徐玉麗

　　(江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇 江陰 214405)

　　1、項目簡介

　　某綜合醫(yī)院新病房大樓, 總建筑面積106314.18m2，地面以上主體總高度為99.4m,地上26層，地下1層。手術室除了一樓、二樓和五樓各有一間手術室外，三樓有門診手術室9間，神經(jīng)ICU室共17個床位，四樓中心手術室共21間、中心ICU室24個床位。現(xiàn)結合本工程談談筆者在醫(yī)用IT系統(tǒng)應用中的設計。

　　2、醫(yī)療場所的分類及供電要求

　　根據(jù)《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》( GB16895.24-

　　2005、IEC60364- 7- 710: 2002) 的標準, 將不同目的的醫(yī)療房間劃分為0類場所、1類場所、2類場所。其分類規(guī)定如表1所示。

　　表1 醫(yī)療場所安全實施的類別和級別劃分

　　

 

　　其中，0類醫(yī)療場所是指無需與患者身體接觸的電氣裝置工作的場所。1類醫(yī)療場所是指醫(yī)療電氣設備的接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)(除了2類醫(yī)療場所所述環(huán)境以外)接觸的電氣裝置工作的場所。2類醫(yī)療場所是指醫(yī)療電氣設備約接觸部件需要與患者體內(nèi)(主要指心臟或接近心臟部位)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作的場所。

　　2類場所必須充分考慮微電擊產(chǎn)生的危險以及持續(xù)供電的重要性, 嚴格限制其第一次故障電流，因此《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ/T 16-2008)中規(guī)定，在2類場所內(nèi)用于維持生命的、外科手術的和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)療電氣設備和系統(tǒng)的供電回路則必須使用隔離電源( IT電源) 供電。在0類場所、1類場所中，由于用電設備不與人體內(nèi)臟直接接觸，可使用中性點接地的系統(tǒng)( TT / TN系統(tǒng)) 供電。

　　3、IT配電系統(tǒng)在2類醫(yī)療場所的應用

　　2類醫(yī)療場所對供電連續(xù)性和漏電流要求較高,IT系統(tǒng)降低了系統(tǒng)對地的泄漏電流，人身觸電的危險被降低到最小程度。在IT系統(tǒng)中安裝了絕緣監(jiān)測儀裝置, 大大提高了事故預防能力, 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)第一個絕緣故障, 不會引起系統(tǒng)的停電,保證了供電的連續(xù)。

　　在醫(yī)院的手術室和ICU病房中，為了保證供電的可靠性，采用了雙電源切換的供電方式，一旦該路電源停電，另外一路電源會很快切換。對于重要負荷，采用IT系統(tǒng)供電。 當發(fā)生絕緣故障時, 故障電流對地無法構成回路, 只會產(chǎn)生一個很小的容性漏電流, 同時電流不會導致上一級斷路器或熔斷器動作, 保證了供電的連續(xù)性。為了實時監(jiān)測IT系統(tǒng)對地的絕緣狀況，系統(tǒng)內(nèi)設置了絕緣監(jiān)測裝置，當系統(tǒng)絕緣下降到監(jiān)測裝置的報警值時，該監(jiān)測裝置會發(fā)出報警信息，提示系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障，需盡快進行排除。IT系統(tǒng)配電示意圖如圖1所示。

　　

 

　　圖1 IT配電系統(tǒng)示意圖

　　在本工程除了采用IT系統(tǒng)供電外，還采取了以下幾種措施, 確保IT系統(tǒng)供電的安全性和可靠性。

　　1)IT系統(tǒng)中采用的斷路器均選擇帶短路保護，而不帶過載保護斷路器，防止因系統(tǒng)過載跳閘，影響供電的連續(xù)性。

　　2)為了有效防止不同用電設備外殼電位差而產(chǎn)生的電擊事故，該系統(tǒng)采取進行了可靠的等電位聯(lián)接。

　　3)IT系統(tǒng)插座和插座箱均有明顯的標志，TN-S系統(tǒng)插頭不能插入。

　　4)為盡可能減小IT系統(tǒng)對地的泄露電容引起的漏電流，隔離變壓器的容量限制在8kVA以下。

　　5)IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測采用醫(yī)用的絕緣監(jiān)視儀, 并滿足國家標準對該類產(chǎn)品的要求。絕緣監(jiān)測儀只用于故障報警，不能動作于斷路器。

　　4 手術室IT供電及絕緣監(jiān)測方案

　　本次設計中手術室采用了安科瑞公司的醫(yī)療IT配電產(chǎn)品，其系統(tǒng)由隔離變壓器、絕緣監(jiān)測儀、儀用電源、外接報警顯示儀和絕緣故障定位裝置組成。每個手術室一套IT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)采用一臺8kVA單相隔離變壓器。并通過AIM-M200絕緣監(jiān)測儀, 實現(xiàn)變壓器次級回路對地絕緣阻抗、次級負載電流、變壓器溫度狀態(tài)的實時監(jiān)測。設計了ASG100信號發(fā)生器和AIL100絕緣故障定位裝置，實現(xiàn)絕緣故障回路的定位功能。報警顯示裝置采用了AID200, 通過雙絞線與AIM-M200絕緣監(jiān)測儀聯(lián)接分別在手術室內(nèi)部及監(jiān)控室顯示絕緣監(jiān)視儀測量的數(shù)據(jù), 當出現(xiàn)故障時通過發(fā)光管及嗡鳴器通知現(xiàn)場人員, 同時通過輸出觸點通知中心控制室值班人員做好故障處理準備。每組AIM-M200絕緣監(jiān)測儀配置儀器專用電源DR-60-24, 電源輸出為DC24V。單個手術室系統(tǒng)組成如圖2所示。

　　

 

　　圖2 手術室IT配電系統(tǒng)圖

　　在該方案中，手術室的配電包括IT系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)，對于手術室內(nèi)重要的設備，則通過IT系統(tǒng)配電，并通過絕緣監(jiān)測儀和故障定位儀實現(xiàn)絕緣監(jiān)測和故障定位。對于手術室內(nèi)不重要的設備，或不與人體直接接觸設備，則采用TN-S系統(tǒng)來供電，并采用不大于30mA的漏電保護斷路器來防止漏電安全事故。

　　5 ICU重癥監(jiān)護室IT供電及絕緣監(jiān)測方案

　　在重癥監(jiān)護室內(nèi)，IT系統(tǒng)配電主要為各監(jiān)護病床的護理吊塔供電，根據(jù)負荷的需求，為每個吊塔配電了2kVA的容量。在本設計中每套IT系統(tǒng)采用了一臺8kVA單相隔離變壓器，因此可滿足4個吊塔的供電。每套IT系統(tǒng)配置了1只AIM-M200絕緣監(jiān)測儀，1套絕緣故障定位裝置和1只直流電源。由于安科瑞AID200集中報警與顯示儀能夠集中監(jiān)控多達16套IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此可多套IT系統(tǒng)共用1套AID200集中報警與顯示儀，其安裝在護士站，以便實時了解各IT配電系統(tǒng)的運行狀況。重癥監(jiān)護室配電系統(tǒng)圖如圖3所示。

　　

 

　　圖3 ICU室IT配電系統(tǒng)圖

　　5 主要產(chǎn)品型號與配置

　　隨著電子醫(yī)療設備在醫(yī)院領域的廣泛應用，漏電流對病人構成的威脅也越來越大，尤其是那些生命攸關的場所，病人在手術中或麻醉狀態(tài)下，各種電極、傳感器直接插入人體內(nèi)，微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。因此，對于醫(yī)院這一特殊場所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規(guī)范進行。

　　安科瑞公司的醫(yī)用隔離電源柜及其配套絕緣監(jiān)測裝置是針對醫(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。

　　應用場合型號主要功能

　　ICU/CCU病房隔離電源柜

GGF-I系列為醫(yī)院ICU/CCU病房提供安全可靠的IT系統(tǒng)隔離供電電源，并具有對IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測功能。

 

　　手術室隔離電源柜GGF-O系列為醫(yī)院各類手術室提供安全完美的供電解決方案，為重要的手術設備提供安全可靠的IT系統(tǒng)隔離供電電源，并具有對IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測功能。

　　醫(yī)療IT配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置

AIM-M100具有對被監(jiān)測IT系統(tǒng)對地絕緣電阻、隔離變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度實時監(jiān)測及 故障報警功能;

 

　　

ACLP10-24儀表專用的直流穩(wěn)壓模塊，導軌式安裝，

 

　　

AID100具有絕緣電阻、變壓負荷率實時顯示功能;可遠程設置絕緣監(jiān)測儀的報警閥值

 

　　

AKH-0.66P26與AIM-M100絕緣監(jiān)測儀配套使用的保護型電流互感器。最大可測電流為50A，變比為2000:1

 

　　隔離變壓器

AITR系列醫(yī)院專用的隔離變壓器，為各類手術室和重癥監(jiān)護室提供安全的電源隔離

 

　　系統(tǒng)集成

　　

GGF-800醫(yī)療潔凈電源監(jiān)控系統(tǒng)對各絕緣監(jiān)測設備進行集中監(jiān)視和管理，以便被監(jiān)控的場所出現(xiàn)故障時，相關人員能夠快速響應，及時有效地解決問題

 

　　

具有報警顯示與記錄功能，按負荷電流分預警及報警，可記錄報警發(fā)生的時刻、報警類型及報警值等信息，并可支持報警聲音(報警聲音也可屏蔽)，方便運維人員分析系統(tǒng)運行的歷史情況，及時排除故障

 

　　

可單獨調(diào)用某個IT供電系統(tǒng)的監(jiān)測畫面，并可通過手動選擇該IT供電系統(tǒng)查詢其變壓器運行的詳細狀態(tài)

 

　　

系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場分布圖顯示功能，便于及時、直觀地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報警地點或區(qū)域

 

　　7　設備清單

　　8KVA嵌入式手術室隔離電源柜(GGF-O8QL)設備明細

　　序號名稱型號數(shù)量計量單位

　　1絕緣監(jiān)測儀安科瑞 AIM-M2001只

　　2隔離變壓器安科瑞 AITR80001只

　　3報警與顯示儀安科瑞 AID2001只

　　4儀用電源安科瑞 DR-60-241只

　　5信號發(fā)生器安科瑞 ASG1001只

　　6故障定位儀安科瑞 AIL100-81只

　　7故障定位儀安科瑞 AIL100-41只

　　8電流互感器安科瑞 AKH-0.66P261只

　　安科瑞 AKH-0.66 40I 100/53只

　　9柜體手術室嵌入式GGF-OXQ1只

　　10隔離開關施耐德 INS80 4P1只

　　11斷路器施耐德 iC65N-C20/4P1只

　　施耐德 iC65N-C20A/4P+Vigi ELE A 30mA1只

　　施耐德 iDPNN-C16A/1P+N+Vigi ELE A 30mA3只

　　施耐德 iC65N-C10/1P5只

　　施耐德 iC60LMA-C40/2P2只

　　施耐德 iC60LMA-C25/2P8只

　　12電能表安科瑞 DTSF13521只

　　13PE端子排B-3X17/102只

　　14接線端子GGF用2套

　　15信號燈AD11-22/21-5GZ AC220V 綠色2只

　　AD11-16/41-6GZ AC220V 紅色17只

　　16浪涌保護器施耐德 iPR 20 3P+N1只

　　17散熱器KA1238HA2BMT2只

　　18輔料GGF-O8/10G1項

　　8KVA嵌入式ICU室隔離電源柜(GGF-I8QL)設備明細

　　序號名稱型號數(shù)量計量單位

　　1絕緣監(jiān)測儀安科瑞 AIM-M2001只

　　2隔離變壓器安科瑞 AITR80001只

　　3報警與顯示儀安科瑞 AID2001只

　　4儀用電源安科瑞 DR-60-241只

　　5信號發(fā)生器安科瑞 ASG1001只

　　6故障定位儀安科瑞 AIL100-41只

　　7電流互感器安科瑞 AKH-0.66P261只

　　8斷路器iC60LMA 2P 40A1只

　　9iC60LMA 2P 16A4只

　　10柜體ICU室嵌入式GGF-IXQ1只

　　11PE端子排B-3X17/102只

　　12散熱器KA1238HA2BMT2只

　　參考論文：

　　[1] 醫(yī)用IT系統(tǒng)在醫(yī)院2類場所中的應用.建筑電氣 2006.4

　　[2] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版.