IT配電系統在醫院手術室的應用

在醫院的手術室中，對病人進行手術時，有時需要用電子醫療設備深入到病人的身體內部，由于病人處于麻醉狀態，在普通接地的導體之間流過細微電流會造成微電擊發生。如不采取相應措施，就有可能危及病人的安全，造成醫療事故的發生。目前，我國大型綜合醫院配電系統接地形式多采用TN系統，該系統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系統不能滿足醫院中一些重要場所不間斷供電的使用要求。《民用建筑電氣設計規范》14.7.6.3條明確規定：在電源突然中斷后，重大醫療危險的場所，應采用電力系統不接地（IT系統）的供電方式。同時《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002中規定：2類醫療場所在維持患者生命，外科手術和其他位于患者周圍的電氣裝置均應采用醫用IT系統。如：搶救室（門診手術室）、手術室、心臟監控治療室、導管介入室、血管照影檢查室等。

1、醫用絕緣監測產品的組成

1.1 IT系統須由專用的AITR系列醫用隔離變壓器供電，國家標準對設備要求：

1）醫用IT系統通常采用單相變壓器，其額定容量不應低于0.5kVA，且不超過10kVA。

2）隔離變壓器應盡量靠近醫療場所，并采取措施防止人們無意的接觸。

3）隔離變壓器二次側的額定電壓不應超過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超過0.5mA。

5）2類醫療場所，配電系統應設置過流保護。隔離變壓器的一次側與二次側禁止使用過載保護。二次側應設置雙級斷路器。

6）2類醫療場所內，IT系統的每組插座回路，應獨立設置過流保護，宜獨立設置過載報警。

1.2 醫療智能絕緣監測儀應符合IEC61557-8并滿足下列規定要求

1）醫用絕緣監視儀交流內阻抗應至少為100KΩ。

2）測量電壓不應大于直流25V。

3）即使故障情況下，其注入電流的峰值不應大于1mA。

4）最遲在絕緣電阻降至50KΩ時，應發出信號。應配置試驗此功能器具。

1.3 監視IT系統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。安裝在病人或醫務工作者的工作場所。用來顯示醫療場所內監視儀器的測量數據和報警情況，通知IT系統的使用都關于系統的運行情況。它能顯示絕緣監視儀的所有信息，還可并聯多個外接報警顯示器和測試單元。

1.5測試信號發生器。當絕緣監測儀檢測出系統中出現絕緣故障時，會啟動測試信號發生器產品絕緣故障定位信號，配合絕緣故障定位儀，定位到出現絕緣故障的回路。

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

 安科瑞醫用絕緣監測產品包括：AITR系列隔離變壓器、AIM系列醫療智能絕緣監視儀、AID系列外接報警顯示儀、AIL系列故障定位儀、ASG信號發生器等設備組成。

 2、醫療領域選用IT系統的必要性

2.1IT系統因降低了接觸電壓和電網時地漏電流（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，其動作響應值是mA級（如：30mA）運行不能滿足醫療領域的需要。因此，現在國際上對醫療領域中的手術室、ICU、CCU等重要場所通常采用局部“中性點不接地的供電系統”（即IT系統）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室、ICU、CCU的醫療電氣設備上對病人的安全構成威脅；另外，一旦隔離電源上所接的負載（如各種醫療電氣設備）出現對地故障，因對地不能構成回路，只能產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當電網負載出現一個絕緣故障點時，不會導致斷路器或熔斷器動作，因而保證了電源供電的可靠性；在醫療領域，某些場所對供電持續性要求很高，故設計成兩路（甚至三路）電源（接地供電系統）自動切換，以保證這些特殊場所供電連續性。但如果在負載端出現相對絕緣故障時，故障電流將經過電源中性點對地構成回路，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。最終導致供電中斷。而如果在這些特殊場所局部采用IT配電系統時，因其電源中性點不接地，當負載端出現第一點相對地絕緣故障時，因其對地不能構成回路，只會產生一個很小的容性漏電流，對人體不會產生危害，同時也不會導致空開動作，從而保證了手術室供電的連接性。IT系統內的絕緣監視儀監視相線對地的絕緣阻值;一旦相線對地出現絕緣故障，絕緣監測儀立即報警，提醒操作人員系統中出現第一個對地故障，但系統仍能帶故障運行，需要適當的時間找出并排除。如果IT系統內未安裝絕緣監測儀，當出現第一個故障時，操作人員得不到任何報警信息，如果再出現第二、第三個故障時，逐步增加的故障電流最終將導致系統內的小型斷路器或熔斷器動作，使整個IT系統失電。如果兩個故障發生不同相上，還會對地構成相同短路，對IT電源系統造成極大危害，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 主要產品和應用方案

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

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

方案配置表

4主要產品及電源柜的報價方案

為了方便廣大客戶對安科瑞產品的選擇，現列出產品報價，如下表所示：

4.1 GGF-I系列ICU/CCU病房隔離電源柜

 4.2 GGF-O系列手術室隔離電源柜

 4.3 醫療IT絕緣監測產品

5 IT系統應用時需注意的問題

1.IT系統的隔離變壓器設置位置。

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

2.二類場所里慎用三相隔離電源。

   三相隔離系統（IT系統）中如果出現單相接地故障，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，所以應慎用三相隔離電源，盡量采用單相隔離電源系統。

3.IT系統的配電線路應裝設雙級開關，作為短路保護。

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

 參考文獻：

[1]IT系統在醫院中的應用.建筑科技2006年13期

[2]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.1版.

作者簡介：

余靜，女，本科，武漢安科瑞電氣有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理系統，技術交流：15827180236  QQ：423647716 郵箱：ACRELYUJING@163.com