IT配電系統(tǒng)在醫(yī)院手術(shù)室的應(yīng)用

吳海英

安科瑞電氣股份有限公司 上海 201801

在醫(yī)院的手術(shù)室中，對病人進行手術(shù)時，有時需要用電子醫(yī)療設(shè)備深入到病人的身體內(nèi)部，由于病人處于麻醉狀態(tài)，在普通接地的導(dǎo)體之間流過細微電流會造成微電擊發(fā)生。如不采取相應(yīng)措施，就有可能危及病人的安全，造成醫(yī)療事故的發(fā)生。目前，我國大型綜合醫(yī)院配電系統(tǒng)接地形式多采用TN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，使斷路器等過電流保護裝置動作，造成停電。顯然TN系統(tǒng)不能滿足醫(yī)院中一些重要場所不間斷供電的使用要求。《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》14.7.6.3條明確規(guī)定：在電源突然中斷后，重大醫(yī)療危險的場所，應(yīng)采用電力系統(tǒng)不接地（IT系統(tǒng)）的供電方式。同時《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002中規(guī)定：2類醫(yī)療場所在維持患者生命，外科手術(shù)和其他位于患者周圍的電氣裝置均應(yīng)采用醫(yī)用IT系統(tǒng)。如：搶救室（門診手術(shù)室）、手術(shù)室、心臟監(jiān)控治療室、導(dǎo)管介入室、血管照影檢查室等。

1、醫(yī)用絕緣監(jiān)測產(chǎn)品的組成

1.1 IT系統(tǒng)須由專用的AITR系列醫(yī)用隔離變壓器供電，國家標準對設(shè)備要求：

1）醫(yī)用IT系統(tǒng)通常采用單相變壓器，其額定容量不應(yīng)低于0.5kVA，且不超過10kVA。

2）隔離變壓器應(yīng)盡量靠近醫(yī)療場所，并采取措施防止人們無意的接觸。

3）隔離變壓器二次側(cè)的額定電壓不應(yīng)超過250V。

4）當隔離變壓器處于額定電壓和額定頻率下，空載運行時，流向外殼或大地的漏電流不應(yīng)超過0.5mA。

5）2類醫(yī)療場所，配電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置過流保護。隔離變壓器的一次側(cè)與二次側(cè)禁止使用過載保護。二次側(cè)應(yīng)設(shè)置雙級斷路器。

6）2類醫(yī)療場所內(nèi)，IT系統(tǒng)的每組插座回路，應(yīng)獨立設(shè)置過流保護，宜獨立設(shè)置過載報警。

1.2 醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測儀應(yīng)符合IEC61557-8并滿足下列規(guī)定要求

1）醫(yī)用絕緣監(jiān)視儀交流內(nèi)阻抗應(yīng)至少為100KΩ。

2）測量電壓不應(yīng)大于直流25V。

3）即使故障情況下，其注入電流的峰值不應(yīng)大于1mA。

4）最遲在絕緣電阻降至50KΩ時，應(yīng)發(fā)出信號。應(yīng)配置試驗此功能器具。

1.3 監(jiān)視IT系統(tǒng)中隔離變壓器的繞組溫度及負載電流。

1.4外接報警與顯示儀。安裝在病人或醫(yī)務(wù)工作者的工作場所。用來顯示醫(yī)療場所內(nèi)監(jiān)視儀器的測量數(shù)據(jù)和報警情況，通知IT系統(tǒng)的使用都關(guān)于系統(tǒng)的運行情況。它能顯示絕緣監(jiān)視儀的所有信息，還可并聯(lián)多個外接報警顯示器和測試單元。

1.5測試信號發(fā)生器。當絕緣監(jiān)測儀檢測出系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣故障時，會啟動測試信號發(fā)生器產(chǎn)品絕緣故障定位信號，配合絕緣故障定位儀，定位到出現(xiàn)絕緣故障的回路。

1.6絕緣故障定位儀。配合測試信號發(fā)生器，在系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時，迅速的定位出故障回路，方便運維人員維護。

 安科瑞醫(yī)用絕緣監(jiān)測產(chǎn)品包括：AITR系列隔離變壓器、AIM系列醫(yī)療智能絕緣監(jiān)視儀、AID系列外接報警顯示儀、AIL系列故障定位儀、ASG信號發(fā)生器等設(shè)備組成。

 2、醫(yī)療領(lǐng)域選用IT系統(tǒng)的必要性

2.1IT系統(tǒng)因降低了接觸電壓和電網(wǎng)時地漏電流（有效控制對心臟的直接漏電流），故人身觸電危險被降到最小程度。眾所周知，當用電設(shè)備對人體心臟直接漏電大于10μA時，會造成對病人的微電擊事故。而在一般通用建筑中所采用的RCD等對地漏電保護開關(guān)，其動作響應(yīng)值是mA級（如：30mA）運行不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要。因此，現(xiàn)在國際上對醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室、ICU、CCU等重要場所通常采用局部“中性點不接地的供電系統(tǒng)”（即IT系統(tǒng)）供電。通過單相0.5kVA-10kVA的隔離變壓器給這些場所供電，首先可以防止其它供電回路中的漏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；另外，一旦隔離電源上所接的負載（如各種醫(yī)療電氣設(shè)備）出現(xiàn)對地故障，因?qū)Φ夭荒軜?gòu)成回路，只能產(chǎn)生一個很小的容性漏電流，極大地保護了病人免遭漏電流的傷害。

2.2當電網(wǎng)負載出現(xiàn)一個絕緣故障點時，不會導(dǎo)致斷路器或熔斷器動作，因而保證了電源供電的可靠性；在醫(yī)療領(lǐng)域，某些場所對供電持續(xù)性要求很高，故設(shè)計成兩路（甚至三路）電源（接地供電系統(tǒng)）自動切換，以保證這些特殊場所供電連續(xù)性。但如果在負載端出現(xiàn)相對絕緣故障時，故障電流將經(jīng)過電源中性點對地構(gòu)成回路，從而形成一個較大的故障電流，使上一級空開或熔斷器動作。最終導(dǎo)致供電中斷。而如果在這些特殊場所局部采用IT配電系統(tǒng)時，因其電源中性點不接地，當負載端出現(xiàn)第一點相對地絕緣故障時，因其對地不能構(gòu)成回路，只會產(chǎn)生一個很小的容性漏電流，對人體不會產(chǎn)生危害，同時也不會導(dǎo)致空開動作，從而保證了手術(shù)室供電的連接性。IT系統(tǒng)內(nèi)的絕緣監(jiān)視儀監(jiān)視相線對地的絕緣阻值;一旦相線對地出現(xiàn)絕緣故障，絕緣監(jiān)測儀立即報警，提醒操作人員系統(tǒng)中出現(xiàn)第一個對地故障，但系統(tǒng)仍能帶故障運行，需要適當?shù)臅r間找出并排除。如果IT系統(tǒng)內(nèi)未安裝絕緣監(jiān)測儀，當出現(xiàn)第一個故障時，操作人員得不到任何報警信息，如果再出現(xiàn)第二、第三個故障時，逐步增加的故障電流最終將導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的小型斷路器或熔斷器動作，使整個IT系統(tǒng)失電。如果兩個故障發(fā)生不同相上，還會對地構(gòu)成相同短路，對IT電源系統(tǒng)造成極大危害，給病人帶來生命危險。

2.3降低了對地漏電流，提高了防火安全性。

3 主要產(chǎn)品和應(yīng)用方案

安科瑞電氣股份有限公司的醫(yī)療隔離電源解決方案是針對醫(yī)療Ⅱ類場所的供電需求而開發(fā)設(shè)計的，能夠很好的滿足各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合國家相關(guān)標準。

3.1 ICU、CCU病房配電解決方案（以GGF-I8G隔離配電柜系統(tǒng)圖為例）

方案配置表

4主要產(chǎn)品及電源柜的報價方案

為了方便廣大客戶對安科瑞產(chǎn)品的選擇，現(xiàn)列出產(chǎn)品報價，如下表所示：

4.1 GGF-I系列ICU/CCU病房隔離電源柜

 4.2 GGF-O系列手術(shù)室隔離電源柜

 4.3 醫(yī)療IT絕緣監(jiān)測產(chǎn)品

5 IT系統(tǒng)應(yīng)用時需注意的問題

1.IT系統(tǒng)的隔離變壓器設(shè)置位置。

   放置隔離變壓器的位置應(yīng)是靠近手術(shù)室的通風和易散熱的地方，應(yīng)盡量縮短變壓器出線端與手術(shù)室插座之間的距離。通常將隔離變壓器放置手術(shù)室墻內(nèi)嵌入式電氣柜，手術(shù)室天花板吊頂或手術(shù)準備房間有立式電氣柜內(nèi)。

2.二類場所里慎用三相隔離電源。

   三相隔離系統(tǒng)（IT系統(tǒng)）中如果出現(xiàn)單相接地故障，非故障相對地電壓將升高對地額定電壓的1.7倍，因而具有對地故障擴大的危險，所以應(yīng)慎用三相隔離電源，盡量采用單相隔離電源系統(tǒng)。

3.IT系統(tǒng)的配電線路應(yīng)裝設(shè)雙級開關(guān)，作為短路保護。

   因IT系統(tǒng)不宜配出中性（N）線，系統(tǒng)中單相負荷所需的220V電源由IT系統(tǒng)中單相220V電源經(jīng)1：1隔離變壓器的二次側(cè)提供。所以IT系統(tǒng)中的配電線路均為帶電導(dǎo)線，應(yīng)裝設(shè)雙級開關(guān)，作為短路保護。

 參考文獻：

[1]IT系統(tǒng)在醫(yī)院中的應(yīng)用.建筑科技2006年13期

[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：

吳海英，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，Email: acrelwhy@163.com 手機：15000539641  電話：021-33510314   QQ2880157856