趙斌

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定 201801

摘要  本文主要介紹了在醫療IT係統領域中，對比IEC標準和以美國為代表的NSPF標準的不同之處，進一步理解應用與醫療IT係統的不同的漏電保護技術

關鍵詞  漏電  絕緣監視  IEC標準  NSPF 標準  醫療IT係統

醫療2類場所是醫院內重要場所，通常指手術室、重(zhong)症(zheng)監(jian)護(hu)室(shi)或(huo)心(xin)髒(zang)監(jian)護(hu)室(shi)等(deng)，對(dui)病(bing)人(ren)而(er)言(yan)是(shi)生(sheng)命(ming)攸(you)關(guan)的(de)場(chang)所(suo)，也(ye)是(shi)充(chong)滿(man)醫(yi)療(liao)器(qi)械(xie)和(he)醫(yi)療(liao)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)的(de)場(chang)所(suo)，此(ci)類(lei)場(chang)所(suo)的(de)漏(lou)電(dian)保(bao)護(hu)和(he)普(pu)通(tong)建(jian)築(zhu)物(wu)相(xiang)比(bi)有(you)特(te)殊(shu)的(de)要(yao)求(qiu)，即(ji)通(tong)過(guo)局(ju)部(bu)IT 係統供電。為了更好地理解應用於醫療IT係統的不同的漏電保護技術
，首先對現行相關的不同國際標準作一介紹。

1 不同國家醫療IT係統的不同標準

在醫療2類場所采用醫療IT 係統的主要國家及其國家標準如下：

縱觀上述各國的規範
，主要可以劃分為兩大標準，即以IEC60364-7-710為代表的
、監視IT係統對地絕緣阻值的標準，主要參與國家大部分為歐盟國家
，如英國、法國、德國、芬蘭、意大利
、瑞士
、匈牙利、愛爾蘭等，歐盟以外的國家如中國和巴西等。另外一類標準以美國的NEPA99為代表，監視IT 係統對地容性漏電流和阻性漏電流的總和，主要追隨的國家有加拿大、日本、澳大利亞、荷蘭、挪威、智利和許多中美洲國家。

2. 醫療智能絕緣監視儀

IEC60364 標準規定
，醫療2類場所內用於維持生命或外科手術的醫療電器設備，額定電壓超過AC25V或DC60V的設備，必須使用帶絕緣監視儀的IT 電源係統。   

圖1  安科瑞醫療智能絕緣監測儀

醫療智能絕緣監視儀安裝在IT 係統和大地之間，IT係xi統tong發fa生sheng接jie地di時shi
，絕jue緣yuan監jian視shi儀yi立li刻ke發fa出chu報bao警jing信xin號hao
，通tong知zhi操cao作zuo人ren員yuan係xi統tong已yi經jing帶dai故gu障zhang運yun行xing，必bi須xu盡jin快kuai找zhao出chu故gu障zhang，以yi便bian在zai發fa生sheng第di二er點dian接jie地di之zhi前qian排pai除chu故gu障zhang。對dui於yu醫yi療liao2類場所的IT係統內安裝的絕緣監視儀，除了必須符合絕緣監視儀的通用規範IEC61557-8標準以外，還必須符合IEC60364-7-710標準的特殊要求：

1.內部交內阻抗應至少為100kΩ；

2.測試電壓不應大於直流25V；

3.即使在故障條件下，其注入的電流的峰值不應大於1mA；

4.最遲應在絕緣電阻降至50kΩ時發生信號
，應配置試驗此功能的器具
；

5.絕緣監測器在接地中斷或電氣線路中斷時發出信號。

3.絕緣監視儀（IMD）的測量原理

  通常絕緣監視儀的測量原理如圖1所示。

                       圖2 絕緣監測儀的測量原理

    AIM-M100醫療絕緣監視儀通過內部的耦合電阻RA連接到被監視係統內。絕緣監視儀內部的信號源G發送一測量電壓信號通過耦合電阻RA、測量電阻Rm和低通濾波電路疊合在被監視係統和大地（PE線）之間，該測量電壓經過外部的IT係統對地的總絕緣阻抗RF構成測量回路
，因此通過測量該回路內的測量電流Im得出被監視係統對地的總絕緣阻值。

傳統的應用與測量交流係統對地絕緣阻值的絕緣監視儀常常采用直流信號測量方法，相關的電路圖可簡化成圖2；

圖3  簡化電路圖

絕緣監視儀送出一直流測量電壓信號，通過係統絕緣電阻產生的測量電流Im和係統對地的絕緣阻值成線性
，其關係如下列公式：

通過測得的測量電流Im
，  極易得到係統對地的絕緣阻值Rf。

但dan是shi，該gai測ce量liang方fang法fa容rong易yi受shou到dao被bei監jian視shi係xi統tong內nei的de直zhi流liu負fu載zai電dian流liu及ji各ge種zhong不bu同tong頻pin率lv的de交jiao流liu電dian流liu的de幹gan擾rao，因yin此ci改gai進jin型xing的de絕jue緣yuan監jian視shi儀yi采cai用yong疊die加jia脈mai衝chong測ce量liang電dian壓ya的de方fang法fa檢jian測ceIT係統的對地絕緣阻值。最近20年由於計算機技術突飛猛進的發展
，安科瑞電氣股份有限公司（ACREL)采cai用yong低di頻pin交jiao流liu信xin號hao法fa測ce量liang出chu係xi統tong的de絕jue緣yuan電dian阻zu。該gai測ce量liang信xin號hao的de幅fu度du和he頻pin率lv等deng參can數shu由you單dan片pian機ji控kong製zhi，可ke準zhun確que測ce量liang出chu當dang前qian係xi統tong的de絕jue緣yuan電dian阻zu和he係xi統tong電dian容rong。通tong過guo在zai各ge地di醫yi院yuan的de廣guang泛fan應ying用yong
，證zheng明ming是shi一yi種zhong可ke靠kao的de在zai線xian絕jue緣yuan測ce量liang方fang法fa。

4. 醫療智能絕緣監測儀在醫療2類場所的應用方案

  醫療智能絕緣監測儀在實際現場應用的方案如圖4和圖5，方案配置見表1和表2：

 圖4 手術室隔離電源係統解決方案圖

 方案配置表

表2  重症監護室隔離電源係統方案配置

5 主要產品及電源櫃的報價方案

為了方便廣大客戶對安科瑞產品的選擇，現列出產品報價

，如下表所示：

5.1 GGF-I係列ICU/CCU病房隔離電源櫃

5.2 GGF-O係列手術室隔離電源櫃

5.3醫療IT絕緣監測產品

6. 實際應用中的一些優化措施
1.醫療IT係統的隔離變壓器放置的位置沒有嚴格的規定。隔離變壓器放置的位置決定了從變壓器到係統負載（醫療電器設備）的距離，距離越長，有線路產生的容性電流越大。美國標準的IT係xi統tong隔ge離li變bian壓ya器qi通tong常chang於yu手shou術shu室shi內nei部bu牆qiang壁bi嵌qian入ru式shi安an裝zhuang，以yi縮suo短duan從cong變bian壓ya器qi到dao醫yi療liao電dian器qi設she備bei的de界jie限xian距ju離li。為wei滿man足zu加jia拿na大da更geng嚴yan格ge的de規gui範fan
，手shou術shu室shi的de隔ge離li變bian壓ya器qi像xiang吊diao塔ta一yi樣yang懸xuan於yu手shou術shu床chuang上shang方fang，其qi目mu的de同tong樣yang是shi為wei了le減jian少shao容rong性xing漏lou電dian流liu。在zai澳ao大da利li亞ya和he日ri本ben的de標biao準zhun中zhong
，規gui定ding從cong變bian壓ya器qi到dao手shou術shu室shi敷fu設she的de電dian纜lan不bu允yun許xu使shi用yong金jin屬shu穿chuan線xian管guan，也ye是shi為wei了le同tong樣yang的de目mu的de。不bu管guan將jiang變bian壓ya器qi至zhi於yu手shou術shu室shi內nei部bu、不管是嵌入式還是懸掛式安裝，都有礙於滿足手術室的空氣潔淨要求；同(tong)時(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)也(ye)不(bu)能(neng)太(tai)大(da)，這(zhe)也(ye)限(xian)製(zhi)了(le)手(shou)術(shu)室(shi)功(gong)能(neng)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。而(er)如(ru)若(ruo)將(jiang)塑(su)料(liao)穿(chuan)線(xian)管(guan)至(zhi)於(yu)手(shou)術(shu)室(shi)的(de)吊(diao)頂(ding)內(nei)

，會(hui)降(jiang)低(di)電(dian)氣(qi)安(an)裝(zhuang)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。而(er)IEC規範規定，IT 係統隔離變壓器可以至於手術室之外，這就大大降低了電氣安裝的難度，同時對變壓器的散熱也十分有利。

2. 為了既照顧到IEC規範的實用性

，又盡量抑製IT係統內的容性電流，在IEC60364-7-710標準中，嚴格規定了隔離變壓器的容量不得大於10kVA，這樣可以在一定程度上防止使用很長很多線路的醫療IT係統。

3. IEC標準的隔離變壓器有相對較低的浪湧電流

，降低了對IT係統前級的電源自動切換裝置的要求。IEC61558-2-15標準對隔離變壓器的規範，符合該規範的隔離變壓器與美國標準的相對體積較小，噪聲水平低，浪湧電流在額定電流的12倍以下
，較小的浪湧電流無疑對與隔離變壓器的初級連接的UPSdeyaoqiujiangdile。ermeiguobiaozhundegelibianyaqiweilemanzudishuipingdeduidiloudianliudeyaoqiu，gelibianyaqichangchangjuyoujiaogaodezaosheng

，langyongdianliuchangchangzaiedingdianliude20倍左右。在實際應用時，一套UPS設備常常連接了多台隔離變壓器，這樣隔離變壓器的浪湧電流水平越高
，UPS後備電源的造價也越高。

7.結語

綜上所述
，在醫療IT 係統領域，IEC規範具有較強的實用性，因而在世界範圍內被廣泛接受並采用。以美國為代表的NSPF標準比IEC標準更嚴格，實施該標準的難度和成本比IEC標準高。

參考文獻：

[1]醫療IT 係統的漏電檢測及其應用.智能建築電氣技術2010.3

[2]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.1版.

作者簡介：

趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電，Email: 手機：  QQ:7377987