程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對于醫(yī)療服務(wù)的安全性要求也在迅速增長，尤其是對手術(shù)室這個與人的生命安全密切相關(guān)部門的配電可靠性提出了更高要求，本文對醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計中關(guān)于應(yīng)急電源EPS、醫(yī)療IT系統(tǒng)淵隔離變壓器供電系統(tǒng)冤、等電位接地和諧波治理等方面問題進(jìn)行探討，并提出了一些自己的看法。

【關(guān)鍵詞】手術(shù)室；配電；EPS；接地；IT系統(tǒng)

1前言

目前我國的醫(yī)院手術(shù)室配電系統(tǒng)及接地等電氣設(shè)計內(nèi)容，需要在建筑設(shè)計階段完成，而新建手術(shù)室要求按照《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333—2002設(shè)計，因此，本文結(jié)合我院新建的門診綜合樓工程項目對醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計過程中與在施工中需要注意的幾個方面做簡單分析。

2新建門診綜合樓工程項目簡介

漢中市第1O層。

3手術(shù)室負(fù)荷等級和醫(yī)院配電系統(tǒng)

根據(jù)《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》和《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，重要手術(shù)室的照明及涉及生命安全的設(shè)備屬于一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷。我院配電系統(tǒng)，由于門診綜合樓和職工公寓樓兩個項目的實施。用電容量大幅增加。需要向***申請將醫(yī)院家屬區(qū)供電從原來與醫(yī)療病區(qū)共用的雙電源中分離出來,單獨由北郊變電站供電。并采用以下的調(diào)整方案,具體如圖1所示。

(1)為保證醫(yī)院醫(yī)療病區(qū)雙回路供電,將新建的醫(yī)院變2設(shè)計成為醫(yī)院中心變專線一路為主供和現(xiàn)有的西郊變一路為備供,雙回路供電,并相互閉鎖。

(2)按照醫(yī)院整體規(guī)劃,醫(yī)院家屬區(qū)全部社區(qū)化管理,對醫(yī)院現(xiàn)有的醫(yī)院變1進(jìn)行改造,將醫(yī)院變1上的病區(qū)門診CT負(fù)荷由醫(yī)院變2的聯(lián)絡(luò)線供電,并與北郊變一路相互閉鎖。家屬區(qū)和公寓樓供電與醫(yī)院醫(yī)療病區(qū)分開后,從北郊變一路公網(wǎng)市電由物業(yè)管理部門購電和供電。

(3)全部醫(yī)院醫(yī)療病區(qū)由中心變主供停電時，由西郊變備給新門診供電，同時斷開聯(lián)絡(luò)線,停所有家屬區(qū)負(fù)荷,由北郊變倒閘轉(zhuǎn)換開關(guān)給病區(qū)門診、CT負(fù)荷供電。

(4)醫(yī)院醫(yī)療病區(qū)雙回路發(fā)生全部停電的情況下,由門診綜合樓配備的大功率發(fā)電機和各重點科室備用小功率發(fā)電機給手術(shù)樓ICU醫(yī)療病區(qū)供應(yīng)室、透析室、計算機中心機房、電梯等確保用電的科室和設(shè)施供電。

4手術(shù)室電氣設(shè)計的幾點體會

4.1手術(shù)室應(yīng)急電源

手術(shù)室除應(yīng)具備雙路供電自動切換的功能并備有發(fā)電機外,規(guī)范中要求手術(shù)室在故障情況下斷電自動恢復(fù)供電時間不大于0.5 s10 kV電源切換和發(fā)電機自動啟動都無法滿足這個要求因此需要在手術(shù)室設(shè)置以蓄電池為備用電源的應(yīng)急電源系統(tǒng)。目前常用的方式為UPS和EPS兩類應(yīng)急電源其特點比較如表1所列。從表1可以看出在線式UPS的*大優(yōu)點就是切換時間為零這對于大型電子計算機系統(tǒng)等不允許斷電的設(shè)備供電來說是必不可少的。而手術(shù)室的呼吸機和監(jiān)控儀等醫(yī)療設(shè)備,在不大于05s的短暫斷電后重新啟動不會造成不良后果。因此,在手術(shù)室的應(yīng)急電源選擇中，采用EPS具有節(jié)能和造價方面的巨大優(yōu)勢。

4.2手術(shù)室應(yīng)急電源

手術(shù)部總配電柜設(shè)在非潔凈區(qū)，考慮到檢修時工作人員不能進(jìn)入手術(shù)室以減少交叉感染，從總配電柜到各個手術(shù)室的配電箱不能設(shè)置在手術(shù)室內(nèi)，應(yīng)設(shè)在手術(shù)室外廊側(cè)墻上，只在手術(shù)室內(nèi)設(shè)置控制裝置顯示面板，用于照明控制、各類氣體控制、空調(diào)控制、呼叫控制等，而且控制面板的檢修口需要設(shè)在手術(shù)室外。

4.3手術(shù)室內(nèi)照明燈具應(yīng)為嵌入式密封燈帶

手術(shù)室內(nèi)照明應(yīng)在送風(fēng)口之外、手術(shù)臺的四周布置，燈具應(yīng)為嵌入式密封燈帶，*好選用接近自然光線的熒光燈以保證手術(shù)室內(nèi)無強烈反光，與手術(shù)無影燈相適應(yīng)。

4.4手術(shù)室內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的插座箱上應(yīng)設(shè)接地端子

為了有效地防范手術(shù)過程中因醫(yī)療設(shè)備漏電產(chǎn)生的電擊事故,手術(shù)室需要設(shè)置安全保護(hù)接地和等電位接地系統(tǒng),在手術(shù)室的建設(shè)過程中,在手術(shù)床外延伸到2.5m的范內(nèi)的所有金屬部件進(jìn)行等電位聯(lián)接,配電箱、插座箱內(nèi)均應(yīng)設(shè)接地端子。

4.5心臟外科手術(shù)室需要局部采用IT系統(tǒng)(隔離變壓器供電系統(tǒng))

目前我國大多數(shù)醫(yī)院配電系統(tǒng)的接地形式多采用TN系統(tǒng)我院配電系統(tǒng)(包括原有的8間手術(shù)室)一直全部采用三五線制供電(TN-S系統(tǒng)本次門診綜合樓項目手術(shù)部的電氣設(shè)計應(yīng)考慮在TN-S系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再輔以醫(yī)用IT系統(tǒng)，才能構(gòu)成完善的手術(shù)室供電體系,原因有如下幾點。

(1)TN-S系統(tǒng)為帶電保護(hù)的接地系統(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流保護(hù)裝置動作切斷電源，造成停電。一般電擊情況下,通過人體的總電流不超過30 A就不致發(fā)生心室纖顫而導(dǎo)致死亡。而在做心臟手術(shù)時,心臟能承受通過的電流極小電流直接全部通過心臟電流如超過5 A即有發(fā)生心室纖額的危險。可見,采用通常的漏電保護(hù)措施,由于故障電流較大,對于設(shè)備插入心臟或患者體內(nèi)的手術(shù)病人將是非常危險和有安全隱患的。

(2)按照《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002設(shè)計規(guī)范要求，對于設(shè)備插入心臟或患者體內(nèi)的手術(shù)室配電系統(tǒng)需要使用帶絕緣電阻監(jiān)視的隔離電源系統(tǒng)(IT系統(tǒng))每間百級手術(shù)室設(shè)置一套8 kVA的IT監(jiān)測系統(tǒng)，每間萬級手術(shù)室設(shè)置一套6.3 kVA的IT監(jiān)測系統(tǒng)。

(3)醫(yī)用IT系統(tǒng)的幾個特點:

a絕緣故障的發(fā)生不會導(dǎo)致保護(hù)裝置動作面切斷電源確保手術(shù)中維持生命的醫(yī)療電器設(shè)備可以正常工作;

b故電被減小到安全圍內(nèi);

c由于供電故障被避免，因此手術(shù)室不會發(fā)生停電事故。

由此可見，醫(yī)用IT系統(tǒng)在確保手術(shù)室正常工作中起著非常重要的作用。

5醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)的選型與應(yīng)用

5.1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，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。

5.2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。

5.3系統(tǒng)架構(gòu)

5.4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，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)。

5.5安科瑞產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

	基于觸摸屏軟件設(shè)計，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
醫(yī)用隔離電源柜	GGF-I		三相進(jìn)單相出，包含單套隔離電源系統(tǒng)
GGF-O	三相進(jìn)三相、單相出，包含單套或者多套隔離電源系統(tǒng)
絕緣監(jiān)測儀	AIM-M10

	為AID系列報警與顯示儀提供24V穩(wěn)壓電源
HDR-60-24	為AIM-M200醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測儀、ASG150測試信號發(fā)生器、AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀和AID200集中報警與顯示儀提供24V穩(wěn)壓電源
報警與顯示儀	AID10		出現(xiàn)絕緣故障、過負(fù)載、變壓器溫升過高和接線故障時報警
AID120

	具有絕緣電阻、變壓器負(fù)荷率實時顯示功能；可遠(yuǎn)程設(shè)置絕緣監(jiān)測儀的報警閾值
AID150		采用RS485通訊，可遠(yuǎn)程監(jiān)測*多16套AIM-M10/AIM-M100/AIM-M200絕緣監(jiān)測儀和AIM-R100剩余電流監(jiān)視儀的運行狀況，也可以遠(yuǎn)程設(shè)置各類報警參數(shù)和遠(yuǎn)程啟動儀表自檢?？蓪崟r監(jiān)測與儀表通訊是否正常，并可記錄20條故障記錄
AID200

	采用CAN通訊，可與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。配合測試信號發(fā)生器可實現(xiàn)故障定位功能	*多可定位4個支路
AIL150-8	*多可定位8個支路
電流互感器	AKH-0.66P26		與AIM系列絕緣監(jiān)測儀配套使用的保護(hù)型互感器。*大可測電流為50A，變比為2000:1
醫(yī)用隔離變壓器	AITR3150		單相隔離變壓器，電壓變比為1：1，用于將TN-S系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為IT系統(tǒng)	*大容量為：3150VA
AITR5000	*大容量為：5000VA
AITR6300	*大容量為：6300VA
AITR8000	*大容量為：8000VA
AITR10000	*大容量為：10000VA
剩余電流監(jiān)測儀	AIM-R100

	12路剩余電流監(jiān)測，1路繼電器輸出，事件記錄，點陣LCD顯示，RS485/ModBUS通訊，報警范圍6mA~1A
剩余電流互感器	AKH-0.66/L-20		與AIM-R100剩余電流監(jiān)測儀搭配使用的剩余電流互感器

6結(jié)束語

綜上所述．醫(yī)院手術(shù)室的電氣設(shè)計在配電系統(tǒng)、應(yīng)急電源配置、接地、以及設(shè)備安裝等方面有其特殊性，我們應(yīng)根據(jù)項目的實際情況全面考慮，優(yōu)化設(shè)計方案，在滿足要求的前提下節(jié)約投資，并有良好安全使用效果，為我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

中國建筑設(shè)計研究院，全國智能建筑技術(shù)情報網(wǎng).醫(yī)院建筑電氣設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011．

[2]張林.醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計的若干體會

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版

審核編輯 黃宇