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趙斌
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
隨sui著zhe醫yi療liao電dian子zi設she備bei在zai醫yi院yuan領ling域yu的de廣guang泛fan應ying用yong,漏lou電dian流liu對dui病bing人ren構gou成cheng的de威wei脅xie也ye越yue來lai越yue大da,尤you其qi是shi那na些xie生sheng命ming攸you關guan的de場chang所suo,為wei了le降jiang低di醫yi療liao電dian擊ji事shi故gu的de發fa生sheng,提ti高gao醫yi療liao用yong電dian的de安an全quan性xing、可靠性,保障醫患雙方合法權益,所以在醫院二類場所要采用供電可靠性好和電流泄露小的IT配電係統供電,即中性點不接地配電係統,可以很好的防止患者觸電現象的發生,並且在配電係統中要加設絕緣監測裝置,對IT配電係統的運行情況進行實時的監控。在我國實施的《民用建築電氣設計規範》中規定:在二類醫療場所(手術室、重症監護室、心血管造影檢查室、心導管室等)內,用於維持生命、外科手術和其他位於“患者區域”內的醫用電氣設備和係統的供電回路,均應采用醫療IT係統。
1 TN-S係統和IT係統供電特點
1.1 TN-S係統
如圖1所示,在醫院供電中通常會采用TN-S係統,即電源的中性點直接接地,電氣裝置所有的外露可導電部分和外界可導電部分與中性線連通,在TN-S係統中中性線(N線)和保護線(PE線)是分開的。設備的外殼雖然采用保護接地,當設備發生漏電時,仍有微電流流過人體。尤其在手術室、重症監護室等特殊地方,因病人在麻醉狀態下失去或降低防衛能力,各種電極、傳感器或者管道直接插入人體內,在這種情況下,如果有10μA 的電流直接流過病人心髒,就會造成病人觸電死亡。另外,在TN-S係統中會采用30MA的漏電流保護器,如果有漏電流,斷路器會動作,從而影響供電的連續性。
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圖 1 TN-S漏電示意圖
1.2 IT係統
醫院二類場所采用IT係統供電,如圖2所示,gelibianyaqicijicaiyongbujiedidefangshi。shouxiankeyifangzhiqitagongdianhuiluzhongdeloudianliutongguojiedixiancuanruyiliaodianqishebeizhongduibingrendeanquangouchengweixie。lingwai,yidanITxitongsuojiefuzaichuxianduidiguzhangshi,yinyudianyuanduanbunenggouchenghuilu,zhichanshengyigehenxiaoderongxingloudianliu,jidadibimianledianliuduibingrendeshanghai,congerbaohulebingrendeanquan。ruguozaishoushudeguochengzhongchuxianjueyuanguzhangdeshihou,kexianbashoushuzuowan,zaitongzhidianqiweihurenyuanjinxingguzhangpaizha。
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圖2 IT係統接線示意圖
2 IT係統主要元器件
本項目采用的是安科瑞醫療IT隔離電源係統,其主要設備是隔離變壓器、絕緣監視儀、電源模塊、電流互感器、報警與顯示儀、信號發生器、故障定位儀。如圖3所示
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圖 3 醫療IT係統的構成
2.1 隔離變壓器
AITRgelibianyaqishizhuanmenyongyuyiliaochangsuodegelibianyaqi,chujiraozuyucijiraozuzhijiancaiyongleshuangzhongjueyuanchuli,bingshejilejingdianpingbiceng,zuidachengdujianshaoleliangraozuzhijiandedianciganrao。raozuneianzhuanglePT100溫wen度du傳chuan感gan器qi,可ke用yong於yu監jian測ce繞rao組zu溫wen度du。隔ge離li變bian壓ya器qi整zheng體ti采cai用yong真zhen空kong侵qin漆qi處chu理li,增zeng加jia了le機ji械xie強qiang度du並bing具ju有you抗kang腐fu蝕shi作zuo用yong。可ke通tong過guo絕jue緣yuan監jian視shi儀yi對dui變bian壓ya器qi溫wen度du進jin行xing檢jian測ce並bing發fa出chu超chao溫wen報bao警jing。另ling外wai,產chan品pin還hai采cai用yong了le低di溫wen升sheng和he低di噪zao聲sheng設she計ji,使shi其qi具ju有you很hen好hao的de溫wen升sheng性xing能neng和he很hen低di的de噪zao聲sheng。IT配電係統如圖4 所示。
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圖4 IT配電係統
在(zai)醫(yi)療(liao)二(er)類(lei)場(chang)所(suo),病(bing)人(ren)接(jie)觸(chu)的(de)設(she)備(bei)多(duo)為(wei)單(dan)相(xiang),所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)單(dan)相(xiang)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)供(gong)電(dian),醫(yi)療(liao)二(er)類(lei)場(chang)所(suo)中(zhong)的(de)三(san)相(xiang)大(da)型(xing)醫(yi)療(liao)儀(yi)器(qi),使(shi)用(yong)時(shi)一(yi)般(ban)不(bu)與(yu)病(bing)人(ren)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu),因(yin)為(wei)三(san)相(xiang)IT 係統中如果出現單相接地故障,非故障相的對地電壓將升高到對地額定電壓的1.7 倍,因而具有對地故障擴大的危險,所以應慎用三相IT係統。盡量采用單相隔離變壓器供電。
2.2 絕緣監視儀
AIM-M係列絕緣監測儀是一款高性能的絕緣監測裝置,專用於醫療IT係統中,用於監測IT係統對地的絕緣狀態,其中變壓器負荷監視響應值為2.1~50A,絕緣監視響應值可調範圍為50~999kΩ。dangxitongchuxianjueyuanguzhangshi,nenggoujishifachubaojingxinhao,tixinggongzuorenyuangenjushijiqingkuangjinxingchuli。chanpinjuyoufengfudexianshiyubaojingzhishigongneng,jiemianyouhao,caozuofangbian。youruxiagongneng:
(1)具有對被監測IT係統對地絕緣電阻、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度實時監測與故障報警功能;
(2)能實時監測與被測係統連線斷線故障、溫度傳感器斷線故障以及功能接地線斷線故障,並在故障發生時給出報警指示;
(3)繼電器報警輸出、LED報警指示等多種故障指示功能;
(4)采用先進的現場總線通訊技術,與外接報警和顯示儀、上位機管理軟件通訊,可以實時監控IT係統的運行狀況;
(5)具有事件記錄功能,能夠記錄報警發生的時間和故障類型,方便操作人員分析係統運行狀況,及時消除故障。
(6)支持絕緣故障定位功能(AIM-M200具有此功能),能與絕緣故障定位裝置共同實現故障定位,並顯示定位結果。
2.3 外接報警顯示儀
外接報警與顯示儀是一款采用先進的現場總線通信技術的遠程顯示和聲光報警裝置。能夠實時顯示AIM-M係列醫療智能絕緣監測儀當前絕緣電阻、變壓器負荷率等監測數據,並在係統出現故障時發出聲光報警信號。也可以通過AID係列報警與顯示儀遠程設置AIM-M係列醫療智能絕緣監測儀的報警閾值。AID係列報警與顯示儀根據安裝方式和顯示方式的不同共有AID100、AID120和AID200sangexinghao。gaizhuangzhikeanzhuangyushoushushihuozhongzhengjianhushineidexinxikongzhimianbanshang,yibianyuyihurenyuanlejiegelidianyuanxitongdeyunxingzhuangkuang,yijixitongchuxianguzhangshideguzhangleixing。
可安裝於手術室、護士站等場所。
2.4 專用電源
直流穩壓電源可同時為醫用智能絕緣監測儀、測試信號發生器、絕緣故障定位儀和集中報警與顯示儀等儀表提供直流24V電源。該電源功率大、電壓輸出穩定、紋波小、耐壓等級高等特點,安裝方便,
2.5 電流互感器
AKH-0.66P26型電流互感器是與AIM-M係列絕緣監測儀配套使用的保護型電流互感器,最大可測電流為50A,變比是2000:1,dianliuhuganqicaiyongluosizhijiegudingdefangshizhuangyujiguineibu,ercicetongguojiexianzhuyinchu,anzhuangheshiyongfangbian。peihejueyuanjianshiyiduiyiyonggelibianyaqidefuheqingkuangjinxingjiance。
2.6 測試信號發生器
ASG100測試信號發生器采用32位微處理器芯片和高精度的信號產生電路,實現特定測試信號的產生。當被監測的IT係統出現絕緣故障時,能及時啟動並產生測試信號,配合絕緣故障定位儀實現絕緣故障定位。
2.7 故障定位儀
AIL100-4/AIL100-8絕緣故障定位儀采用高靈敏度互感器配合高精度的信號檢測電路,檢測ASG100測試信號發生器注入係統中的信號,準確定位絕緣故障所在的回路。其中AIL100-4絕緣故障定位儀能定位4個回路的絕緣故障,AIL100-8絕緣故障定位儀能定位8個回路的絕緣故障。
3 IT係統在項目中的應用
在本次項目中,共有15 間手術室、30 張重症監護病床及相關二類場所采用IT係統供電。每間手術室設置一套10kVA 隔離電源係統,30張重症監護病床根據每個病床2kVA 的最大容量考慮,30張重症監護病床一共設置8 套8kVA IT監測係統,手術室的配電係統圖如圖5所示,重症監護室係統圖如圖6所示
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圖 5 IT係統在手術室配電係統圖
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圖 6 IT係統在重症監護室配電係統圖
IT 係統設備需要滿足的要求:
(1) 隔離變壓器對地泄露電流和外護物的泄漏電流均不應超過0.5mA ;醫療IT係統應采用單相隔離變壓器,隔離變壓器額定輸出容量不應小於0.5kVA,但不應超過10kVA。
(2) 絕緣監視儀交流內阻抗應至少為200kΩ,測試電壓不應大於直流25V,即使在故障情況下,其注入電流的峰值不應大於1mA,在絕緣電阻小於50kΩ時,應發出絕緣故障指示。
(3) 報警與顯示儀應裝設在手術室內的情報麵板上或者護士站內,以便醫務人員可以經常監視。在絕緣電阻小於50kΩ時,音響報警動作,提醒工作人員處理相關故障。當故障被清除後,係統自動恢複正常。
(4) 對於手術室,每個房間應配有獨立的IT係統,主要儀器用電插座、無影燈、吊塔等各用電回路必須經過隔離變壓器。
(5) 櫃體以及IT係統的用電設備的外殼應可靠接地,
總之,IT 係統不但滿足了我國《民用建築電氣設計規範》中對2類醫療場所必須使用醫療IT 係統的要求,而且充分保障了患者和醫務人員的安全和醫療設備的安全使用,所以IT 係統在我院新區醫療係統中具有很強的實用性。
[參考文獻]
[1] GB16895.24-2005\IEC60364-7-710:2002,中華人民共和國國家標準.建築物電氣裝置第7-710部分特殊裝置或場所的要求-醫療場所[S].
[2] JGJ16-2008民用建築電氣設計規範.12.8醫療場所的安全防護[S].
作者簡介:
趙斌,男,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電能管理,Email: 2880157852@qq.com手機: QQ:2880157852
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