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IT配電系統(tǒng)在醫(yī)院手術室的應用

瀏覽次數(shù):2217更新日期:2014-03-21

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 201801

在醫(yī)院的手術室中,對病人進行手術時,有時需要用電子醫(yī)療設備深入到病人的身體內(nèi)部,由于病人處于麻醉狀態(tài),在普通接地的導體之間流過細微電流會造成微電擊發(fā)生。如不采取相應措施,就有可能危及病人的安全,造成醫(yī)療事故的發(fā)生。目前,我國大型綜合醫(yī)院配電系統(tǒng)接地形式多采用TN系統(tǒng),該系統(tǒng)接地故障多為金屬性短路。因故障電流較大,使斷路器等過電流保護裝置動作,造成停電。顯然TN系統(tǒng)不能滿足醫(yī)院中一些重要場所不間斷供電的使用要求?!睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》14.7.6.3條明確規(guī)定:在電源突然中斷后,重大醫(yī)療危險的場所,應采用電力系統(tǒng)不接地(IT系統(tǒng))的供電方式。同時《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB50333-2002中規(guī)定:2類醫(yī)療場所在維持患者生命,外科手術和其他位于患者周圍的電氣裝置均應采用醫(yī)用IT系統(tǒng)。如:搶救室(門診手術室)、手術室、心臟監(jiān)控治療室、導管介入室、血管照影檢查室等。

1、醫(yī)用絕緣監(jiān)測產(chǎn)品的組成

1.1 IT系統(tǒng)須由的AITR系列醫(yī)用隔離變壓器供電,國家標準對設備要求:

1)醫(yī)用IT系統(tǒng)通常采用單相變壓器,其額定容量不應低于0.5kVA,且不超過10kVA。

2)隔離變壓器應盡量靠近醫(yī)療場所,并采取措施防止人們無意的接觸。

3)隔離變壓器二次側的額定電壓不應超過250V。

4)當隔離變壓器處于額定電壓和額定頻率下,空載運行時,流向外殼或大地的漏電流不應超過0.5mA。

5)2類醫(yī)療場所,配電系統(tǒng)應設置過流保護。隔離變壓器的一次側與二次側禁止使用過載保護。二次側應設置雙級斷路器。

6)2類醫(yī)療場所內(nèi),IT系統(tǒng)的每組插座回路,應獨立設置過流保護,宜獨立設置過載報警。

1.2 醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測儀應符合IEC61557-8并滿足下列規(guī)定要求

1)醫(yī)用絕緣監(jiān)視儀交流內(nèi)阻抗應至少為100KΩ。

2)測量電壓不應大于直流25V。

3)即使故障情況下,其注入電流的峰值不應大于1mA。

4)zui遲在絕緣電阻降至50KΩ時,應發(fā)出信號。應配置試驗此功能器具。

1.3 監(jiān)視IT系統(tǒng)中隔離變壓器的繞組溫度及負載電流。

1.4外接報警與顯示儀。安裝在病人或醫(yī)務工作者的工作場所。用來顯示醫(yī)療場所內(nèi)監(jiān)視儀器的測量數(shù)據(jù)和報警情況,通知IT系統(tǒng)的使用都關于系統(tǒng)的運行情況。它能顯示絕緣監(jiān)視儀的所有信息,還可并聯(lián)多個外接報警顯示器和測試單元。

1.5測試信號發(fā)生器。當絕緣監(jiān)測儀檢測出系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣故障時,會啟動測試信號發(fā)生器產(chǎn)品絕緣故障定位信號,配合絕緣故障定位儀,定位到出現(xiàn)絕緣故障的回路。

1.6絕緣故障定位儀。配合測試信號發(fā)生器,在系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時,迅速的定位出故障回路,方便運維人員維護。

 安科瑞醫(yī)用絕緣監(jiān)測產(chǎn)品包括:AITR系列隔離變壓器、AIM系列醫(yī)療智能絕緣監(jiān)視儀、AID系列外接報警顯示儀、AIL系列故障定位儀、ASG信號發(fā)生器等設備組成。

 2、醫(yī)療領域選用IT系統(tǒng)的必要性

2.1IT系統(tǒng)因降低了接觸電壓和電網(wǎng)時地漏電流(控制對心臟的直接漏電流),故人身觸電危險被降到zui小程度。*,當用電設備對人體心臟直接漏電大于10μA時,會造成對病人的微電擊事故。而在一般通用建筑中所采用的RCD等對地漏電保護開關,其動作響應值是m*(如:30mA)運行不能滿足醫(yī)療領域的需要。因此,現(xiàn)在上對醫(yī)療領域中的手術室、ICU、CCU等重要場所通常采用局部“中性點不接地的供電系統(tǒng)”(即IT系統(tǒng))供電。通過單相0.5kVA-10kVA的隔離變壓器給這些場所供電,首先可以防止其它供電回路中的漏電流通過接地線竄入手術室、ICU、CCU的醫(yī)療電氣設備上對病人的安全構成威脅;另外,一旦隔離電源上所接的負載(如各種醫(yī)療電氣設備)出現(xiàn)對地故障,因對地不能構成回路,只能產(chǎn)生一個很小的容性漏電流,大地保護了病人免遭漏電流的傷害。

2.2當電網(wǎng)負載出現(xiàn)一個絕緣故障點時,不會導致斷路器或熔斷器動作,因而保證了電源供電的可靠性;在醫(yī)療領域,某些場所對供電持續(xù)性要求很高,故設計成兩路(甚至三路)電源(接地供電系統(tǒng))自動切換,以保證這些特殊場所供電連續(xù)性。但如果在負載端出現(xiàn)相對絕緣故障時,故障電流將經(jīng)過電源中性點對地構成回路,從而形成一個較大的故障電流,使上一級空開或熔斷器動作。zui終導致供電中斷。而如果在這些特殊場所局部采用IT配電系統(tǒng)時,因其電源中性點不接地,當負載端出現(xiàn)*點相對地絕緣故障時,因其對地不能構成回路,只會產(chǎn)生一個很小的容性漏電流,對人體不會產(chǎn)生危害,同時也不會導致空開動作,從而保證了手術室供電的連接性。IT系統(tǒng)內(nèi)的絕緣監(jiān)視儀監(jiān)視相線對地的絕緣阻值;一旦相線對地出現(xiàn)絕緣故障,絕緣監(jiān)測儀立即報警,提醒操作人員系統(tǒng)中出現(xiàn)*個對地故障,但系統(tǒng)仍能帶故障運行,需要適當?shù)臅r間找出并排除。如果IT系統(tǒng)內(nèi)未安裝絕緣監(jiān)測儀,當出現(xiàn)*個故障時,操作人員得不到任何報警信息,如果再出現(xiàn)、第三個故障時,逐步增加的故障電流zui終將導致系統(tǒng)內(nèi)的小型斷路器或熔斷器動作,使整個IT系統(tǒng)失電。如果兩個故障發(fā)生不同相上,還會對地構成相同短路,對IT電源系統(tǒng)造成大危害,給病人帶來生命危險。

2.3降低了對地漏電流,提高了防火安全性。

主要產(chǎn)品和應用方案

安科瑞電氣股份有限公司的醫(yī)療隔離電源解決方案是針對醫(yī)療Ⅱ類場所的供電需求而開發(fā)設計的,能夠很好的滿足各類手術室和重癥監(jiān)護室對電源安全性和可靠性的要求,并符合國家相關標準。

3.1 ICU、CCU病房配電解決方案(以GGF-I8G隔離配電柜系統(tǒng)圖為例)

方案配置表

3.2 手術室配電解決方案(以GGF-O8G隔離配電柜系統(tǒng)圖為例)

4主要產(chǎn)品及電源柜的報價方案

為了方便廣大客戶對安科瑞產(chǎn)品的選擇,現(xiàn)列出產(chǎn)品報價,如下表所示:

4.1 GGF-I系列ICU/CCU病房隔離電源柜

外形

型號

規(guī)格

單位

價格(萬元)

GGF-I3.15

3.15KVA

3.8~5.3*

GGF-I6.3

6.3KVA

4.4~5.9*

GGF-I8

8KVA

5~7*

GGF-I10

10KVA

6.8~9.8*

不間斷電源

可選配,價另報

雙電源切換裝置

可選配,價另報

運費

參照物流公司報價

備注

以上報價含調(diào)試費,不含運費、安裝費

 4.2 GGF-O系列手術室隔離電源柜

外形

型號

規(guī)格

單位

價格(萬元)

GGF-O6.3

6.3KVA

6.4~7.9

GGF-O8

8KVA

7~9

GGF-O10

10KVA

8.6~11.6

不間斷電源

可選配,價另報

雙電源切換裝置

可選配,價另報

運費

參照物流公司報價

備注

以上報價含調(diào)試費,不含運費、安裝費

 4.3 醫(yī)療IT絕緣監(jiān)測產(chǎn)品

外形

名稱

型號

功能

價格

可選配及價格(元)

 

絕緣監(jiān)測儀

AIM-M100

IT系統(tǒng)對地絕緣電阻、負荷電流、變壓器溫度監(jiān)測

15600

  1. 雙通訊 +800
  2. 故障報警輸出+400
  3. 溫度檢測 +800
  4. 負荷檢測 +800
  5. 集中監(jiān)控配套軟件 +3000
  6. 斷線檢測 +800
  7. SOE事件記 +2000
  8. 自檢功能 +1000
  9. 支持故障定位功能(僅AIM-M200支持) +2000

AIM-M200

19600

 

直流穩(wěn)壓電源

 

 

 

ACLP10-24

儀表穩(wěn)壓電源

300

       /

報警與顯示儀

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AID100

具有絕緣電阻、變壓器負荷率;可遠程設置絕緣監(jiān)測儀報警閾值

 

      /

AID120

 

      /

AID200

采用CAN通訊,可遠程顯示和設置多達16套絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù),實時監(jiān)控通訊是否完好

900

     /

電流互感器

AKH0.66-P26

實時測量變壓器負荷電流

150

     /

測試信號發(fā)生器

 

ASG100

 

采用CAN總線技術,可與其它設備進行數(shù)據(jù)交互,當系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣故障時,可產(chǎn)生故障定位信號注入系統(tǒng)中,可實現(xiàn)L1,L2斷線檢測

3780

    /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

故障定位(評估)儀

AIL100-4

采用CAN總線技術,當系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣故障時,可配合ASG100實現(xiàn)故障定位功能

6050

       /

AIL100-8

8050

       /

5 IT系統(tǒng)應用時需注意的問題

1.IT系統(tǒng)的隔離變壓器設置位置。

   放置隔離變壓器的位置應是靠近手術室的通風和易散熱的地方,應盡量縮短變壓器出線端與手術室插座之間的距離。通常將隔離變壓器放置手術室墻內(nèi)嵌入式電氣柜,手術室天花板吊頂或手術準備房間有立式電氣柜內(nèi)。

2.二類場所里慎用三相隔離電源。

   三相隔離系統(tǒng)(IT系統(tǒng))中如果出現(xiàn)單相接地故障,非故障相對地電壓將升高對地額定電壓的1.7倍,因而具有對地故障擴大的危險,所以應慎用三相隔離電源,盡量采用單相隔離電源系統(tǒng)。

3.IT系統(tǒng)的配電線路應裝設雙級開關,作為短路保護。

   因IT系統(tǒng)不宜配出中性(N)線,系統(tǒng)中單相負荷所需的220V電源由IT系統(tǒng)中單相220V電源經(jīng)1:1隔離變壓器的二次側提供。所以IT系統(tǒng)中的配電線路均為帶電導線,應裝設雙級開關,作為短路保護。

 參考文獻:

[1]IT系統(tǒng)在醫(yī)院中的應用.建筑科技2006年13期

[2]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版.

作者簡介:

徐霜,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電,:   :