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王海芹
安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801
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?，F(xiàn)結合本工程談談筆者在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*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)*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)測采用的絕緣監(jiān)視儀, 并滿足標準對該類產(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
6 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，應嚴格按照標準和規(guī)范進行。
安科瑞公司的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。大可測電流為50A，變比為2000:1 | |
隔離變壓器 | | AITR系列 | 醫(yī)院的隔離變壓器，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-M200 | 1 | 只 |
2 | 隔離變壓器 | 安科瑞 AITR8000 | 1 | 只 |
3 | 報警與顯示儀 | 安科瑞 AID200 | 1 | 只 |
4 | 儀用電源 | 安科瑞 DR-60-24 | 1 | 只 |
5 | 信號發(fā)生器 | 安科瑞 ASG100 | 1 | 只 |
6 | 故障定位儀 | 安科瑞 AIL100-8 | 1 | 只 |
7 | 故障定位儀 | 安科瑞 AIL100-4 | 1 | 只 |
8 | 電流互感器 | 安科瑞 AKH-0.66P26 | 1 | 只 |
安科瑞 AKH-0.66 40I 100/5 | 3 | 只 | ||
9 | 柜體 | 手術室嵌入式GGF-OXQ | 1 | 只 |
10 | 隔離開關 | 施耐德 INS80 4P | 1 | 只 |
11 | 斷路器 | 施耐德 iC65N-C20/4P | 1 | 只 |
施耐德 iC65N-C20A/4P+Vigi ELE A 30mA | 1 | 只 | ||
施耐德 iDPNN-C16A/1P+N+Vigi ELE A 30mA | 3 | 只 | ||
施耐德 iC65N-C10/1P | 5 | 只 | ||
施耐德 iC60LMA-C40/2P | 2 | 只 | ||
施耐德 iC60LMA-C25/2P | 8 | 只 | ||
12 | 電能表 | 安科瑞 DTSF1352 | 1 | 只 |
13 | PE端子排 | B-3X17/10 | 2 | 只 |
14 | 接線端子 | GGF用 | 2 | 套 |
15 | 信號燈 | AD11-22/21-5G AC220V 綠色 | 2 | 只 |
AD11-16/41-6G AC220V 紅色 | 17 | 只 | ||
16 | 浪涌保護器 | 施耐德 iPR 20 3P+N | 1 | 只 |
17 | 散熱器 | KA1238HA2BMT | 2 | 只 |
18 | 輔料 | GGF-O8/10G | 1 | 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-M200 | 1 | 只 |
2 | 隔離變壓器 | 安科瑞 AITR8000 | 1 | 只 |
3 | 報警與顯示儀 | 安科瑞 AID200 | 1 | 只 |
4 | 儀用電源 | 安科瑞 DR-60-24 | 1 | 只 |
5 | 信號發(fā)生器 | 安科瑞 ASG100 | 1 | 只 |
6 | 故障定位儀 | 安科瑞 AIL100-4 | 1 | 只 |
7 | 電流互感器 | 安科瑞 AKH-0.66P26 | 1 | 只 |
8 | 斷路器 | iC60LMA 2P 40A | 1 | 只 |
9 |
| iC60LMA 2P 16A | 4 | 只 |
10 | 柜體 | ICU室嵌入式GGF-IXQ | 1 | 只 |
11 | PE端子排 | B-3X17/10 | 2 | 只 |
12 | 散熱器 | KA1238HA2BMT | 2 | 只 |
參考論文：
[1] 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.
作者簡介：
王海芹，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為醫(yī)療供配電設計，: :
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