǎn)生一個很小的容性漏電流,極大保護了病人免遭漏電流的傷害。

  1. 當電網(wǎng)負載出現(xiàn)一個絕緣故障點時,不會引起電源開關(guān)動作(跳閘),保證了供電的連續(xù)性。

  在醫(yī)療領(lǐng)域,某些場所對供電持續(xù)性要求很高,故設(shè)計成兩路(甚至三路)電源(供電系統(tǒng))自動切換,以保證這些特殊場所的供電連續(xù)性。對于TN-S 系統(tǒng)如果在負載端出現(xiàn)相對地絕緣故障時,故障電流將經(jīng)過電流中性點對地構(gòu)成回路,從而形成一個較大的故障電流使上一級開關(guān)或熔斷器動作,導(dǎo)致供電中斷。而如果在這些特殊場所局部采用IT 配電系統(tǒng)時,因其電源中性點不接地,當負載端出現(xiàn)一點相對地絕緣故障時,因其對地不能構(gòu)成回路,只會產(chǎn)生一個很小的容性漏電流,對人體不會產(chǎn)生危害,同時也不會導(dǎo)致開關(guān)或熔斷器動作,從而保證了手術(shù)室等重要場所供電的連續(xù)性(采用不接地IT系統(tǒng)供電,當一次接地故障時,發(fā)出聲光預(yù)報警信號)。

  1. 降低了對地漏電流,故提高了防火安全性。

  許多和標準都對醫(yī)療領(lǐng)域,尤其是那些性命攸關(guān)的場所,如手術(shù)室、重癥監(jiān)護室、心臟監(jiān)護室等的電器作了特殊規(guī)定。其目的就是保證為該場所內(nèi)的醫(yī)療電器提供一個安全可靠的電源,以確保病人的安全。

  我2002 年11 月26 日發(fā)布、12 月1 日開始實施的 《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》(GB 50333-2002)[3](下面簡稱《潔凈手術(shù)部規(guī)范》8.3.1.3 中規(guī)定“潔凈手術(shù)部用電應(yīng)從建筑物配電中心專配供給。根據(jù)使用場所的要求,主要選用TN-S 系統(tǒng)和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)置漏電檢測報警裝置”;8.3.4.2 中規(guī)定“心臟外科手術(shù)室必須設(shè)置有隔離變壓器的功能性接地系統(tǒng)”等相關(guān)規(guī)定均確定了在2 類醫(yī)療場所設(shè)置醫(yī)療IT系統(tǒng)的重要性及必要性。

 

3 醫(yī)療場所IT系統(tǒng)的供電設(shè)計方案及設(shè)備選型

 

  在了解上述要求后,如何進行設(shè)計是大家需共同面對的問題,下面從筆者所設(shè)計的工程實例進行分析,供大家參考 :

內(nèi)某綜合醫(yī)院住院樓手術(shù)室配電設(shè)計如圖1所示。

  主要設(shè)備選型 :醫(yī)院內(nèi)的三相大型醫(yī)療儀器,使用時一般不與病人直接接觸,可采用裝設(shè)快速、高靈敏度漏電斷路器的直接接地方式。但三相隔離變壓器要慎用,主要原因在于三相隔離系統(tǒng)(IT系統(tǒng))中如出現(xiàn)單相接地故障,非故障相的對地電壓將升高到對地額定電壓的倍,因而具有對地故障擴大的危險,所以應(yīng)盡量采用單相隔離電源系統(tǒng)。下面我們只談?wù)剢?/p>

圖1 手術(shù)室配電箱接線系統(tǒng)圖

3.1 單相隔離變壓器

  單相隔離變壓器為單相IT 系統(tǒng)提供電源。其結(jié)構(gòu)是在變壓器的一次繞組和二次繞組之間安裝一個靜態(tài)屏蔽,此靜態(tài)屏蔽接到獨立的絕緣端子上。變壓器的固定架與鐵芯隔離。

  目前按設(shè)備供貨廠家樣本,單相隔離變壓器常用的額定功率 有3.15kVA、4kVA、5kVA、6.3kVA、8kVA、10kVA 六種。技術(shù)數(shù)據(jù):初級電壓230V、次級電壓230V、頻率50~60Hz、連續(xù)工作方式,B 級絕緣,高環(huán)境溫度40oC,每個繞組一個溫度傳感器。

  設(shè)計時根據(jù)其所帶負載決定單相隔離變壓器容量的選取。手術(shù)室應(yīng)遵守《潔凈手術(shù)部規(guī)范》(GB 50333-2002)8.3.3 潔凈手術(shù)室的配電總負荷應(yīng)按設(shè)計要求計算,并不應(yīng)小于8kV·A 的規(guī)定,選用8kVA容量的單相隔離變壓器。

  因該醫(yī)院住院大樓共16 層,除手術(shù)層外,各層均設(shè)有ICU 重癥監(jiān)護室,室內(nèi)設(shè)兩張床位,對于ICU 重癥監(jiān)護室,單相隔離變壓器僅帶患者區(qū)域內(nèi)的重要照明及插座,故設(shè)計時選用單相隔離變壓器容量為4kV·A。

  單相隔離變壓器進線 為(L.N.PE)單相三線TN-S 系統(tǒng),出線為(L1.L2)單相兩線或(L1.L2.L3)單相三線IT 系統(tǒng),如圖2 所示。

圖2 單相隔離變壓器接線圖

  內(nèi)醫(yī)療設(shè)備負載電壓多為230V,故出線接0V 和230V 端 子,而 將115V 端 子 空

置。也有出線兩個端子的,-115V 和+115V 或0V 和+230V 端 子,這時可直接接該兩端子即可。

  單相隔離變壓器進線及出線均要選用單相雙極開關(guān),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(dǎo)線,應(yīng)裝設(shè)雙級開關(guān),作為供電線路保護。

2 類醫(yī)療場所內(nèi)的電氣線路的保護 :對每個終端回路都要設(shè)置短路保護和過負荷保護,但醫(yī)療IT系統(tǒng)的變壓器的進出線回路不允許裝設(shè)過負荷保護,但可用熔斷器作為短路保護。

3.2 絕緣監(jiān)視器

  絕緣監(jiān)視器全稱應(yīng)為絕緣、負荷、溫度檢測儀。《民規(guī)》(JGJ 16-2008)12.8.6.2要求絕緣監(jiān)測器需滿足下列條件 :

    (1)交流內(nèi)阻抗不少于100kΩ ;

    (2)測試電壓不應(yīng)大于直流25V ;

    (3)注入電流的峰值不應(yīng)大于1mA ;

    (4)遲在絕緣電阻降至50kΩ 時,應(yīng)發(fā)出信號,并應(yīng)配置試驗此功能的器具。

  絕緣監(jiān)測 :通常將TN-S 系統(tǒng)中的PE 線接入作為絕緣監(jiān)測儀的基準比較值,較先進的做法是,絕緣監(jiān)測儀在IT 系統(tǒng)和大地之間疊加一個自適應(yīng)脈沖信號,通過比較送出的信號和返回的信號波形來測量相對地的絕緣阻抗。

負荷檢測 :在單相交流系統(tǒng)中,用一個電流互感器檢測變壓器負荷。電流互感器設(shè)在隔離變壓器的出線端

  溫度檢測:變壓器繞組的溫度通過PTC 熱敏電阻或常閉接觸器來檢測。

在設(shè)計時,應(yīng)對照絕緣監(jiān)測儀的各項技術(shù)參數(shù),查看是否滿足規(guī)范的要求,在此基礎(chǔ)上進行選擇。圖3為某品的絕緣監(jiān)測儀的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。

圖3 絕緣監(jiān)測儀相關(guān)技術(shù)參數(shù)

3.3 外接報警顯示和測試單元

    《民規(guī)》(JGJ 16-2008)12.8.6.3規(guī)定,每個IT系統(tǒng)所配置的聲光報警系統(tǒng)應(yīng)具有下述功能 :

1)應(yīng)以綠燈亮表示工作正常 ;

2)當絕緣電阻下降到小整定值時,黃燈應(yīng)點

亮,且應(yīng)不能消除或斷開該亮燈指示 ;

3)當絕緣電阻下降到小整定值時,可音響報

警動作。該音響報警可解除 ;

4)當故障被清除恢復(fù)正常后,黃色信號應(yīng)熄滅。

  外接報警測試面板需接電源,可由醫(yī)療IT系統(tǒng)設(shè)備商配套供應(yīng)。在設(shè)計中較易選用。并和絕緣檢測儀輸出端相接,以便實時提供各種檢測信號。按上述報警顯示和測試單元動作功能,醫(yī)務(wù)人員可 根據(jù)手術(shù)或搶救現(xiàn)場實際情況,在不影響病人救治的前提下做出是否繼續(xù)工作或什么時間進行檢修的安排。

 

4 醫(yī)療場所 IT 系統(tǒng)的接地

 

4.1 接地系統(tǒng)的選用

  醫(yī)院的醫(yī)療場所和與其關(guān)聯(lián)的場所內(nèi)不允許采用TN -C 接地系統(tǒng),通常采用TN -S 可避免以上這些問題,而在手術(shù)室局部范圍內(nèi)應(yīng)采用IT 系統(tǒng)。一般電擊情況下,帶電導(dǎo)體與人體皮膚接觸,僅有很少部分通過心臟,所以通過人體總電流不超過30μA,就不會因發(fā)生心室纖顫而導(dǎo)致死亡。如果電流直接全部通過心臟,電流超過50μA 就有心室纖顫的危險而導(dǎo)致死亡。IEC 標準規(guī)定 :醫(yī)療設(shè)備允許通過患者心臟的漏電電流正常狀態(tài)為10μA 以下,單一故障狀態(tài)為50μA 以下,相應(yīng)地手術(shù)室內(nèi)電位正常時為10mV,單一故障狀態(tài)為50mV。所以對特殊的醫(yī)療設(shè)備不宜采用漏電電流動作保護,而應(yīng)采取防止微電擊的保護措

施,即采用醫(yī)療IT 系統(tǒng)。

4.2 局部輔助等電位聯(lián)結(jié)

  醫(yī)院內(nèi)的手術(shù)室,心血管X 線造影室,心臟手術(shù)室及檢查室等,應(yīng)具有嚴格的防電擊保護措施。這僅靠帶絕緣監(jiān)視的IT 系統(tǒng)是不夠的,還應(yīng)輔以局部輔助等電位聯(lián)結(jié),使保護區(qū)內(nèi)所有可導(dǎo)電部分都處于同一電位。同時,絕緣監(jiān)視儀監(jiān)視并測量隔離電源相對地的絕緣阻值,在絕緣監(jiān)視儀的測量回路中,大地為PE 線,即等電位接地線。如果系統(tǒng)中缺少等電位接地線,那么負載端出現(xiàn)的對地故障電流就不能對絕緣監(jiān)視儀的測量回路構(gòu)成回路,將影響絕緣監(jiān)視儀的響應(yīng)靈敏度。只有這樣才能保證供電的安全可靠性,防止心臟手術(shù)及檢查中發(fā)生的電擊和微電擊。

  為防止電擊和微電擊應(yīng)采取輔助等電位聯(lián)接,聯(lián)接部件應(yīng)包括室內(nèi)給水管,金屬窗框,病床的金屬框架及患者可能在2.5m 內(nèi)直接或間接觸及到的各部分金屬部件。用于上述部件進行等電位聯(lián)結(jié)的保護線阻值,應(yīng)使上述金屬導(dǎo)體相互間的電位差小于10mV。可在房間墻上設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)箱,箱內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)板與等電位聯(lián)結(jié)干線相連接。

  筆者認為,IT 系統(tǒng)內(nèi)的局部等電位聯(lián)結(jié)不應(yīng)與TN 系統(tǒng)的PE 線有任何通路聯(lián)結(jié),此條在醫(yī)療IT 系統(tǒng)專業(yè)廠家的技術(shù)樣本中也無明確要求。相反,有的專業(yè)廠家樣本提供的圖例中卻將TN-S 系統(tǒng)的PE 保護接地排和IT 系統(tǒng)的PA 輔助等電位接地排連接在一起,往往容易造成混淆?!睹褚?guī)》(JGJ 16-2008)12.3.4.3條對此明確規(guī)定 :采用電氣隔離保護方式的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分及外界可導(dǎo)電部分嚴禁保護接地。

  同一醫(yī)療場所尚有TN -S 或IT 系統(tǒng)供電的插座時,IT 系統(tǒng)的插座應(yīng)為其它系統(tǒng)用的插頭無法插入,并具有明顯的可供區(qū)別的標志。具體輔助等電位聯(lián)結(jié)可按照《民規(guī)》(JGJ 16-2008)12.8.10 的規(guī)定執(zhí)行。

規(guī)范規(guī)定,在1 類和2 類醫(yī)療場所內(nèi),應(yīng)安裝輔助等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體,并應(yīng)將其連接到位于“患者區(qū)域”內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)母線上,實現(xiàn)下列部分之間的等電位 :

1) 保護導(dǎo)體

2) 外界可導(dǎo)電部分

3) 抗電磁干擾的屏蔽物

4) 導(dǎo)電地板網(wǎng)絡(luò)

5) 隔離變壓器的金屬屏蔽層

在實際施工時,在配電箱內(nèi)設(shè)置PE 保護接地母排,PA 輔助等電位接線母排可設(shè)置于該配電箱內(nèi)或其鄰近,兩個接線排相互獨立。

注1 :輔助等電位聯(lián)結(jié)母線應(yīng)位于醫(yī)療場所內(nèi)或靠近醫(yī)療場所。在每個配電盤內(nèi)或在其附近應(yīng)裝設(shè)附加的等電位聯(lián)結(jié)母線,應(yīng)將輔助等電位導(dǎo)體和保護接地導(dǎo)體與該母線連接。

注2 :在2 類醫(yī)療場所內(nèi),電源插座的保護導(dǎo)體端子、固定設(shè)備的保護導(dǎo)體端子或任何外界可導(dǎo)電部分,這些部分和等電位聯(lián)結(jié)母線之間的導(dǎo)體的電阻(包括接頭的電阻在內(nèi))不應(yīng)超過0.2Ω。

手術(shù)室內(nèi)設(shè)置輔助等電位聯(lián)結(jié)如圖4 所示。

圖4 手術(shù)室等電位聯(lián)結(jié)平面圖

手術(shù)室與手術(shù)室之間可按圖4 所示的進行等電位連接。

而其他非“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備的可導(dǎo)電金屬外殼及門、窗等的金屬護欄、一般照明及插座的接地線均應(yīng)和PE 母排相連接。

5 安科瑞IT系統(tǒng)介紹

 

5.1 概述

  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。另外有些醫(yī)療設(shè)備用于維持重癥病人的生命,一旦設(shè)備停電,也會對病人的生命構(gòu)成威脅。因此,對于醫(yī)療這一特殊場所的電氣設(shè)計,應(yīng)嚴格按照標準和規(guī)范進行。

  安科瑞IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的手術(shù)室、ICU(CCU)監(jiān)護病房等重要場所,能為這類場所提供安全、連續(xù)、可靠的供電解決方案。

5.2 隔離電源系統(tǒng)

  隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)用于集中監(jiān)控醫(yī)療大樓內(nèi)所有醫(yī)療2類場所醫(yī)療IT系統(tǒng)的運行狀況。這種集中監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)置在醫(yī)院電氣運行和維護人員的值班室內(nèi),也可以集成在其它電力監(jiān)控系統(tǒng)中,由專業(yè)的電氣人員進行監(jiān)控,一旦某套IT系統(tǒng)出現(xiàn)故障,電氣維護人員也能在時間內(nèi)做出判斷,并根據(jù)現(xiàn)場情況進行處理。

系統(tǒng)拓撲圖

5.3 軟件功能

  安科瑞隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)是基于觸摸屏軟件設(shè)計,軟件具有遠程測量、遠程參數(shù)設(shè)置和遠程自檢等多種功能,為醫(yī)院2類場所隔離電源系統(tǒng)的集中監(jiān)控提供了強大的系統(tǒng)集成工具。軟件的主要功能如下:

■ 一次圖和現(xiàn)場分布顯示

  系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場分布圖顯示功能,能直觀的了解并及時地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報警地點或區(qū)域,從而方便專業(yè)人員及時到達現(xiàn)場進行故障排查;

■ 實時數(shù)據(jù)采集與顯示

  利用安裝于各隔離電源系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀表和絕緣故障定位儀表,采集各隔離電源系統(tǒng)的參數(shù)。采集到的數(shù)據(jù)實時顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面,這些監(jiān)測參量含IT系統(tǒng)對地絕緣電阻、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等;

■ 故障報警

  將各隔離電源系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障,如絕緣故障、過載故障、超溫故障以及接線斷線故障等信息進行統(tǒng)一處理和記錄,并可直接在顯示界面上彈出顯示故障類型、監(jiān)測值、故障地點以及故障發(fā)生時間等信息。同時啟動監(jiān)控系統(tǒng)的聲光報警系統(tǒng),及時提醒相關(guān)人員,進行故障處理。其中,聲音報警信號可被手動消除。

■ 遠程參數(shù)設(shè)置和查詢

  通過系統(tǒng),可根據(jù)要求遠程調(diào)整和設(shè)置各隔離電源系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀的各類報警參數(shù)閾值,也可以任意查看這些報警參數(shù)值。參數(shù)包括絕緣報警值、負載電流報警值和隔離變壓器溫度報警值等。

■ 圖形顯示功能:

  系統(tǒng)可以以曲線的形式,顯示各套隔離電源系統(tǒng)的絕緣狀況、負載狀況,以及隔離變壓器的溫升狀況,以及它們的變化趨勢,以便于分管理人員了解和分析各電源系統(tǒng)的運行變化情況,有針對性的對某些系統(tǒng)進行維護和保養(yǎng)。

5.4安科瑞IT系統(tǒng)四件套選型

IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測產(chǎn)品(四件套)包括AITR S系列隔離變壓器、AIM-M10醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測儀、AKH-0.66P26電流互感器和AID系列(AID10、AID150)外接報警與顯示儀等,產(chǎn)品如圖5所示。

圖5 IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測產(chǎn)品(四件套)

6 結(jié)束語

 

    綜上所述,在電流突然中斷后,在有可能導(dǎo)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。設(shè)計方式為 :設(shè)一臺隔離變壓器,在隔離變壓器的次級引出IT系統(tǒng)的電源,以防止產(chǎn)生接地故障電流。將IT 系統(tǒng)引入2 類醫(yī)療場所手術(shù)室、急救室、重癥監(jiān)護室(ICU 病房)等,應(yīng)設(shè)在醫(yī)務(wù)人員可以經(jīng)常監(jiān)視的位置,醫(yī)療IT 系統(tǒng)配電箱內(nèi)設(shè)一套漏電檢測裝置(絕緣監(jiān)視裝置),當單相接地故障時(一般當系統(tǒng)絕緣水平低于50kΩ 時)發(fā)出故障報警。同時,為防止微電擊應(yīng)采取輔助等電位接地措施,在確保病人安全的前提下不切斷電源,繼續(xù)進行手術(shù)。

參考文獻

[1] 中華人民共和質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、標準化管理委員會. GB16895.24-2005 建筑物電氣裝置- 特殊裝置或場所的要求- 醫(yī)療場所[S]. 北京: 標準出版社, 2005.

[2] 張寬、杜會陵,淺談醫(yī)療IT系統(tǒng)的供電與接地設(shè)計

[3] 安科瑞IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及監(jiān)控系統(tǒng)2020.01版

王蒙蒙,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為IT配電。

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