艾優(yōu)花
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,醫(yī)療條件的不斷改善,人們對健康越來越重視同時對醫(yī)療條件的要求也越來越高,對醫(yī)院手術(shù)室醫(yī)療設(shè)施提出了新的要求。以往醫(yī)院普通手術(shù)室狀況已不能滿足人們的要求,如今一些大型綜合醫(yī)院已經(jīng)引進(jìn)和改建了許多由達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的手術(shù)室組成的手術(shù)部,使醫(yī)院手術(shù)的硬件環(huán)境達(dá)到一個新的水平,本文就醫(yī)院手術(shù)室供配電系統(tǒng)設(shè)計與研究作一些介紹和探討。
[關(guān)鍵詞] 醫(yī)院;手術(shù)室;配電系統(tǒng);設(shè)計;探討
1 對醫(yī)院手術(shù)室配電系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定
根據(jù)JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求“醫(yī)療場所采用IT系統(tǒng)供電時應(yīng)符合下列規(guī)定”
1.1在2類醫(yī)療場所內(nèi),用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)用電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路,均應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)。
1.2用途相同且相毗鄰的房間內(nèi),至少應(yīng)設(shè)置一回獨(dú)立的醫(yī)療IT系統(tǒng)。醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)配置一個交流內(nèi)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(yīng)大于直流25V;
2)注入電流的峰值不應(yīng)大于1mA;
3)在絕緣電阻降至50KΩ時,應(yīng)發(fā)出信號,并應(yīng)配置試驗此功能的器具。
1.3每個醫(yī)用IT系統(tǒng)應(yīng)設(shè)在醫(yī)務(wù)人員可以經(jīng)常監(jiān)視的地方,并應(yīng)裝設(shè)配備有下列功能組件的聲光報警系統(tǒng):
1)應(yīng)以綠燈亮表示工作正常;
2)當(dāng)絕緣電阻下降到整定值時,黃燈應(yīng)點(diǎn)亮,且應(yīng)不能消除或斷開該亮燈指示;
3)當(dāng)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(dāng)故障被清除恢復(fù)正常后,黃色信號應(yīng)熄滅。
當(dāng)只有一臺設(shè)備由單臺的醫(yī)療IT變壓器供電時,該變壓器可不裝設(shè)絕緣監(jiān)測器。
2 現(xiàn)代醫(yī)院手術(shù)室的供配電設(shè)計
1)醫(yī)院手術(shù)室保證用電可靠性應(yīng)當(dāng)采用雙路供電源有困難時,應(yīng)設(shè)置備用電源并能在1min內(nèi)自動切換,其用電應(yīng)從本建筑物配電中心專線供給。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)院手術(shù)室的總配電柜,應(yīng)設(shè)于非潔凈區(qū)內(nèi)。
2)手術(shù)室內(nèi)用電應(yīng)與輔助用房用電分開,每個手術(shù)室的干線單獨(dú)敷設(shè)。每個手術(shù)室應(yīng)設(shè)有一個獨(dú)立配電箱,為了檢修時工作人員不進(jìn)手術(shù)室,減少外來感染,配電箱不得設(shè)在手術(shù)室內(nèi),應(yīng)設(shè)在該手術(shù)室的外廊側(cè)墻內(nèi)。手術(shù)室的配電總負(fù)荷應(yīng)按設(shè)計要求計算,并不應(yīng)小于8kVA。手術(shù)室內(nèi)的電源宜設(shè)置漏電檢測報警裝置。
3)手術(shù)室內(nèi)醫(yī)療設(shè)備用電插座,在每側(cè)墻面上至少應(yīng)安裝3個插座箱,插座箱上應(yīng)設(shè)接地端子,其接地電阻不應(yīng)大于1Ω。如在地面安裝插座,插座應(yīng)有防水措施。
4)手術(shù)室配電管線應(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)室內(nèi)的電線管穿線后,管口應(yīng)采用無腐蝕和不燃材料封閉,為使在火災(zāi)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;同時手術(shù)室內(nèi)不應(yīng)有明露管線。
3 醫(yī)院手術(shù)室凈化空調(diào)配電與控制設(shè)計
1)空氣凈化處理是手術(shù)室潔凈目標(biāo)的關(guān)鍵,手術(shù)室強(qiáng)調(diào)空氣潔凈度是必要保障條件,因此手術(shù)室凈化空調(diào)電源的可靠性至關(guān)重要,對于手術(shù)室凈化空調(diào)的供電電源應(yīng)是一級負(fù)荷,以雙電源供電(切換時間可以超過15s) 或以獨(dú)立回路引自低壓柜的事故母線段。
2)各手術(shù)室的空調(diào)設(shè)備應(yīng)能在室內(nèi)自動或手動控制??刂蒲b備顯示面板應(yīng)與手術(shù)室內(nèi)墻面齊平嚴(yán)密,其檢修口設(shè)在手術(shù)室之外;通??照{(diào)設(shè)備控制按鈕全部設(shè)置在手術(shù)室綜合控制面板上,方便醫(yī)護(hù)人員的使用,該綜合控制面板還包括時鐘顯示、醫(yī)護(hù)對講分機(jī)、醫(yī)療氣體壓力的檢測等其他功能。
4 醫(yī)院手術(shù)室供電安全與接地設(shè)計
醫(yī)療電氣設(shè)備不僅與人體表面接觸,有的也與人的內(nèi)臟接觸,難免有醫(yī)療電氣設(shè)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(dǎo)致醫(yī)療電擊事故的發(fā)生,為此應(yīng)予以高度重視,應(yīng)根據(jù)不同手術(shù)室的要求,進(jìn)行合理設(shè)計,選用安全供電設(shè)備。
1)漏電斷路器的應(yīng)用當(dāng)流過人體電流小于30mA時,人體就不致發(fā)生心室纖顫而電擊致死,因此上規(guī)定低壓移動設(shè)備和插座等末端回路剩余漏電動作保護(hù)器(簡稱RCD)的額定動作電流為30mA。據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在TN-S系統(tǒng)中對于由醫(yī)護(hù)人員操作,不直接接觸病人身體的正常醫(yī)療設(shè)備電源插座回路,選擇動作電流不大于30mA的RCD作附加保護(hù);在進(jìn)行諸如心臟內(nèi)部手術(shù)和中斷供電將招致生命危險的治療場所,RCD只能用在手術(shù)臺、X光機(jī)、額定功率大于5kVA的大型電氣設(shè)備、不重要的的電氣設(shè)備回路上?!睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計規(guī)范》規(guī)定醫(yī)療電氣設(shè)備的 RCD動作電流宜按6mA選擇。IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:進(jìn)行心臟手術(shù)的醫(yī)療設(shè)備泄漏電流正常狀態(tài)為10μA以下,單一故障狀態(tài)為50μA以下(通過心臟電流超過 50μA就會心室纖顫而死亡,被稱微電擊致死),相應(yīng)地手術(shù)室內(nèi)電位正常時為10mV,單一故障狀態(tài)為50mV。所以對于進(jìn)行心臟手術(shù)的醫(yī)療設(shè)備不宜采用漏電電流動作保護(hù),應(yīng)采取防止微電擊的保護(hù)措施。
2)作局部等電位聯(lián)結(jié)為了有效防范手術(shù)室這個特殊場所因醫(yī)療設(shè)備發(fā)生泄漏電流而產(chǎn)生嚴(yán)重后果,減少手術(shù)室內(nèi)用與方案的電位差,應(yīng)采取等電位聯(lián)結(jié),我國《醫(yī)院醫(yī)院手術(shù)室建筑技術(shù)規(guī)范》規(guī)定所有手術(shù)室均應(yīng)設(shè)置安全保護(hù)接地系統(tǒng)和等電位接地系統(tǒng)。手術(shù)室內(nèi)等電位聯(lián)結(jié)的做法為在房間墻上設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)箱,手術(shù)室內(nèi)的照明燈,手術(shù)無影燈,金屬器械柜,呼吸麻醉機(jī),手術(shù)床,金屬門窗,空調(diào)進(jìn)出風(fēng)口的金屬格柵框,各種醫(yī)用氣體管道,防電磁干擾的屏蔽層,隔離變壓器一、二次繞組間的金屬屏蔽層,地板下可能的金屬網(wǎng)格等,為安全起見均應(yīng)作等電位聯(lián)結(jié),由等電位聯(lián)結(jié)端子板連成一體,可參見國標(biāo)圖集02D501-2 《等電位聯(lián)結(jié)安裝》。
3)設(shè)置局部IT系統(tǒng)?!夺t(yī)院醫(yī)院手術(shù)室建筑技術(shù)規(guī)范》規(guī)定心臟外科手術(shù)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(shè)一臺1:1隔離變壓器,其二次側(cè)不接地,箱內(nèi)設(shè)一套漏電檢測報警裝置(絕緣監(jiān)視裝置)以防止產(chǎn)生接地故障電流。當(dāng)發(fā)生*次單相接地故障時,一般當(dāng)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。這時故障電流僅為醫(yī)療場所內(nèi)的一小段線路的微量對地電容電流,引起該場所內(nèi)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(yán)重程度,在確保病人安全的前提下,決定是否切斷電源,并采取相應(yīng)措施。發(fā)生*次接地故障,在手術(shù)
后,應(yīng)立即排除故障,防止第二次異相接地故障而引起相間短路。手術(shù)室IT系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
a.應(yīng)設(shè)置漏電檢測報警裝置。
b.隔離變壓器需設(shè)置過載和溫度監(jiān)測器。
c.手術(shù)室內(nèi)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(hù)的設(shè)備不必通過隔離變壓器。
e.手術(shù)室內(nèi)IT系統(tǒng)的PE線仍是醫(yī)院內(nèi)TN-S系統(tǒng)的PE線延伸,也即IT系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)共用同一個保護(hù)接地的接地裝置,切勿另打單獨(dú)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安全造成威脅。
4)為防止無線電通信設(shè)備對醫(yī)療電器設(shè)備產(chǎn)生干擾,手術(shù)室內(nèi)禁止設(shè)置無線通信設(shè)備。同時為防雷擊電磁脈沖,保護(hù)醫(yī)療電子設(shè)備,以免對人身安全造成威脅,手術(shù)室電源應(yīng)加裝電涌保護(hù)器。
5 安科瑞醫(yī)療IT系統(tǒng)介紹
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)院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)范要求,采用IT系統(tǒng)供電。
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 醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)
醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)用于集中監(jiān)控醫(yī)療大樓內(nèi)所有醫(yī)療2類場所醫(yī)療IT系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。這種集中監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)置在醫(yī)院電氣運(yùn)行和維護(hù)人員的值班室內(nèi),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(jìn)行監(jiān)控,一旦某套IT系統(tǒng)出現(xiàn)故障,電氣維護(hù)人員也能在一時間內(nèi)做出判斷,并根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行處理。
5.2.1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
5.2.2軟件功能
安科瑞醫(yī)用隔離電源監(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,為醫(yī)院2類場所隔離電源系統(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圖2:
圖2軟件的主要功能
■ 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(fù)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
將各醫(yī)用隔離電源系統(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(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)置各醫(yī)用隔離電源系統(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(fù)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(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)。
5.3 產(chǎn)品選型
表1醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測及故障定位產(chǎn)品
6 總結(jié)
當(dāng)前人們對醫(yī)院手術(shù)室的環(huán)境要求越來越高,過去的一些設(shè)計遠(yuǎn)不能滿足人們對安全保障的要求。尤其是手術(shù)室中大量設(shè)備觸及人體內(nèi)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(hù)醫(yī)院的病人以及醫(yī)護(hù)人員不受漏電事故的傷害已經(jīng)變得非常重要,已經(jīng)受到了國內(nèi)外的繼電保護(hù)專家和醫(yī)生們的普遍關(guān)注。許多國家和標(biāo)準(zhǔn)都對醫(yī)療領(lǐng)域,尤其是那些生命攸關(guān)的場所,如手術(shù)室﹑重癥監(jiān)護(hù)室﹑心臟監(jiān)護(hù)室等處的醫(yī)用配電系統(tǒng)做出了特殊規(guī)定,其目的就是保證為該場所內(nèi)的醫(yī)療電器設(shè)備提供一個安全可靠的電源,以確保病人的安全。