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安科瑞 鮑靜君
1. IT/TN/TT接地系統(tǒng)介紹
根據(jù)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)《電壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》,低壓配電系統(tǒng)有三種接地形式,即IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)。
*個(gè)字母表示電源端與地關(guān)系:
T-電源端有一點(diǎn)直接接地;
I-電源端所有帶電部分與地絕緣,或有一點(diǎn)經(jīng)高阻接地。
二個(gè)字母表示電氣裝置外漏可導(dǎo)電部分對地關(guān)系:
T-電氣裝置外漏可導(dǎo)電部分直接對地電氣連接,此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn);
N-電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。
后面還有字母時(shí),這些字母表示中性線與保護(hù)線的組合:
S-中性線和保護(hù)線是分開的:
C-中性線和保護(hù)線是合一的
1.1 IT系統(tǒng)
接地方式
電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地,而電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分和外界可導(dǎo)電部分直接接地。
保護(hù)技術(shù)
◆ IT系統(tǒng)中的所有用電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分互相連通并可靠接地;
◆ IT系統(tǒng)中裝設(shè)絕緣監(jiān)測裝置,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)*次絕緣故障(如三相IT系統(tǒng)中的某相接地,或單相IT系統(tǒng)中某一根線接地)時(shí),絕緣監(jiān)測儀能發(fā)出絕緣故障報(bào)警。此時(shí)IT系統(tǒng)變?yōu)門N-S系統(tǒng),仍可繼續(xù)運(yùn)行;
◆ 系統(tǒng)裝用過電流保護(hù)器(斷路器或熔斷器)在發(fā)生二次故障(如三相IT系統(tǒng)的兩相接地或單相IT系統(tǒng)的兩根線都接地)時(shí)切斷電源。
主要特征
◆ 系統(tǒng)供電連續(xù)性比較好,供電系統(tǒng)內(nèi)部一旦出現(xiàn)*個(gè)對地漏電故障,不會導(dǎo)致斷路器或熔斷器動作;
◆ 供電安全性高,由于系統(tǒng)不接地,漏電流被大大降低,避免人身觸電危險(xiǎn),也提高了防火安全性。
TT系統(tǒng)
接地方式
電源的中性點(diǎn)直接接地,電氣裝置所有的外露可導(dǎo)電部分和外界可導(dǎo)電部分亦直接接地,且與電源中性點(diǎn)的接地?zé)o關(guān)。
保護(hù)技術(shù)
將所有用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接地并在系統(tǒng)中安裝剩余電流動作保護(hù)器(RCD)。為保證人身安全,RCD的額定漏電動作電流應(yīng)不大于30mA(人體安全電流值)。
主要特征
每一次絕緣故障即切斷電源.但由于各回路裝設(shè)RCD,可以切換漏電大的回路(即出現(xiàn)絕緣故障的回路),所以供電的中斷于故障回路;
1.2 TN,TN-S,TN-C及TN-C-S系統(tǒng)
接地方式
電源的中性點(diǎn)直接接地,電氣裝置所有的外露可導(dǎo)電部分和外界可導(dǎo)電部分部與中性線連通。TN-S系統(tǒng)的中性線(N線)和保護(hù)線(PE線)是分開的。TN-C系統(tǒng)的中性線(N線)和保護(hù)線(PE線)合并為一根導(dǎo)線(PEN線)。TN-C與TN-S用于同一系統(tǒng),為TN-C-S系統(tǒng),但TN-C不得位于TN-S下游。
保護(hù)技術(shù)
◆ TN系統(tǒng)強(qiáng)制性要求將外露導(dǎo)電部分和中性點(diǎn)連通并接地;
◆ 系統(tǒng)裝設(shè)過電流動作保護(hù)器(RCD),在*次絕緣故障時(shí)切斷電源。
主要特征
◆ 系統(tǒng)一旦發(fā)生絕緣故障即切斷電源,但由于各回路裝設(shè)RCD,可以切換漏電大的回路(即出現(xiàn)絕緣故障的回路),所以供電的中斷于故障回路;
◆ 發(fā)生絕緣故障時(shí)將產(chǎn)生較大的短路電流,具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。
2.醫(yī)療場所安全設(shè)施的類別和級別劃分示例
2.1概述
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》(GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002)將醫(yī)療場所按使用接觸部件所接觸的部位及場所分為了0類、1類和2類。具體如下表所示:
醫(yī)療場所安全設(shè)施的類別和級別劃分示例
醫(yī)療場所及設(shè)備 | 醫(yī)療場所類別 | 電源自動切換時(shí)間 | IT設(shè)置要求 | |||
0 | 1 | 2 | t≤0.5s | 0.5s<t≤15s |
| |
1.XX室 | X | X |
|
| X |
|
2.普通病房 |
| X |
|
| X |
|
3.產(chǎn)房 |
| X |
| X① | X | 宜設(shè) |
4.心電圖(ECG)室,腦電圖(EEG)室,子宮電圖(EHG)室 |
| X |
|
| X |
|
5.內(nèi)窺鏡室 |
| X② |
|
| X② | 宜設(shè) |
6.檢查或治療室 |
| X |
|
| X |
|
7.泌尿科診療室 |
| X② |
|
| X② |
|
8.放射診斷及治療室(不包括21項(xiàng)所列內(nèi)容) |
| X |
|
| X |
|
9.水療室 |
| X |
|
| X |
|
10.理療室 |
| X |
|
| X |
|
11.麻醉室 |
|
| X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
12.手術(shù)室 |
|
| X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
13.手術(shù)預(yù)備室 |
| X | X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
14.上石膏室 |
| X | X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
15.手術(shù)蘇醒室 |
| X | X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
16.心導(dǎo)管室 |
|
| X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
17.重癥監(jiān)護(hù)室(ICU) |
|
| X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
18.血管造影室 |
|
| X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
19.血液透析室 |
| X |
|
| X |
|
20.磁共振成像(MRI)室 |
| X |
|
| X |
|
21.核醫(yī)學(xué)室 |
| X |
|
| X |
|
22.早產(chǎn)嬰兒室 |
|
| X | X① | X | 應(yīng)設(shè) |
X:表示有此項(xiàng)目。①:指需要在0.5s內(nèi)或更短的時(shí)間內(nèi)回復(fù)供電的照明器和維持生命用的電氣設(shè)備。②:并非指手術(shù)室。 |
注:1.醫(yī)療場所類別說明:
0類醫(yī)療場所為不使用接觸部件的醫(yī)療場所。
1類醫(yī)療場所為以下列方式使用接觸部件的場所:接觸部件接觸軀體外部;除2類醫(yī)療場所外,接觸部件侵入軀體的任何部分。
2類醫(yī)療場所接觸部件用于諸如心內(nèi)診療室,手術(shù)室以及斷電(故障)將危及生命的重要醫(yī)療場所。接觸部件為醫(yī)療電氣設(shè)備的部件,它在正常使用中為設(shè)備發(fā)揮其功能需與患者有軀體上的接觸,或可取來將其與患者接觸,或需被患者觸摸。
2.本表所列電源電動切換時(shí)間要求外醫(yī)院內(nèi)還有一些特殊的場所和電氣設(shè)備也需在15s內(nèi)恢復(fù)供電的不間斷電要求,其事故電源應(yīng)保持24h的供電周期,若醫(yī)療的要求和醫(yī)療所及設(shè)備的使用,包括所有治療過程能在3h內(nèi)結(jié)束,并且建筑物內(nèi)人員能在不到24h以內(nèi)很快提前疏散完畢,供電周期可減至不少于3h。
3.此表引自標(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》GB 16895.24-2005,并增加了IT設(shè)置要求。
2.2不同場所的電源選擇
在0類和1類醫(yī)療場所,由于無醫(yī)療設(shè)備使用,或相關(guān)設(shè)備僅使用在人體一些非致命性部位,所以可使用普通建筑物的電源設(shè)備和漏電保護(hù)措施。一般采用TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng),并配備剩余電流保護(hù)設(shè)備RCD,當(dāng)發(fā)生漏電流超過30mA的漏電事故時(shí),RCD動作,分?jǐn)喙收匣芈?。這樣即使造成醫(yī)療設(shè)備斷電,也不會對患者造成重大影響,醫(yī)生的診斷或治療也可重新開始。
在2類場所的患者,往往處于無行為能力的狀態(tài),必須依靠某些醫(yī)療設(shè)備維持生命,或者處于手術(shù)狀態(tài),任何有關(guān)醫(yī)療設(shè)備上的電氣故障都將給患者帶來生命危險(xiǎn),所以,在電氣上必須保證醫(yī)療設(shè)備電源系統(tǒng)的可靠性,既保證設(shè)備對病人的直接漏電流不超過10μA,同時(shí)又要保證在漏電流或過電流狀態(tài)下,有不間斷供電的可靠保證。鑒于上述兩方面因素,IEC60364-7-710:2001標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在2類場所必須采用IT供電系統(tǒng)。我在《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16-2008)12.8.6條規(guī)定: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)供電回路,均應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)。
3.標(biāo)準(zhǔn)GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002 對醫(yī)療場所電氣裝置的要求
《GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002 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》條款如下:
710.312.2系統(tǒng)接地的型式
TN_C系統(tǒng)絕不允許用于由自主配電盤出線回路供電的醫(yī)療場所以及醫(yī)療建筑物。
710.413.1自動切換電源保護(hù)
710.413.1.3TN系統(tǒng)
在1類醫(yī)療場所中額定電流不大于32A的終端回路,應(yīng)采用大剩余動作電流為30mA的剩余電流動作保護(hù)器(作為附加防護(hù))。
在2類醫(yī)療場所,如采用額定剩余動作電流不超過30mA的剩余電流動作保護(hù)(RCD)作為自動切斷電源的措施,應(yīng)只用于下列回路:
◆ 手術(shù)臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)的供電回路;
◆ X光機(jī)的回路。
注:此要求主要用于挪入2類場所的移動式X光機(jī).
◆ 額定功率大于5kVA的大型設(shè)備的回路;
◆ 不重要的電氣設(shè)備(不是用于維持生命的)回路。應(yīng)注意確保同時(shí)使用同一回路的多臺這些設(shè)備時(shí),不會引起剩余電流動作保護(hù)器(RCD)誤動作。在1類和2類醫(yī)療場所內(nèi),根據(jù)本條的要求裝用剩余電流動作保護(hù)器(RCD)時(shí),應(yīng)按可能產(chǎn)生的故障電流的特性選用A型或B型的剩余電流動作保護(hù)器(RCD)。
注:建議對TN-S系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測,以確保所有帶電導(dǎo)體足夠的絕緣水平。
710.413.1.4TT系統(tǒng)
在1類或2類醫(yī)療場所內(nèi),對于TN系統(tǒng)的要求(見710.413.1.3)也運(yùn)用于TT系統(tǒng),而且在所有情況下都應(yīng)采用剩余電流動作保護(hù)器(RCD)。
710.413.1.5醫(yī)療IT系統(tǒng)
注1:在美,這種系統(tǒng)稱作“隔離電源系統(tǒng)”
在2類醫(yī)療場所內(nèi),醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)該用于維持生命的、外科手術(shù)的和其他位于“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,但710.413.1.3所列的設(shè)備除外。
用途相同相毗鄰的幾個(gè)房間內(nèi),至少需設(shè)置一回獨(dú)立的醫(yī)療lT系統(tǒng)。醫(yī)療lT系統(tǒng)應(yīng)配置一個(gè)符合IEC 61557-8并滿足下列規(guī)定要求的絕緣監(jiān)測器:
◆ 交流內(nèi)阻抗供應(yīng)至少為100kΩ;
◆ 測試電壓不應(yīng)大干直流25V;
◆ 即使在故障情況下,其注人電流的峰值不應(yīng)大于1mA;
◆ 遲在絕緣電阻障至50kΩ時(shí),應(yīng)發(fā)出信號。應(yīng)配置試驗(yàn)此功能的器具。
注2:在德,要求在絕緣監(jiān)測器的接地中斷或電氣線路中斷時(shí)發(fā)出信號。
注3:上述絕緣監(jiān)測器(IMD)的附加要求現(xiàn)在尚未編入現(xiàn)行設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)IEC 61557-8中。當(dāng)編入有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)后,上述要求將從本部分刪去。
對于每個(gè)醫(yī)療IT系統(tǒng),配備有下列組件的聲光報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)在適當(dāng)?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工作}
◆ 當(dāng)絕緣電阻下降到小整定值時(shí),一只黃燈亮。應(yīng)不能消除或斷開這個(gè)亮燈指示:
◆ 當(dāng)絕緣電阻下降到小整定值時(shí),音響報(bào)警動作。該音響報(bào)警可以解除;
◆ 當(dāng)故障被清除恢復(fù)正常后,黃色信號燈應(yīng)熄滅。
◆ 當(dāng)只有一臺設(shè)備由單臺的IT變壓器供電時(shí),該變壓器可不裝設(shè)絕緣監(jiān)測器。要求監(jiān)測醫(yī)療IT變壓器的過負(fù)荷和過熱。
710.512.1.1醫(yī)療IT系統(tǒng)的變壓器
◆ 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(hù)物內(nèi)以免被無意地接觸其帶電部分。
◆ 變壓器的二次側(cè)額定電壓Un不應(yīng)超過交流250V。
710.512.1.6用于2類醫(yī)療場所的醫(yī)療IT系統(tǒng)
◆ 變壓器應(yīng)符合IEC 61558-2-15及下列附加要求:
◆ 當(dāng)變壓器以額定電壓和額定頻率供電,空載時(shí)出線繞組測得的對地泄漏電流和外護(hù)物的泄漏電流均不應(yīng)超過0.5mA。
◆ 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。
◆ 如果也需要通過IT系統(tǒng)供電給三相負(fù)荷,則應(yīng)采用單獨(dú)的三相變壓器供電,其輸出線電壓不應(yīng)超過250V。
710.516.5.2.2對安全供電設(shè)施的具體要求
710.516.5.2.2.1切換時(shí)間小于或等于0.5s的供電電源
在配電盤的一根或一根以上線導(dǎo)體發(fā)生電壓故障時(shí),的安全供電電源應(yīng)維持手術(shù)臺照明器和其他重要照明器的供電,例如內(nèi)窺鏡的燈至少能夠維持3h。恢復(fù)供電的切換時(shí)間不應(yīng)超過0.5s。