醫(yī)用IT隔離電源系統(tǒng)在醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)探討

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】結(jié)合工程案例，對醫(yī)院手術(shù)室供配電系統(tǒng)，負(fù)荷分級，供電電源，電氣安全與接地等電氣設(shè)計(jì)重點(diǎn)作簡要分析。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)療IT系統(tǒng)；手術(shù)室配電系統(tǒng)；安全與接地絕緣檢測儀；

0引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對生活質(zhì)量要求不斷提高。近年來醫(yī)院建設(shè)飛速發(fā)展，醫(yī)院功能越來越復(fù)雜，醫(yī)療設(shè)備也越來越多，因此對醫(yī)院設(shè)計(jì)要求也越來越高。由于醫(yī)院建筑的特殊性，無論對供電的可靠性，電能質(zhì)量要求均提出了更高的要求，而手術(shù)室是醫(yī)院非常重要的組成部分，手術(shù)室本身也有原來的普通手術(shù)室演變?yōu)闈崈羰中g(shù)室，使醫(yī)院手術(shù)的硬件環(huán)境達(dá)到了一個新的水平，本人結(jié)合醫(yī)院設(shè)計(jì)的工程實(shí)例，針對醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

1工程概況

某醫(yī)院建筑總面積62444平方米，其中地上建筑面積49401平方米。由病房綜合樓、醫(yī)技門診樓、科研后勤樓組成。為三級甲等綜合性醫(yī)院。病房綜合樓建筑面積為25718平方米，為十九層高層建筑。手術(shù)室設(shè)在病房綜合樓三層，共7間手術(shù)室及其配套用房，包括術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)后蘇醒、麻醉準(zhǔn)備等用房，ICU重診監(jiān)護(hù)室設(shè)在六層，四層為設(shè)備轉(zhuǎn)換層，其中為手術(shù)室配套的潔凈空調(diào)設(shè)在該層。

2供配電系統(tǒng)

2.1負(fù)荷分級

消防用電（如消火栓泵、噴淋泵、排煙風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、防火卷簾門應(yīng)急照明）、消防電梯及消防電梯排水泵、漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)均為一級負(fù)荷。住院樓中的公共走道照明、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，安防系統(tǒng)，電子信息設(shè)備機(jī)房，客梯，排污泵，排水泵、生活水泵用電、手術(shù)室的潔凈空調(diào)用電等為一級負(fù)荷。醫(yī)院手術(shù)室、重診監(jiān)護(hù)室為一級負(fù)荷重特別重要負(fù)荷。一般照明、舒適性空調(diào)設(shè)備為三級負(fù)荷。

2.2供電電源

根據(jù)本工程的特點(diǎn)、負(fù)荷分級及當(dāng)?shù)爻鞘须娋W(wǎng)的實(shí)際供電情況，本工程引入二路10KV獨(dú)立電源供本建筑群所有負(fù)荷供電。為了保證消防設(shè)備、手術(shù)室、重診監(jiān)護(hù)室、智能化管理機(jī)房設(shè)備、弱電機(jī)房設(shè)備等重要負(fù)荷供電的可靠性，本工程除采用2路市電供電外，還設(shè)置1臺800kW柴油發(fā)電機(jī)為消防及重要負(fù)荷供電。柴油發(fā)電機(jī)的供電電壓等級為0.4kV。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)處于常備啟動狀態(tài)，當(dāng)兩路市電中斷供電時，柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)立即啟動，并應(yīng)在15~30S內(nèi)向消防及重要負(fù)荷供電。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)與市電連鎖，不得與其并列運(yùn)行。當(dāng)市電恢復(fù)時，柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)自動退出工作，并延時停機(jī)。為了避免用電設(shè)備的電動機(jī)同時啟動而造成柴油發(fā)電機(jī)組熄火停機(jī)，用電設(shè)備應(yīng)具有不同延時，錯開啟動時間。重要性相同時，先啟動容量大的負(fù)荷。自啟動機(jī)組的操作電源，機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)，燃料油，潤滑油，冷卻水以及室內(nèi)環(huán)境溫度等均應(yīng)保證機(jī)組隨時啟動。水源及能源具有獨(dú)立性，不得受市電停電的影響。為保證柴油發(fā)電機(jī)與市電，變壓器之間不并列運(yùn)行，各主開關(guān)聯(lián)鎖關(guān)系如圖1所示：

注：“√"表示此開關(guān)閉合，“×"表示此開關(guān)斷開，開關(guān)“K3"為電動合閘。聯(lián)絡(luò)時要先斷開K1或K2中的一個，K3才能合上。如取消聯(lián)絡(luò)，須先斷開K3，K1或K2才能合上。

3.手術(shù)室配電系統(tǒng)

3.1電擊對人體的傷害

電流流入人體主要有三種后果。首先是灼傷，特別是在電流流入和流出人體的地方。其次是肌肉的麻痹，它可能短暫地使呼吸停止。第三種盡快處理，否則會造成腦損傷或死亡。

3.2醫(yī)院手術(shù)室配電系統(tǒng)的規(guī)定

IEC（國際電工協(xié)會）60364-7-710.在國際電工協(xié)會IEC60364標(biāo)準(zhǔn)，我國《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008 12.8.6.1中規(guī)定，在醫(yī)療領(lǐng)域，由電網(wǎng)電源供電，用于維持生命或外科手術(shù)的醫(yī)療電器設(shè)備﹑以及用于手術(shù)室照明和類似照明設(shè)備﹑額定電壓超過AC25V或DC60V的設(shè)備，使用帶絕緣電阻監(jiān)視儀的IT電源系統(tǒng)。

3.3手術(shù)室配電

3.3.1系統(tǒng)接地故障保護(hù)

手術(shù)室配電采用IT系統(tǒng)，即中性點(diǎn)不接地配電系統(tǒng)。當(dāng)用電設(shè)備對人體心臟直接漏電電流大于10uA時，就會導(dǎo)致病人死亡，在醫(yī)學(xué)上稱之為微電擊。而在一般通用建筑中所用的漏電保護(hù)開關(guān)，其動作響應(yīng)值是毫安級（30mA），遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要。因此，對醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室﹑ICU﹑CCU等重要場所，除了按要求做的局部等電位聯(lián)結(jié)外，配電系統(tǒng)通常采用局部中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)（即IT系統(tǒng)或稱隔離電源系統(tǒng)）供電。一方面可以防止其它回路中的漏電電流通過接地線竄入手術(shù)室﹑ICU﹑CCU的醫(yī)療電氣設(shè)備上對病人的安全構(gòu)成威脅；另一方面一旦隔離電源上所接負(fù)載出現(xiàn)對地故障，因?qū)Φ夭荒軜?gòu)成電氣回路，所以只能產(chǎn)生一個很小的容性漏電流，可有效控制對心臟等器官的直接漏電流，保護(hù)了病人免造漏電流的傷害。

3.3.2系統(tǒng)供電的連續(xù)性

手術(shù)室等場所對供電連續(xù)性要求很高，故設(shè)計(jì)為兩路10KV進(jìn)線，自備柴油發(fā)動機(jī)作為第三電源，電源自動切換，以保證供電的可靠性，并在手術(shù)室配電箱中增加UPS電源，以保證這些特殊場所的供電連續(xù)性。為使隔離變壓器及UPS容量不至于太大，因此一般的用電設(shè)備不需經(jīng)隔離變壓器配電（如觀片燈、書寫臺燈等）。手術(shù)室配電箱系統(tǒng)圖如圖2所示。

3.3.3絕緣監(jiān)測

病人在做手術(shù)時，特別是重要部位的手術(shù)（如心臟手術(shù)），哪怕有微小的一點(diǎn)漏電流也會出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，甚至直接導(dǎo)致病人死亡。因此對于手術(shù)的用電設(shè)備絕緣完好是非常重要，所以設(shè)置絕緣監(jiān)測設(shè)備，并在顯眼的位置設(shè)置絕緣監(jiān)測報警顯示儀，以確保用電的可靠性。

3.3.4手術(shù)室配電箱的安裝位置

潔凈手術(shù)室配電箱不得安裝在手術(shù)室內(nèi)部，應(yīng)安裝在手術(shù)室的外走廊，以避免干擾手術(shù)室內(nèi)部設(shè)備，影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于手術(shù)室配電的重要性，潔凈手術(shù)室內(nèi)的電源宜設(shè)置漏電檢測報警裝置。

3.4重診監(jiān)護(hù)室（ICU）配電

重診監(jiān)護(hù)室（ICU、CCU）配電僅次于手術(shù)室配電，采用雙路供電（外帶柴油發(fā)動機(jī)），集中設(shè)置一個EPS電源，以確保供電的連續(xù)性。一般采用幾個病床共用一個隔離變壓器及絕緣檢測儀個病床共用一個隔離變壓器及絕緣檢測儀（一個回路），幾個回路集中設(shè)置絕緣監(jiān)

測顯示儀，一般設(shè)置在護(hù)士站。這種配電方式既能滿足設(shè)備的用電需要，保證用電的可靠性，又能節(jié)約設(shè)備投資。ICU配電箱系統(tǒng)圖如圖3所示。

4.手術(shù)室照明設(shè)計(jì)

手術(shù)室照明一般采用混合照明設(shè)計(jì)，分為一般照明，手術(shù)室重點(diǎn)照明，信號燈照明和觀片燈照明。

手術(shù)室工作照明照度大多在500lx以上，高者甚至達(dá)到1500lx。潔凈手術(shù)室一般照明用光源可選用色溫為4000~5000K之間的潔凈熒光燈，其色溫與無影燈光源的色溫相適應(yīng)，其顯色性接近自然光。照明燈具應(yīng)為嵌入式燈具，布置在手術(shù)臺的四周，且布置在風(fēng)口之外。無影燈應(yīng)根據(jù)手術(shù)室尺寸和手術(shù)要求進(jìn)行配置，為手術(shù)室的重點(diǎn)照明，一般為照明設(shè)計(jì)人員與專業(yè)義務(wù)人員共同研究確定，以達(dá)到更好的效果。手術(shù)室內(nèi)應(yīng)設(shè)置觀片燈，觀片燈的數(shù)量宜根據(jù)手術(shù)室的大小類型配置，一般為多管熒光燈，每支熒光燈單獨(dú)設(shè)置開關(guān)，手術(shù)室門外上方還應(yīng)設(shè)置信號燈，信號燈的控制開關(guān)設(shè)在手術(shù)室內(nèi)。

5.手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)中其他應(yīng)注意的問題。

5.1防靜電措施

手術(shù)室還應(yīng)根據(jù)需要采取防靜電措施。由于物品摩擦產(chǎn)生的靜電，當(dāng)放電時產(chǎn)生的電流，如果流過患者的心臟時，一個很小的電流就會致患者死亡。靜電也會對一些精密醫(yī)療電子儀器產(chǎn)生干擾。一般采用手術(shù)室鋪設(shè)防靜電地板等措施。

5.2其他

潔凈手術(shù)部配電管線應(yīng)采用金屬管敷設(shè)，穿過墻和樓板的電線管應(yīng)加套管，套管內(nèi)用不燃材料密封。進(jìn)入手術(shù)室的電線管穿線后，管口應(yīng)采用無腐蝕和不燃材料封閉。特殊部位的配電管線宜采用礦物絕緣電纜。手術(shù)室室內(nèi)應(yīng)注意與手術(shù)室無關(guān)的管線（如通風(fēng)管道、水管等）不得穿越通過。

6醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)的選型與應(yīng)用

6.1概述

隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，漏電流對病人構(gòu)成的威脅也越來越大，尤其是那些生命攸關(guān)的場所，病人在手術(shù)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(dǎo)致病人觸電身亡。另外有些醫(yī)療設(shè)備用于維持重癥病人的生命，一旦設(shè)備停電，也會對病人的生命構(gòu)成威脅。因此，對于醫(yī)療這一特殊場所的電氣設(shè)計(jì)，應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的手術(shù)室、ICU(CCU)監(jiān)護(hù)病房等重要場所，能為這類場所提供安全、連續(xù)、可靠的供電解決方案。

6.2應(yīng)用場所

適用于醫(yī)院的手術(shù)室、各類重癥監(jiān)護(hù)室、搶救室、內(nèi)窺鏡室及造影室等醫(yī)療二類場所的醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及自動化。

6.3系統(tǒng)架構(gòu)

6.4系統(tǒng)功能

安科瑞IT配電監(jiān)控系統(tǒng)是基于觸摸屏軟件設(shè)計(jì)，軟件具有遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和遠(yuǎn)程自檢等多種功能，為各類場所的IT配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)集成工具。軟件的主要功能如下：

一次圖和現(xiàn)場分布顯示

系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場分布圖顯示功能，能直觀的了解并及時地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報警地點(diǎn)或區(qū)域，從而方便專業(yè)人員及時到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行故障排查；

實(shí)時數(shù)據(jù)采集與顯示

利用安裝于各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀表和絕緣故障定位儀表，采集各隔離電源系統(tǒng)的參數(shù)。采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面，這些監(jiān)測參量含IT系統(tǒng)對地絕緣電阻、變壓器負(fù)荷電流、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等。

故障報警

將各IT配電系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障，如絕緣故障、過載故障、超溫故障以及接線斷線故障等信息進(jìn)行統(tǒng)一處理和記錄，并可直接在顯示界面上彈出顯示故障類型、監(jiān)測值、故障地點(diǎn)以及故障發(fā)生時間等信息。同時啟動監(jiān)控系統(tǒng)的聲光報警系統(tǒng)，及時提醒相關(guān)人員，進(jìn)行故障處理。其中，聲音報警信號可被手動消除。

遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和查詢

通過系統(tǒng)，可根據(jù)要求遠(yuǎn)程調(diào)整和設(shè)置各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀的各類報警參數(shù)閾值，也可以任意查看這些報警參數(shù)值。參數(shù)包括絕緣報警值、負(fù)載電流報警值和隔離變壓器溫度報警值等。

圖形顯示功能

系統(tǒng)可以以曲線的形式，顯示各IT配電系統(tǒng)的絕緣狀況、負(fù)載狀況，以及隔離變壓器的溫升狀況，以及它們的變化趨勢，以便于分管理人員了解和分析各電源系統(tǒng)的運(yùn)行變化情況，有針對性的對某些系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

6.5安科瑞產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

7．結(jié)語

本文結(jié)合工程實(shí)例就醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)作了簡要的分析和總結(jié)，文中觀點(diǎn)可能存在些許不足之處，希望得到同行的批評和指正。

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