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醫(yī)用隔離電源柜的設計與應用
點擊次數(shù)：48 發(fā)布時間：2014-9-22
摘要
闡述潔凈手術室、ICU/CCU重癥監(jiān)護室的配電系統(tǒng)方案，以及其內部器件組成和應用功能;介紹了AIM-M100絕緣監(jiān)測儀的功能，以及系統(tǒng)方案應用的一些注意事項。
0 引 言
在醫(yī)院的供電系統(tǒng)中，對手術室、重癥監(jiān)護室這類重要的場所(2類醫(yī)療場所)的供電，不僅要保證供電的可靠性高，還要保證供電的安全性好。為此，國家標準GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求 醫(yī)療場所》和JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》中明確規(guī)定了這類醫(yī)療場所要采用可靠性和安全性較高的局部IT系統(tǒng)來供電，并且系統(tǒng)中要裝絕緣監(jiān)測裝置來實時的監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣情況。
1 醫(yī)療場所分類及其供電要求
根據(jù)國家標準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》，對醫(yī)療場所分為了3種類別(表1)，0類、1類和2類場所。0類場所是指不需要和患者身體進行接觸的場所：例如門診室和按摩室等。1類醫(yī)療場所是指醫(yī)療設備的接觸部件接觸軀體外部或者醫(yī)療設備的斷電不會對病人產生危害的場所：例如病房和產房等。2類場所是指需要和病人體內進行接觸，并且斷電則有可能導致重大醫(yī)療事故的場所：例如潔凈手術室、ICU/CCU病房等。該場所必需要充分考慮微電擊的危險和供電的持續(xù)性，不重要的供電回路可以采用TN/TT系統(tǒng)，重要的回路則必須要采用IT系統(tǒng)進行供電：例如維持于維持生命的、*的和其他位于“患者區(qū)域”內的醫(yī)療電氣設備和系統(tǒng)的供電回路。
表1醫(yī)療場所的類別和級別劃分
2 GGF系列醫(yī)用隔離電源柜的特點和應用
安科瑞醫(yī)療IT系統(tǒng)隔離電源柜(見圖1)，通過內部AITR系列的隔離變壓器，將TN-S或TT系統(tǒng)變成IT系統(tǒng)，并根據(jù)需求輸出多個支路，以給手術室或ICU/CCU病房不同設備提供電源。由于AITR系列隔離變壓器的繞組之間，以及各繞組與鐵芯之間都采用了加強絕緣處理，使得變壓器的絕緣強度遠遠高于國內外同類產品，另外變壓器采用H級的絕緣材料，可以使得變壓器的溫升極低。因而能可靠保障IT系統(tǒng)與TN或TT系統(tǒng)之間的安全隔離要求;IT系統(tǒng)安裝了安科瑞絕緣監(jiān)測儀AIM-M100,能夠同時對IT系統(tǒng)對地的絕緣狀況、隔離變壓器的溫升，以及隔離變壓器的負載情況進行實時監(jiān)測，從而能很好的保證IT系統(tǒng)供電的安全性和可靠性。
安科瑞GGF系列醫(yī)用隔離電源柜分為用于潔凈手術室隔離電源柜(GGF-O系列)和ICU/CCU重癥監(jiān)護室隔離電源柜(GGF-I系列)隔離電源柜。
GGF-O8醫(yī)用隔離電源柜的的系統(tǒng)圖(以8KVA為例)如下：
圖1GGF系列醫(yī)用隔離電源柜
圖2 潔凈手術室隔離電源系統(tǒng)圖
在圖2系統(tǒng)圖中，因為2類場所對供電的可持續(xù)性要求很高，在GB16895.24-2005 《建筑物電氣裝置 第7-710部分：特殊裝置或場所的要求-醫(yī)療場所》中明確的規(guī)定了醫(yī)療2類場所的雙電源自動轉換時間需要小于0.5S。所以根據(jù)現(xiàn)場安裝的需求可以安置雙電源自動切換裝置，其中雙電源自動轉換裝置一路連接專線供給的正常工作電源，另一路則為備用的安全電源。如果醫(yī)院現(xiàn)場具有手術室樓層配電柜，則隔離電源柜中可以不裝雙電源自動轉換裝置，可以直接從手術室樓層配電柜專線接入。在配電柜中通過Interpact INS負荷開關可以帶電分斷整個配電系統(tǒng)的電源。ADL3000多功能電能表可以對整個手術室的電壓電流進行實時的顯示。在進線處也安裝了浪涌保護器，可以起到對雷擊浪涌的保護。配電柜配電系統(tǒng)中分為TN-S系統(tǒng)和IT系統(tǒng)，其中TN-S系統(tǒng)主要給潔凈手術室中非重要回路用電設備提供電源，并且在每條饋出回路中增加動作電流為30mA的漏電保護器提供接地故障保護;在回路中一路可以提供給潔凈手術室的無影燈電源，因無影燈一般內置隔離變壓器和絕緣監(jiān)測裝置，則不需要增加漏電保護器;另外有一路提供AC380V的電源，主要供給潔凈手術室的三相用電設備：例如CT和MR等。其它的八路單相電源主要供給手術室的非重要用電設備：例如觀片燈、書寫臺、電動門和*等電源。手術室重要回路則需要采用IT系統(tǒng)進行供電。根據(jù)現(xiàn)場的需求可以在IT系統(tǒng)的隔離變壓器之前接入在線式UPS，提供不間斷的電源供應。當TN-S系統(tǒng)通過隔離變壓器，原來的地將不復存在，成為IT配電系統(tǒng)形式。在IT系統(tǒng)中，安裝了AIM-M100絕緣監(jiān)測儀，主要對IT系統(tǒng)的系統(tǒng)對地電阻、變壓器的負荷電流和變壓器的初次級繞組溫度進行實時的測量。其中，測量變壓器的負荷電流和繞組溫度需要通過安裝在配電柜內部AKH0.66-P26型電流互感器和內置在隔離變壓器初次級的PT100熱敏電阻來測量的。另外通過安裝在*控制面板上的AID100外接報警與顯示儀，醫(yī)護人員可以方便的查看手術室內部的系統(tǒng)運行情況。AID100外接報警與顯示儀的低壓直流電源是通過內置在配電柜中的ACLP10-24儀用電源來提供，并且通過基于Modbus協(xié)議的RS485總線和主機絕緣監(jiān)測儀進行相互通訊。根據(jù)潔凈手術室重要回路對配電要求的特殊性，需要在每條饋出回路中放置C65H型斷路器，其具有帶短路保護不帶過載保護功能，可以zui大限度的減少斷電、停電這類的電氣事故。重要的配電回路主要給以下的回路提供電源：例如手術室的墻壁插座(供醫(yī)療用電設備使用)、吊塔電源和*控制面板電源等。
其中GGF-O系列醫(yī)用隔離電源柜的參數(shù)見表2：
表2GGF-O系列醫(yī)用隔離電源柜技術參數(shù)
圖3 重癥監(jiān)護室隔離電源系統(tǒng)圖
GGF-I系列隔離電源柜主要用于ICU/CCU重癥監(jiān)護室的供電系統(tǒng)，在系統(tǒng)圖中(圖3以6.3KVA為例)采用單獨IT 系統(tǒng)給每個床位的吊塔提供電源。根據(jù)醫(yī)療現(xiàn)場對不間斷電源的要求，在變壓器總進線端預置接口，方便接入在線式UPS，提供不間斷電源保障。重癥監(jiān)護室里的電源需求主要集中在吊塔電源上，一般一個*的吊塔電源容量在2000W左右，這樣就可以根據(jù)床位的多少來設置變壓器的容量和隔離電源系統(tǒng)的套數(shù)。在每條饋出回路中也增加了C65H型斷路器，可以起到帶短路保護不帶過載保護的功能。
其中GGF-I系列醫(yī)用隔離電源柜的參數(shù)見表3：
表3 GGF-I系列醫(yī)用隔離電源柜技術參數(shù)
采用IT系統(tǒng)的潔凈手術室和ICU/CCU重癥監(jiān)護室都需要有獨立的隔離電源系統(tǒng)。醫(yī)療場所采用圖4的配電方式：從圖中可以看出各個手術室和重癥監(jiān)護室采用手術部與ICU總配電柜進行供電。各配電柜通過基于Modbus協(xié)議的RS485總線把系統(tǒng)的監(jiān)測信息傳輸給醫(yī)院的*監(jiān)控系統(tǒng)，這樣每個2類場所的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)都可以在*監(jiān)控系統(tǒng)的上位機軟件進行實時的處理。方便工作人員對監(jiān)控系統(tǒng)進行集中監(jiān)控和管理。
圖4 2類醫(yī)療場所配電方案
3 GGF系列醫(yī)用隔離電源柜應用注意事項
1.為了降低醫(yī)療系統(tǒng)對地電容，醫(yī)用隔離電源柜應盡量放在使用場所附近，并且盡可能減少系統(tǒng)的容量，使用較少的系統(tǒng)配電回路支數(shù)，盡量縮短系統(tǒng)的配電線路長度。
2.對于進行人體心臟手術或者與人體內部接觸的手術室，要充分做好防止電氣的措施。僅靠帶絕緣監(jiān)測的IT系統(tǒng)是遠遠不夠的，還要做好局部等電位聯(lián)結，這樣使得保護區(qū)伸臂范圍以內所有可導電的部分都處于同一電位水平上。
4 結 語
結合本文介紹的GGF系列醫(yī)用隔離電源柜在醫(yī)療2類場所的應用，隨著醫(yī)院設施逐步的現(xiàn)代化及設計人性化要求，帶有絕緣監(jiān)測裝置的IT配電系統(tǒng)將更加普遍的應用于醫(yī)療場所，相應的也需要根據(jù)不同的醫(yī)療場所來設計不同的配電系統(tǒng)解決方案，來滿足市場需求。特別是醫(yī)療2類場所，對配電系統(tǒng)的安全性和可靠性將有更高要求。所以開發(fā)這些場所的配電系統(tǒng)具有很好的現(xiàn)實意義!
文章來源于：《智能建筑電氣技術》2011年第4期。
參考文獻
1. 中國建筑標準設計研究院08SD706-2 醫(yī)療場所電氣設計與設備安裝[S].北京：中國建筑標準設計研究院，2009.
2. 王厚余 .低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗 (2版)[M].北京：中國電力出版社，2007.