安科瑞電氣股份有限公司 張雙
摘要:
醫(yī)療電氣設(shè)備對安全可靠性要求較高,一些重要的醫(yī)用設(shè)備用于維持病人生命或持續(xù)介入治療、監(jiān)護(hù),一旦斷電將造成較為嚴(yán)重的后果或損失。目前,醫(yī)用IT系統(tǒng)主要應(yīng)用于諸如手術(shù)室、ICU/CCU重癥監(jiān)護(hù)室等重要的醫(yī)療2類場所,為這些場所的重要設(shè)備提供安全、可靠、連續(xù)的配電。
關(guān)鍵詞:IT系統(tǒng);醫(yī)療2類場所;
0:概述
隨著醫(yī)療電子電器技術(shù)的突飛猛進(jìn),醫(yī)院病房內(nèi)的病人和醫(yī)生已經(jīng)身陷電子儀器和設(shè)備的包圍之中。在醫(yī)院的特殊環(huán)境里,電流對病人構(gòu)成潛在的危險(xiǎn)。病人常常和各種電氣電子設(shè)備連在一起,皮膚的電阻可能被擊穿,而病人卻常因痛覺喪失失去或降低了防衛(wèi)功能。尤其是在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下,各種電極、傳感器或管道直接插入病人體內(nèi),這時(shí)如果有 10μA 的漏電流直接流過病人心臟,就會導(dǎo)致病人觸電身亡,這在醫(yī)學(xué)上被稱為微電擊。
同時(shí),醫(yī)院手術(shù)室或 ICU、CCU 病房是對電力可靠性要求很高的場所,不管出現(xiàn)何種情況,都應(yīng)最大程度保證其電力供應(yīng)的連續(xù)性,否則,將會因維持生命的設(shè)備斷電導(dǎo)致病人有生命危險(xiǎn)。
根據(jù)GB16895.24-2005所規(guī)定,醫(yī)療二類場所內(nèi),所用電力系統(tǒng)必須使用醫(yī)療隔離電源系統(tǒng),應(yīng)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)醫(yī)療電氣設(shè)備和供電回路。
1:醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)
醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)(即醫(yī)用IT系統(tǒng)),又叫中性點(diǎn)不接地的配電系統(tǒng),系統(tǒng)負(fù)載中的導(dǎo)體和無負(fù)載電流經(jīng)過的導(dǎo)電部分經(jīng)接地保護(hù)線接地。在IT系統(tǒng)中,如果出現(xiàn)單相接地故障,對地漏電流只能經(jīng)過系統(tǒng)泄漏電容對系統(tǒng)相線構(gòu)成回路,而系統(tǒng)泄漏電容引起的容抗總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于TN系統(tǒng)中的接地電阻,因此IT系統(tǒng)中的短路其不會因接地電流的存在而引起過電流而動作,從而保證系統(tǒng)能帶故障運(yùn)行。
相對于TT、TN系統(tǒng),IT系統(tǒng)降低了接觸電壓和系統(tǒng)對地的泄漏電流,人身觸電的危險(xiǎn)被降低到最小程度,降低了接觸電壓后,大大提高了事故預(yù)防能力,同時(shí)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)第一個(gè)絕緣故障,不會出現(xiàn)電源跳閘,保證了供電的連續(xù)。民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGI/T 16-92)14.7.6.3規(guī)定,在電流突然中斷后,有招致重大醫(yī)療危險(xiǎn)的場所,應(yīng)采用電力系統(tǒng)不接地(IT系統(tǒng))的供電方式。
2:安科瑞醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)的組成與功能
安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)適主要由圖1幾個(gè)模塊組成:
1) 醫(yī)用隔離變壓器
隔離變壓器是指輸入繞組與輸出繞組帶電氣隔離的變壓器,隔離變壓器用以避免偶然同時(shí)觸及帶電體,變壓器的隔離是隔離一次側(cè)二次側(cè)繞組線圈各自的電流保證在接地故障的情況下運(yùn)行的連續(xù)性。隔離變壓器的變比通常是1:1。
2) 絕緣監(jiān)測儀
絕緣監(jiān)測裝置的任務(wù)是監(jiān)測相線與大地之間的絕緣電阻,當(dāng)阻值低于設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。絕緣監(jiān)測裝置裝于隔離變壓器二次側(cè)出線與大地之間,在系統(tǒng)中施加測量電流,當(dāng)系統(tǒng)絕緣電阻下降時(shí),發(fā)出報(bào)警信號。
3) 電流互感器
互感器主要的功能是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓(100V)或標(biāo)準(zhǔn)小電流(5A或1A,均指額定值),以便實(shí)現(xiàn)測量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng),以保證人身和設(shè)備的安全。
4) 外接報(bào)警顯示儀
外接報(bào)警顯示儀用來發(fā)出由配電柜內(nèi)由故障所引發(fā)的警報(bào),提醒工作人員查看及排除問題
5)2.5 ACLP10-24,HDR-60-24電源模塊
ACLP10-24型直流電源為線性電源,其輸入端可直接接在隔離變壓器二次側(cè),輸出功率為3W,適合為單臺的AID150、AID120提供24V直流電源。HDR-60-24型為開關(guān)電源,輸出功率為60W,通常和AIM-M200等絕緣監(jiān)測儀和故障定位產(chǎn)品配套使用,為這些產(chǎn)品提供24V直流電源。模塊采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝,可以和絕緣監(jiān)測儀安裝在同一導(dǎo)軌上,安裝方便
3:系統(tǒng)應(yīng)用方案
4: 醫(yī)用隔離電源使用的必要性
4.1 有效保障醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)行。
4.2 防止其他供電回路中的漏電流通過接地線竄入手術(shù)室、ICU、CCU等特殊場所的醫(yī)療設(shè)備上對病人的安全構(gòu)成危險(xiǎn)。
4.3 醫(yī)用隔離電源減少了各種醫(yī)療設(shè)備可能出現(xiàn)的對地故障。一旦隔離電源上所接的各種醫(yī)療設(shè)備出現(xiàn)對地故障,因其對地不能構(gòu)成回路,所以只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流,極大地保護(hù)了病人免遭漏電流的傷害。
4.4 醫(yī)療設(shè)備發(fā)生絕緣故障時(shí),因電源中性點(diǎn)不接地,當(dāng)負(fù)載端出現(xiàn)第一點(diǎn)對地絕緣故障時(shí),因其對地不能構(gòu)成回路,只會產(chǎn)生一個(gè)很小的漏電流,不會導(dǎo)致保護(hù)裝置(如空開)動作切斷供電,手術(shù)室不會發(fā)生突然停電事故,從而相對的保證了手術(shù)室供電的連續(xù)性
4.5 醫(yī)用隔離電源降低了對地漏電流,故提高了防火安全性。
4.6 醫(yī)院在對醫(yī)療設(shè)備故障檢修維修時(shí),經(jīng)常需要在通電狀態(tài)下接觸電路中的元器件或電路中的地線,而醫(yī)用 IT 系統(tǒng)不與大地形成回路,所以避免了觸電,極大地確保了維修人員的人身安全。
如上所述,醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)在醫(yī)院場所中的應(yīng)用具有必要性。醫(yī)用 IT 系統(tǒng)在醫(yī)療環(huán)境中應(yīng)用優(yōu)勢眾多,有效地確保了醫(yī)療場所的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。即使醫(yī)療電氣設(shè)備出現(xiàn)絕緣故障,其電源中性點(diǎn)與地面無連接,也只會產(chǎn)生微小漏電流,空氣開關(guān)等電路保護(hù)裝置也不會因此進(jìn)行動作切斷供電,可避免手術(shù)室發(fā)生突然斷電事故,對醫(yī)院連續(xù)性供電、手術(shù)患者生命安全意義重大。醫(yī)療特殊場所使用呼吸機(jī)、除顫儀、麻醉機(jī)、透析設(shè)備、心肺機(jī)以及體外循環(huán)設(shè)備等對供電要求極為嚴(yán)格,因此必須使用連續(xù)配電系統(tǒng)。
5:注意事項(xiàng)
很多醫(yī)院在設(shè)計(jì)過程中為保證供電的可靠性對重點(diǎn)區(qū)域采用雙路電源末端切換的供電方式,外部采用兩路獨(dú)立的10kV電源由室外電纜埋地引至中壓配電室,兩路電源同時(shí)工作,互為備用。另設(shè)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)一臺,為特別重要負(fù)荷(手術(shù)區(qū)設(shè)備、ICU設(shè)備、病房設(shè)備帶、四層血液凈化空調(diào)、七層的透析設(shè)備、消防設(shè)備)供電,當(dāng)兩路電源停電時(shí)發(fā)電機(jī)15s內(nèi)自啟動。整個(gè)供電系統(tǒng)采用了5臺1250kV A的干變及一臺1 250kW柴油發(fā)電機(jī)。正常停電狀況下供電連續(xù)不會遭到破壞,2類場所的用電設(shè)備還設(shè)置轉(zhuǎn)換時(shí)間小于0.5s的EPS (應(yīng)急電源)作為備用電源。
即便如此,在負(fù)荷端出現(xiàn)相對地絕緣故障時(shí),故障電流也會經(jīng)過電源中性點(diǎn)對地構(gòu)成回路,從而形成一個(gè)較大的故障電流,使上一級斷路器或熔斷器動作,最終將導(dǎo)致斷電。而在采用了IT系統(tǒng)后,發(fā)生絕緣故障時(shí),故障電流對地?zé)o法構(gòu)成回路,只會產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流,同時(shí)電流不會導(dǎo)致上一級斷路器或熔斷器動作,保證了供電的連續(xù)性。
這種供電方式設(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,同時(shí)可防止其他供電回路中的漏電電流通過接地線竄入2類場所的醫(yī)療設(shè)備。
6 結(jié)束語
安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)適用于醫(yī)用的手術(shù)室、ICU(CCU)監(jiān)護(hù)病房等重要2類場所,能為這類場所提供安全、連續(xù)、可靠的供電方案,保證了醫(yī)療機(jī)構(gòu)用電安全。使用醫(yī)用隔離電源供電系統(tǒng)是保證醫(yī)療場所用電安全的關(guān)鍵,對于醫(yī)療場所的電氣安全有著重要的作用 。
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