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潔凈手術室配電系統(tǒng)

  • 產品型號:潔凈手術室
  • 產品報價:
  • 產品特點:本文論述了潔凈手術室的供電設計、照明設計、人身安全及接地保護,對于怎樣即能保障手
    術的順利進行,又要保障醫(yī)護人員和患者的人身安全等問題,提出了解決這些問題的方案。

潔凈手術室潔凈手術室配電系統(tǒng)的詳細資料:

 

摘  要:闡述了醫(yī)療IT配電系統(tǒng)潔凈手術室電源的電氣設計及必要性,介紹了IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測功能的擴展:IT系統(tǒng)過負荷檢測,IT系統(tǒng)隔離變壓器溫度檢測,IT系統(tǒng)接地故障定位檢測,以及絕緣監(jiān)測、各類檢測的中央監(jiān)控系統(tǒng)。

關鍵詞:潔凈手術室 醫(yī)療IT系統(tǒng) 絕緣監(jiān)測 隔離電源柜  

1 前言

    隨著醫(yī)療電子電器技術的飛速發(fā)展,現(xiàn)代醫(yī)療日益依賴于電氣和電子設備。人們對醫(yī)院手術室的環(huán)境要求越來越高,過去的一些設計遠不能滿足人們對安全保障的要求。尤其是手術室中大量設備觸及人體內臟和大腦等器官,如發(fā)生電氣漏電故障,很容易發(fā)生電氣事故。如何保護醫(yī)院的病人以及醫(yī)護人員不受漏電事故的傷害已經變得非常重要,已經受到了外的繼電保護專家和醫(yī)生們的普遍關注。許多和標準都對醫(yī)療領域,尤其是那些生命攸關的場所,如手術室﹑重癥監(jiān)護室﹑心臟監(jiān)護室等處的配電系統(tǒng)做出了特殊規(guī)定,其目的就是保證為該場所內的醫(yī)療電器設備提供一個安全可靠的電源,以確保病人的安全。

2 醫(yī)療IT配電系統(tǒng)的必要性

2.1 電擊對人體的傷害

    電流流入人體主要有三種后果。先是灼傷,特別是在電流流入和流出人體的地方。其次是肌肉的麻痹,它可能短暫地使呼吸停止。三是電擊造成心臟發(fā)生心室纖維性顫動,這種心室纖維性顫動會造成心室和心瓣膜的失調,從而使血液循環(huán)停止。前兩種結果會使人感到不適,但很少造成持久性損傷,而發(fā)生心室纖維性顫動則需盡快進行處理,否則會造成腦損傷或死亡。

    在正常情況下,人體對電擊的自然反映可以避免或減少電流對人體的傷害。*,人體的皮膚電阻可以限制流過人體的流量。,肌肉在受到電擊時會收縮,一般能夠使人體迅速脫離電源。但是*,當用電設備對人體心臟直接漏電電流大于10uA時,就會導致病人死亡,在醫(yī)學上稱之為微電擊。在醫(yī)療過程中,為了進行各種目的的測量、診斷或治療,病人常常和各種電氣設備連接,電極有可能進入人體或牢固地附著在人體表面(如:心電圖、腦電圖),還可能從人體內導出液體,經過處理后再輸入體內(如:腎透析),這些將使人體失去皮膚電阻的保護。當病人處于麻醉狀態(tài),或因痛覺喪失失去了對電擊的自然反映,會導致人體不能自行脫離電源,從而對病人造成生命危險。

2.2 醫(yī)療IT配電系統(tǒng)設計的相關規(guī)定

    一般通用建筑中所用的RCD等對地漏電保護開關,其動作響應值是m*(30mA),遠遠不能滿足醫(yī)療領域的需要。因此,現(xiàn)在上對醫(yī)療領域中的手術室﹑ICU﹑CCU等重要場所,除了按要求做局部等電位聯(lián)結外,配電系統(tǒng)通常采用局部中性點不接地的供電系統(tǒng)(即IT系統(tǒng)或稱隔離電源系統(tǒng))供電。通過單相3KVA-10KVA的隔離變壓器給這些場所供電,先可以防止其它回路中的漏電電流通過接地線竄入手術室﹑ICU﹑CCU的醫(yī)療電氣設備上對病人的安全構成威脅;另外,一旦隔離電源上所接負載(如各種醫(yī)療電氣設備)出現(xiàn)對地故障,因對地不能構成電氣回路,所以只能產生一個很小的容性漏電流,可有效控制對心臟等器官的直接漏電流,極大地保護了病人免造漏電流的傷害。

    同樣也出臺了相對應的安全設計規(guī)范?!睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》12.8.6 條規(guī)定:在2 類醫(yī)療場所內,用于維持生命、外科手術和其他位于“患者區(qū)域”內的電氣設備和系統(tǒng)的供電回路,均應采用醫(yī)療IT 系統(tǒng)。另《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》8.3.4 條2 款規(guī)定:心臟外科手術室設置有隔離變壓器的功能性接地系統(tǒng)。標《建筑物電氣裝置7 - 710部分:特殊裝置或場所的要求——醫(yī)療所》GB 16895.242005 / IEC 603647 710:2002),對醫(yī)療場所做了相應的劃分。在病人體表或體內使用的實時監(jiān)控儀器;用于手術的儀器設備;維持病人生命和軀體功能的設備;用于打開心臟、大腦的設備。在此類場合醫(yī)療設備電源中斷會引起病人生命危險;微弱的漏電流會產生‘微電擊’。在2類場所中每個房間至少配備一套IT電源供電(隔離供電電源),該電源系統(tǒng)安裝絕緣監(jiān)視儀。例如:麻醉室﹑手術室﹑手術準備室﹑手術石膏室﹑手術恢復室﹑心臟導管插入室﹑重癥監(jiān)護室﹑心臟監(jiān)護室﹑血管造影檢查室﹑早產嬰兒監(jiān)護室等。均屬于2類場所在應用組2類的醫(yī)療場所,使用帶絕緣監(jiān)視的隔離電源系統(tǒng),即IT系統(tǒng)。

2.3 醫(yī)療IT配電系統(tǒng)的特點

a. 由于系統(tǒng)電源端帶電導體不接地,即使系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障也只能通過系統(tǒng)對地電容構成回路,故障回路阻抗極大,故障電流極小,發(fā)生電擊的危險很小,所以不必及時切斷電源來防電擊,從而維持供電的不間斷,只有在發(fā)生此接地故障時才要求切斷電源 。同時,安裝在系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)測器能及時地檢測并給出系統(tǒng)絕緣故障報警信號,提醒工作人員及時排除故障。因此IT系統(tǒng)是一個連續(xù)、可靠的供電系統(tǒng)。

b. IT系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)測器,一方面實時監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣狀態(tài),另一方面還檢測系統(tǒng)的過負荷和變壓器的溫升狀態(tài),一旦出現(xiàn)異常立即報警。因此IT系統(tǒng)能夠減少因系統(tǒng)發(fā)熱、漏電等原因引起的電氣火災事故,大大提高了系統(tǒng)的防火安全性。

c. 在IT系統(tǒng)中,提高回路的絕緣阻抗、降低回路對地電容,是提高系統(tǒng)安全性與可靠性的關鍵。因此在系統(tǒng)設計時要盡量縮短系統(tǒng)配電線路的長度,減小系統(tǒng)容量,減少系統(tǒng)分支回路數,并做好線路的絕緣防護措施。這也就限制了IT系統(tǒng)僅能用在重要的局部的供電場所,如化工、制藥企業(yè)的一些程序控制生產線,醫(yī)療場所的手術室、重癥監(jiān)護室等場所。

3 醫(yī)療IT潔凈手術室的供配電的設計

    醫(yī)療IT系統(tǒng)是IT系統(tǒng)應用的一個典型實例。醫(yī)院因其職能的特殊性,對其配電方式有特殊的要求。如外科手術室、重癥監(jiān)護室等,都需要采用IT系統(tǒng),以提供一個安全、可靠、連續(xù)的配電系統(tǒng)。

3.1 醫(yī)療IT供配電系統(tǒng)

    根據《民用建筑電氣設計規(guī)范》12.8.6 條的規(guī)定:在2 類醫(yī)療場所內, 用于維持生命、外科手術和其他位于“患者區(qū)域”內的電氣設備和系統(tǒng)的供電回路,均應采用醫(yī)療IT 系統(tǒng)。另《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》8.3.4 條2 款規(guī)定:心臟外科手術室設置有隔離變壓器的功能性接地系統(tǒng)。

    當手術室采用IT 系統(tǒng)后,手術室供電氣設備使用的電路采用隔離變壓器供電,當電氣設備絕緣損壞時,其故障電流僅是系統(tǒng)范圍內較小的對地電容電流,可不切斷電源繼續(xù)進行手術,病人安全也得以保障。局部IT 系統(tǒng)裝設剩余電流動作檢測報警裝置,以便及早發(fā)現(xiàn)和排除故障,防止次異相接地而形成相間短路。

    各類手術室和重癥監(jiān)護室根據各系統(tǒng)容量分別配置單獨的IT系統(tǒng),主要的醫(yī)療儀器、無影燈、多功能吊塔等用電設備須從IT系統(tǒng)中取電。照明燈、觀片燈和電動門等可以不從IT系統(tǒng)取電。圖1為采用醫(yī)療隔離電源系統(tǒng)的手術室配電系統(tǒng)圖。絕緣監(jiān)測儀時刻監(jiān)測IT系統(tǒng)的絕緣狀態(tài),并在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時給出報警信號,外接的報警與顯示儀通過RS485接口與絕緣監(jiān)測儀進行實時的數字通信,顯示絕緣監(jiān)測儀的檢測結果,并在報警時發(fā)出聲光報警信號。除了絕緣監(jiān)測設備外,系統(tǒng)還配置了絕緣故障測試儀和絕緣故障評估儀。絕緣故障測試儀能夠在線查找故障發(fā)生的回路,它和絕緣監(jiān)測儀一起工作,當絕緣監(jiān)測儀探測到系統(tǒng)絕緣故障后,絕緣故障測試儀立即開始故障定位,由絕緣故障評估儀周期性地送出一個特殊的測試電流,測試電流流經故障部位,由電流互感器探測,并由電子評估儀對故障回路進行評估,評估的結果送報警與顯示儀中顯示。

3.2主要產品型號規(guī)格及配置

    安科瑞(Acrel)公司的隔離電源柜是針對醫(yī)療2類場所的供電需求而設計的具有局部IT系統(tǒng)的配電柜,IT系統(tǒng)裝設絕緣監(jiān)測裝置來監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣狀況,各輸出回路采用了具有短路保護功能的斷路器;其它系統(tǒng)輸出回路則采用了具有漏電保護功能的斷路器。產品根據使用場所的不同分為GGF-O系列手術室用隔離電源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜兩大類,能夠很好的滿足各類手術室和重癥監(jiān)護室對電源安全性和可靠性的要求,并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《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》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低壓成套開關設備和控制設備》等標準。

3.2.1 ICU、CCU病房配電解決方案(以GGF-I8隔離配電柜系統(tǒng)圖為例)

3.2.2 手術室配電解決方案(以GGF-O8隔離配電柜系統(tǒng)圖為例)

 

3.3 醫(yī)療IT供配電系統(tǒng)設計的注意事項

(1)裝設絕緣監(jiān)視及接地故障報警或顯示裝置。在IT系統(tǒng)的配電線路中,當發(fā)生*次接地故障時,應由絕緣監(jiān)視器發(fā)出音響或燈光信號,其動作電流應符合Ra×Id≤50V;當IT系統(tǒng)的配電線路發(fā)生次異相接地故障時,應切斷故障電路,并符合下列要求:

當IT系統(tǒng)不引出N線,應在0.4s內切斷故障回路,并符合s×Ia≤Uo;

當IT系統(tǒng)引出N線,應在0.8s內切斷故障回路,并符合s×Ia≤0.5Uo。公式中,s:相線和PE線故障回路阻抗(Ω);Ia:保護電器切斷故障回路的動作電流(A);Uo:相線對地標稱電壓(V)[1]。建議IT系統(tǒng)不引出N線。

(2)隔離變壓器需設置過載和溫度監(jiān)測器。

(3)盡量減少系統(tǒng)容量,減小系統(tǒng)線路的長度;手術室內常規(guī)照明燈電源不必通過隔離變壓器。

(4)采用≤30mA的RCD保護的設備不必通過隔離變壓器。

(5) 增加線路的絕緣等級,輔助以局部等電位接地,等電位干線保證在16mm2,支線在6mm2以上。IT系統(tǒng)的PE線仍是醫(yī)院內TNS系統(tǒng)的PE線延伸,也即IT系統(tǒng)和TNS系統(tǒng)共用同一個保護接地的接地裝置,切勿另打單獨的接地極,引入另一PE線給手術室內電氣設備進行接地,以防止2個接地裝置間可能存在的電位差對人身安全造成威脅。

 

4 結束語

    黃金有價,生命無價。隨著人民生活水平的不斷提高,涉及人身安全的潔凈手術室的電氣設計,將會越來越完善。帶有絕緣監(jiān)測的IT系統(tǒng)能夠為局部場所提供安全、可靠、連續(xù)的供電,這是其它系統(tǒng)無法媲美的。因此在一些重要的生產加工場所、醫(yī)療場所,以及重要的設備運行場所,可以先考慮使用IT系統(tǒng)。目前我還沒有出臺關于IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測產品方面的規(guī)范、標準,用于IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測和故障點定位的產品也為數不多。因此,在期待標準盡快出臺的同時,尚需努力開發(fā)出各類用于IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測設備與故障點定位設備。相信在不久的將來,隨著人們對IT系統(tǒng)的充分認識,IT系統(tǒng)也會得到越來越廣泛的應用。

 

參考文獻:
[1]上海 產品資料,2011.03版.

[2]王厚余.低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗.版.北京:電力出版社,2007:48 - 52.

[3]邵建勛.IT系統(tǒng)在醫(yī)療場所的應用. 信息管理,2008(6):32 -39.

產品相關關鍵字: 手術室配電系統(tǒng)

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