陳日鋮1 江中偉2 胡海霞3
(1.浙江省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州310007)
(2.杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計(jì)院有限公司，浙江 杭州310004)
(3.上海安科瑞電氣股份有限公司，上海市 201801)
摘 要: 闡述潔凈手術(shù)室、ICU/CCU重癥監(jiān)護(hù)室的配電系統(tǒng)方案，以及其內(nèi)部器件組成和應(yīng)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(yīng)用的一些注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞 :醫(yī)療IT系統(tǒng);絕緣監(jiān)測裝置;隔離電源系統(tǒng)
Medical isolation power cupboard design and application
Chen Richeng1 Jiang Zhongwei2 Hu Haixia3
(1. Zhejiang Institute of Modern Architectural Design Co., Ltd.,Zhejiang Hangzhou 310007,China)
(2.Hangzhou Urban Construction Design Institute Co., Ltd., Ltd.,Zhejiang Hangzhou 310004,China)
(3.Shanghai Acrel Ltd.,Shanghai 201801,China)
Abstract: Elaborate operating room, ICU / CCU program distribution system and its components and applications within the device; introduced AIM-M100 monitor extension insulation, as well as system solutions applications of some note.
Key words : health care IT system ;insulation monitoring devices ;isolated power system.
0 引 言
在醫(yī)院的供電系統(tǒng)中，對手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(shí)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(shè)備的接觸部件接觸軀體外部或者醫(yī)療設(shè)備的斷電不會(huì)對病人產(chǎn)生危害的場所：例如病房和產(chǎn)房等。2類場所是指需要和病人體內(nèi)進(jìn)行接觸，并且斷電則有可能導(dǎo)致重大醫(yī)療事故的場所：例如潔凈手術(shù)室、ICU/CCU病房等。該場所必需要充分考慮微電擊的危險(xiǎn)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(jìn)行供電：例如維持于維持生命的、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。
2 GGF系列醫(yī)用隔離電源柜的特點(diǎn)和應(yīng)用
安科瑞醫(yī)療IT系統(tǒng)隔離電源柜(見圖1)，通過內(nèi)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(gè)支路，以給手術(shù)室或ICU/CCU病房不同設(shè)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(qiáng)絕緣處理，使得變壓器的絕緣強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)外同類產(chǎn)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(shí)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(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shù)室隔離電源柜(GGF-O系列)和ICU/CCU重癥監(jiān)護(hù)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：
在圖2系統(tǒng)圖中，因?yàn)?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(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)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(dòng)切換裝置，其中雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)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(shù)室樓層配電柜，則隔離電源柜中可以不裝雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，可以直接從手術(shù)室樓層配電柜專線接入。在配電柜中通過Interpact INS負(fù)荷開關(guān)可以帶電分?jǐn)嗾麄�(gè)配電系統(tǒng)的電源。ADL3000多功能電能表可以對整個(gè)手術(shù)室的電壓電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示。在進(jìn)線處也安裝了浪涌保護(hù)器，可以起到對雷擊浪涌的保護(hù)。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(shù)室中非重要回路用電設(shè)備提供電源，并且在每條饋出回路中增加動(dòng)作電流為30mA的漏電保護(hù)器提供接地故障保護(hù);在回路中一路可以提供給潔凈手術(shù)室的無影燈電源，因無影燈一般內(nèi)置隔離變壓器和絕緣監(jiān)測裝置，則不需要增加漏電保護(hù)器;另外有一路提供AC380V的電源，主要供給潔凈手術(shù)室的三相用電設(shè)備：例如CT和MR等。其它的八路單相電源主要供給手術(shù)室的非重要用電設(shè)備：例如觀片燈、書寫臺、電動(dòng)門和手術(shù)臺等電源。手術(shù)室重要回路則需要采用IT系統(tǒng)進(jìn)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(yīng)。當(dāng)TN-S系統(tǒng)通過隔離變壓器，原來的地將不復(fù)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(fù)荷電流和變壓器的初次級繞組溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量。其中，測量變壓器的負(fù)荷電流和繞組溫度需要通過安裝在配電柜內(nèi)部AKH0.66-P26型電流互感器和內(nèi)置在隔離變壓器初次級的PT100熱敏電阻來測量的。另外通過安裝在中央控制面板上的AID100外接報(bào)警與顯示儀，醫(yī)護(hù)人員可以方便的查看手術(shù)室內(nèi)部的系統(tǒng)運(yùn)行情況。AID100外接報(bào)警與顯示儀的低壓直流電源是通過內(nèi)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(jī)絕緣監(jiān)測儀進(jìn)行相互通訊。根據(jù)潔凈手術(shù)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(hù)不帶過載保護(hù)功能，可以最大限度的減少斷電、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(shù)室的墻壁插座(供醫(yī)療用電設(shè)備使用)、吊塔電源和中央控制面板電源等。
其中GGF-O系列醫(yī)用隔離電源柜的參數(shù)見表2：
圖3 重癥監(jiān)護(hù)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(hù)室的供電系統(tǒng)，在系統(tǒng)圖中(圖3以6.3KVA為例)采用單獨(dú)IT 系統(tǒng)給每個(gè)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(jìn)線端預(yù)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(hù)室里的電源需求主要集中在吊塔電源上，一般一個(gè)病床的吊塔電源容量在2000W左右，這樣就可以根據(jù)床位的多少來設(shè)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(hù)不帶過載保護(hù)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(shù)參數(shù)
采用IT系統(tǒng)的潔凈手術(shù)室和ICU/CCU重癥監(jiān)護(hù)室都需要有獨(dú)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(gè)手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室采用手術(shù)部與ICU總配電柜進(jìn)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)院的中央監(jiān)控系統(tǒng)，這樣每個(gè)2類場所的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在中央監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。方便工作人員對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)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(yīng)用注意事項(xiàng)
1.為了降低醫(yī)療系統(tǒng)對地電容，醫(yī)用隔離電源柜應(yīng)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(jìn)行人體心臟手術(shù)或者與人體內(nèi)部接觸的手術(shù)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要做好局部等電位聯(lián)結(jié)，這樣使得保護(hù)區(qū)伸臂范圍以內(nèi)所有可導(dǎo)電的部分都處于同一電位水平上。
4 結(jié) 語
結(jié)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(yīng)用，隨著醫(yī)院設(shè)施逐步的現(xiàn)代化及設(shè)計(jì)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(yīng)用于醫(yī)療場所，相應(yīng)的也需要根據(jù)不同的醫(yī)療場所來設(shè)計(jì)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(shí)意義!
文章來源于：《智能建筑電氣技術(shù)》2011年第4期。
參考文獻(xiàn)
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