劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
[摘要] 隨著人們的生活水平的不斷提高,條件的不斷改善,人們對健康越來越重視同時對條件的要求也越來越高,對醫(yī)院室設施提出了新的要求。以往醫(yī)院普通室狀況已不能滿足人們的要求,如今些大型綜合醫(yī)院已經引進和改建了許多由達到標準的室組成的部,使醫(yī)院的硬件環(huán)境達到個新的水平,本文就醫(yī)院室供配電系統(tǒng)設計與研究作些介紹和探討。
[關鍵詞] 醫(yī)院;室;配電系統(tǒng);設計;探討
1 對醫(yī)院室配電系統(tǒng)的相關規(guī)定
根據(jù)JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范的相關要求“場所采用IT系統(tǒng)供電時應符合下列規(guī)定”
1.1在2類場所內,用于維持生命、外科和其他位于“患者區(qū)域”內的電氣設備和系統(tǒng)的供電回路,均應采用IT系統(tǒng)。
1.2用途相同且相毗鄰的房間內,至少應設置回獨立的IT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)應配置個交流內阻抗不少于100KΩ的絕緣監(jiān)測器并滿足下列要求:
1)測試電壓不應大于直流25V;
2)注入電流的峰值不應大于1mA;
3)在絕緣電阻降至50KΩ時,應發(fā)出信號,并應配置試驗此功能的器具。
1.3每個IT系統(tǒng)應設在醫(yī)務人員可以經常監(jiān)視的地方,并應裝設配備有下列功能組件的聲光報警系統(tǒng):
1)應以綠燈亮表示工作正常;
2)當絕緣電阻下降到整定值時,黃燈應點亮,且應不能或斷開該亮燈指示;
3)當絕緣電阻下降到整定值時,可音響報警動作,該音響報警可解除;
4)當故障被清除恢復正常后,黃色信號應熄滅。
當只有臺設備由單臺的IT變壓器供電時,該變壓器可不裝設絕緣監(jiān)測器。
2 現(xiàn)代醫(yī)院室的供配電設計
1)醫(yī)院室保證用電可靠性應當采用雙路供電源有困難時,應設置備用電源并能在1min內自動切換,其用電應從本建筑物配電專線供給。根據(jù)使用場所的要求,主要選用TN-S系統(tǒng)和IT系統(tǒng)兩種形式,不能采用 TN-C系統(tǒng)。為了減少外來塵、菌的侵入而帶來交叉感染,醫(yī)院室的總配電柜,應設于非潔凈區(qū)內。
2)室內用電應與輔助用房用電分開,每個室的干線單獨敷設。每個室應設有個獨立配電箱,為了檢修時工作人員不進室,減少外來感染,配電箱不得設在室內,應設在該室的外廊側墻內。室的配電總負荷應按設計要求計算,并不應小于8kVA。室內的電源宜設置漏電檢測報警裝置。
3)室內設備用電插座,在每側墻面上至少應安裝3個插座箱,插座箱上應設接地端子,其接地電阻不應大于1Ω。如在地面安裝插座,插座應有防水措施。
4)室配電管線應采用金屬管敷設,穿過墻和樓板的電線管應加套管,套管內用不燃材料密封。進入室內的電線管穿線后,管口應采用無腐蝕和不燃材料封閉,為使在火災發(fā)生時也不會因燒壞電線絕緣而短路,宜采用礦物絕緣電纜;同時室內不應有明露管線。
3 醫(yī)院室凈化空調配電與控制設計
1)空氣凈化處理是室潔凈目標的關鍵,室強調空氣潔凈度是必要保障條件,因此室凈化空調電源的可靠性至關重要,對于室凈化空調的供電電源應是級負荷,以雙電源供電(切換時間可以超過15s) 或以獨立回路引自低壓柜的事故母線段。
2)各室的空調設備應能在室內自動或手動控制??刂蒲b備顯示面板應與室內墻面齊平嚴密,其檢修口設在室之外;通??照{設備控制按鈕全部設置在室綜合控制面板上,方便醫(yī)護人員的使用,該綜合控制面板還包括時鐘顯示、醫(yī)護對講分機、氣體壓力的檢測等其他功能。
4 醫(yī)院室供電與接地設計
電氣設備不僅與人體表面接觸,有的也與人的內臟接觸,難免有電氣設備和電子儀器絕緣損壞,電流泄漏的現(xiàn)象,這就不可避免地導致電ji事故的發(fā)生,為此應予以高度重視,應根據(jù)不同室的要求,進行合理設計,選用供電設備。
1)漏電斷路器的應用當流過人體電流小于30mA時,人體就不致發(fā)生心室纖顫而電ji致死,因此上規(guī)定低壓移動設備和插座等末端回路剩余漏電動作保護器(簡稱RCD)的額定動作電流為30mA。據(jù)IEC標準規(guī)定,在TN-S系統(tǒng)中對于由醫(yī)護人員操作,不直接接觸病人身體的正常設備電源插座回路,選擇動作電流不大于30mA的RCD作附加保護;在進行諸如心臟內部和中斷供電將招致生命危險的治療場所,RCD只能用在臺、X光機、額定功率大于5kVA的大型電氣設備、不重要的的電氣設備回路上。《民用建筑電氣設計規(guī)范》規(guī)定電氣設備的 RCD動作電流宜按6mA選擇。IEC標準規(guī)定:進行心臟的設備泄漏電流正常狀態(tài)為10μA以下,單故障狀態(tài)為50μA以下(通過心臟電流超過 50μA就會心室纖顫而死亡,被稱微電ji致死),相應地室內電位正常時為10mV,單故障狀態(tài)為50mV。所以對于進行心臟的設備不宜采用漏電電流動作保護,應采取防止微電ji的保護措施。
2)作局部等電位聯(lián)結為了有效防范室這個特殊場所因設備發(fā)生泄漏電流而產生嚴重后果,減少室內用與方案的電位差,應采取等電位聯(lián)結,我《醫(yī)院醫(yī)院室建筑技術規(guī)范》規(guī)定所有室均應設置保護接地系統(tǒng)和等電位接地系統(tǒng)。室內等電位聯(lián)結的做法為在房間墻上設置等電位聯(lián)結箱,室內的照明燈,無影燈,金屬器械柜,呼吸麻醉機,床,金屬門窗,空調進出風口的金屬格柵框,各種氣體管道,防電磁干擾的屏蔽層,隔離變壓器、二次繞組間的金屬屏蔽層,地板下可能的金屬網(wǎng)格等,為起見均應作等電位聯(lián)結,由等電位聯(lián)結端子板連成體,可參見標圖集02D501-2 《等電位聯(lián)結安裝》。
3)設置局部IT系統(tǒng)。《醫(yī)院醫(yī)院室建筑技術規(guī)范》規(guī)定心臟外科室的配電盤加裝隔離變壓器,即采用IT系統(tǒng)供電。該供電方式設臺1:1隔離變壓器,其二次側不接地,箱內設套漏電檢測報警裝置(絕緣監(jiān)視裝置)以防止產生接地故障電流。當發(fā)生di次單相接地故障時,般當系統(tǒng)絕緣水平低于50kΩ時,并不自動切斷電源,而由絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出故障報警。這時故障電流僅為場所內的小段線路的微量對地電容電流,引起該場所內的不同部分的電位差很小。這時醫(yī)生可根據(jù)病人病情的嚴重程度,在確保病人的前提下,決定是否切斷電源,并采取相應措施。發(fā)生di次接地故障,在
后,應立即排除故障,防止第二次異相接地故障而引起相間短路。室IT系統(tǒng)設計應注意以下幾點:
a.應設置漏電檢測報警裝置。
b.隔離變壓器需設置過載和溫度監(jiān)測器。
c.室內常規(guī)照明燈電源不必通過隔離變壓器。
d.上述采用不大于30mA的RCD保護的設備不必通過隔離變壓器。
e.室內IT系統(tǒng)的PE線仍是醫(yī)院內TN-S系統(tǒng)的PE線延伸,也即IT系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)共用同個保護接地的接地裝置,切勿另打單獨的接地極,以防止兩個接地裝置間可能存在的電位差對人身造成威脅。
4)為防止無線電通信設備對電器設備產生干擾,室內禁止設置無線通信設備。同時為防雷擊電磁脈沖,保護電子設備,以免對人身造成威脅,室電源應加裝電涌保護器。
5 安科瑞IT系統(tǒng)介紹
5.1概述
隨著電子設備在醫(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,病人在中或麻醉狀態(tài)下,各種電極、傳感器直接插入人體內,微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。另外有些設備用于維持重癥病人的生命,旦設備停電,也會對病人的生命構成威脅。因此,對于醫(yī)院這特殊場所的電氣設計,應嚴格按照家標準和規(guī)范要求,采用IT系統(tǒng)供電。
安科瑞IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的室、ICU(CCU)監(jiān)護病房等重要場所,能為這類場所提供、連續(xù)、可靠的供電解決方案。
5.2 隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)
隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)用于集中監(jiān)控大樓內所有2類場所IT系統(tǒng)的運行狀況。這種集中監(jiān)控系統(tǒng)可以設置在醫(yī)院電氣運行和維護人員的值班室內,也可以集成在其它電力監(jiān)控系統(tǒng)中,由專業(yè)的電氣人員進行監(jiān)控,旦某套IT系統(tǒng)出現(xiàn)故障,電氣維護人員也能在時間內做出判斷,并根據(jù)現(xiàn)場情況進行處理。
5.2.1 系統(tǒng)拓撲圖
5.2.2軟件功能
安科瑞隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)是基于觸摸屏軟件設計,軟件具有遠程測量、遠程參數(shù)設置和遠程自檢等多種功能,為醫(yī)院2類場所隔離電源系統(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圖2:
圖2軟件的主要功能
■ 次圖和現(xiàn)場分布顯示
系統(tǒng)具有次圖及現(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)人員及時到達現(xiàn)場進行故障排查;
■ 實時數(shù)據(jù)采集與顯示
利用安裝于各隔離電源系統(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、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等如圖3;
■ 故障報警
將各隔離電源系統(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行統(tǒng)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),及時提醒相關人員,進行故障處理。其中,聲音報警信號可被手動。
■ 遠程參數(shù)設置和查詢
通過系統(tǒng),可根據(jù)要求遠程調整和設置各隔離電源系統(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、負載電流報警值和隔離變壓器溫度報警值等如圖4。
■ 圖形顯示功能:
系統(tǒng)可以以曲線的形式,顯示各套隔離電源系統(tǒng)的絕緣狀況、負載狀況,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)進行維護和保養(yǎng)。
5.3 產品選型
表1IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測及故障定位產品
6 總結 當前人們對醫(yī)院室的環(huán)境要求越來越高,過去的些設計遠不能滿足人們對保障的要求。尤其是室中大量設備觸及人體內臟和大腦等器官,如發(fā)生電氣漏電故障,很容易發(fā)生電氣事故。如何保護醫(yī)院的病人以及醫(yī)護人員不受漏電事故的傷害已經變得非常重要,已經受到了內外的繼電保護專家和醫(yī)生們的普遍關注。許多家和標準都對領域,尤其是那些生命攸關的場所,如室﹑重癥監(jiān)護室﹑心臟監(jiān)護室等處的配電系統(tǒng)做出了特殊規(guī)定,其目的就是保證為該場所內的電器設備提供個可靠的電源,以確保病人的。
參考文獻
[1] 段晉晉,現(xiàn)代醫(yī)院室供配電系統(tǒng)設計與研究.
[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6版.
作者簡介:
劉細鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為IT配電