0前言

随着现代医疗水平的提升,医院的电气使用也日益增加,而电气事故的发生频率也逐年增加,在国外一些医院已经制定出相应的电气安全标准,但是在国内还没有出台相关政策,并且国内的经验还不够丰富,不过现在国内医院正在努力打造一个高水准的电气安全设计方案,来适应飞速发展的医学。

1基本状况

1.1现状

我国医院电气安全水平参差不齐,并且因为没有具体的规章制度,对其的重视性也取决于这个医院领导的觉悟性。而我国的电气安全措施几乎在每个医院都是缺失的,虽然安装了现代化的医疗设备,给医生的治愈带来便利于更大的可能性,但是由于安全措施的落后,给治疗又添上了隐患,因此急需一些更安全的措施来避免这个问题的产生带来的不利影响。

1.2问题与设计方向

电气医疗设备作为一个有着特殊用途的电气,有着很重要的责任在身上。其金属部分不仅会与人的身体直接接触,有时甚至会与心脏等重要器官直接接触;医院如果发生火灾许多病人是没有逃跑能力的;医院突然停电也会使得许多病人处于危险之中……因此对医疗设备的电气安全要求要比平时高出许多才可以达到要求下文从如何不断电、如何不漏电、如何防止火灾发生等方向进行论述具体操作方案,作为以后的发展目标。

2具体设计方案

2.1电源不问断问题

在《医院手术部建筑技术规范》一书中规定了:手术室必须保证用电的可靠性,应当在断电事故发生时半分钟以内自动切换应急方案至备用电源上。备用电源有不止一种的选择,首先可以是双路电源,在一条路中断时可以从另一条路达到目的地,使得电源保持通畅。另一种便是切换到柴油发电机上作为暂时应急的电源设备。最快捷先进的技术设备便是EPS技术,它可以在瞬间切换到备用电源上,使得间断间隔达到最短。而仅仅供电还不是符合条件的,供电设备必修符合设备需要的电压、频率以及线路抗阻等,才能使得电气正常运转而不产生问题。

电源转换的方式分为自动与手动两类。具体方式分为三类一自动切换开关(ATSE),手动转换开关(MTSE),遥控转换开关(RTSE)。医院不同地方的应急程度是不同的,所要求的最长间断间隔也是不一样的,而相同地方如果处在不同状态下,所要求的时间也会有差异。例如:抢救室(门诊手术室)在照明及生命支持电气设备中自动恢复时间为不超过0.5秒,而在相同地方,如果不作为手术使用,则要求在0.5秒至15秒范围内启动即可,而贵重药品冷藏室则要求恢复供电时间可在l5秒以上,但是需要持续,一24小时的长时间持续供电,而医用气体供应系统在要求了不仅仅是时间,在患者2..5米的范围内的电气设备都要在瞬间被供应。不同的仪器设备又有着不同的电源切换方式对于非常重要的大型功率设备,一般采用双电源供电;而在医用电梯、手术室空调、重症监护室内的通风系统等还可以采用末端切换方式,手术室照明灯、小功率电气医疗设备可以使用树干式供电方式I应急照明配电箱除了使用双路电源供电外,在末端还应加入EPS技术。

每个手术室都应有独立的设置配电箱,且设置在手术室外的长廊上以便维修人员对其常规的检修与检测,并可以避免外尘与细菌对手术室的污染。因此位置选择也是有科学性存在的。

2.2电源不漏电防电击问题

大地是最好的绝缘体,因此在漏电时接地系统是最方便且最实用的方式。其有TN—c、TN—s、TT等方式,然而TN—c并不适用于医疗场所,因其系统正常工作时的电流不平稳,还会在电线上产生电压降,使得电气设备外壳带电,从而增加隐患,因此不适用于医疗设备的接地。TN—s系统应应用于医疗场所和与其有关的地点还有临近的非医疗场所,是一种在医疗场所广泛应用的系统。

因为医疗设备大多是金属组成的,且这些金属组成又是医疗过程中不可或缺的,而目前我国的防电击实施方案原理均为利用建筑物金属体作为防雷接地体,因此建筑物内部的金属不可避免的与防雷系统混为一体了,病人周围的金属成分(例如水管、金属门窗等)与建筑物金属体连接,在雷电情况下也会出现触电危险,因此此类与人体接触的医疗设备不能单独接地,应有规范的漏电保护器设备来避免危险的发生。

2.3电源防火防爆问题

医院虽然并没有许多危险易燃易爆危险品,但是一旦发生火灾,病人的逃生能力低下,也会造成极大的危险。因此,在医疗场所内除了该场地本身的线路外,其他无关的电气设备是不允许擅自带入场所的,如电饭锅等不太合格的电气,都会增加火灾与爆炸事件的发生。柴油发电机、蓄电池以及充电设备之间应设置过流保护措施,在线路上应定期多频率的检查以免线—地之间发生短路现象。

医院的许多药品试剂都不允许接触明火甚至火星与静电,例如手术室麻醉剂,当其与水蒸气和空气结合时是一种极易爆炸的危险品,因此不应大量存放与使用,在使用时也应注意通风,使得爆炸物空气浓度不超过安全水平。

随着社会的不断向前发展,现代医院的电气设备安全设计已经被广泛关注,这直接影响到了一个医院的整体水平与发展前景,群众口碑是一个医院存在下去的动力,不能使在医院就医的病人与家属一个放心的手术环境,就无法使医院有长远的发展,虽然目前我国的电气安全还存在问题,还没有足够的经验去制定相关政策,但是在不久的未来,电气安全一定会有突飞猛进的发展,完善出符合我国国情的电气安全措施,使得医院给病人带来更多的放心与信任。

3医用隔离电源监控系统在IT配电的应用

3.1医用隔离电源监控系统架构

浅谈医用隔离电源监控系统在现代手术室电气安全设计中的应用_故障定位

3.2医用隔离电源监控系统功能

安科瑞医用IT系统绝缘监测故障定位装置及系统适用于医院的手术室、ICU(CCU)监护病房等重要场所,能为这类场所提供安全、连续、可靠的供电解决方案。

安科瑞IT配电监控系统是基于触摸屏软件设计,软件具有远程测量、远程参数设置和远程自检等多种功能,为各类场所的IT配电系统的集中监控提供了强大的系统集成工具。软件的主要功能如下:

浅谈医用隔离电源监控系统在现代手术室电气安全设计中的应用_报警显示_02

一次图和现场分布显示

系统具有一次图及现场分布图显示功能,能直观的了解并及时地发现IT供电系统的报警地点或区域,从而方便专业人员及时到达现场进行故障排查;

实时数据采集与显示

利用安装于各IT配电系统中绝缘监测仪表和绝缘故障定位仪表,采集各隔离电源系统的参数。采集到的数据实时显示在监控系统界面,这些监测参量含IT系统对地绝缘电阻、变压器负荷电流、变压器绕组温度及绝缘故障回路等;

浅谈医用隔离电源监控系统在现代手术室电气安全设计中的应用_报警显示_03

故障报警

将各IT配电系统出现的各类故障,如绝缘故障、过载故障、超温故障以及接线断线故障等信息进行统一处理和记录,并可直接在显示界面上弹出显示故障类型、监测值、故障地点以及故障发生时间等信息。同时启动监控系统的声光报警系统,及时提醒相关人员,进行故障处理。其中,声音报警信号可被手动消除。

远程参数设置和查询

通过系统,可根据要求远程调整和设置各IT配电系统中绝缘监测仪的各类报警参数阈值,也可以任意查看这些报警参数值。参数包括绝缘报警值、负载电流报警值和隔离变压器温度报警值等。

浅谈医用隔离电源监控系统在现代手术室电气安全设计中的应用_故障定位_04

图形显示功能

系统可以以曲线的形式,显示各IT配电系统的绝缘状况、负载状况,以及隔离变压器的温升状况,以及它们的变化趋势,以便于分管理人员了解和分析各电源系统的运行变化情况,有针对性的对某些系统进行维护和保养。

3.3产品选型

3.3.1医用隔离电源柜的选型

名称

型号

应用场所

功能

医用隔离电源柜

GGF-I

ICU/CCU

三相进单相出,包含单套隔离电源系统

GGF-O

手术室

三相进三相、单相出,包含单套或者多套隔离电源系统

3.3.2隔离电源柜元器件选型

名称

型号

功能

绝缘监测仪

AIM-M10

绝缘监测,隔离变压器温度监测,负载监测,接线判断及故障报警功能;1路继电器、1路RS485通讯、24VDC电源输出

AIM-M100

绝缘监测,隔离变压器温度监测,负载监测,接线判断及故障报警功能;2路继电器、2路RS485通讯

AIM-M200

绝缘监测,隔离变压器温度监测,负载监测,接线判断及故障报警功能;2路继电器、1路RS485通讯、1路CAN通讯;支持绝缘故障定位

仪用电源

ACLP10-24

为AID系列报警与显示仪提供24V稳压电源

HDR-60-24

为AIM-M200医疗智能绝缘监测仪、ASG150测试信号发生器、AIL150-4/AIL150-8绝缘故障定位仪和AID200集中报警与显示仪提供24V稳压电源

报警与显示仪

AID10

出现绝缘故障、过负载、变压器温升过高和接线故障时报警

AID120

具有绝缘电阻、变压器负荷率实时显示功能;可远程设置绝缘监测仪的报警阈值

AID150

采用RS485通讯,可远程监测最多16套AIM-M10/AIM-M100/AIM-M200绝缘监测仪和AIM-R100剩余电流监视仪的运行状况,也可以远程设置各类报警参数和远程启动仪表自检。可实时监测与仪表通讯是否正常,并可记录20条故障记录

AID200

采用CAN通讯,可远程监测最多16套AIM-M200绝缘监测仪的运行状况,也可以远程设置各类报警参数和远程启动仪表自检。可实时监测与仪表通讯是否正常,并可记录20条故障记录

测试信号发生器

ASG150

采用CAN通讯,可与其他设备进行数据交互。当系统出现绝缘故障时,可产生故障定位信号注入系统中,配合故障定位仪定位故障回路。且具有L1,L2断线监测功能及故障所在线指示功能

绝缘故障定位仪

AIL150-4

采用CAN通讯,可与其他设备进行数据交互。配合测试信号发生器可实现故障定位功能

最多可定位4个支路

AIL150-8

最多可定位8个支路

电流互感器

AKH-0.66P26

与AIM系列绝缘监测仪配套使用的保护型互感器。最大可测电流为50A,变比为2000:1

医用隔离变压器

AITR3150

单相隔离变压器,电压变比为1:1,用于将TN-S系统转换为IT系统

最大容量为:3150VA

AITR5000

最大容量为:5000VA

AITR6300

最大容量为:6300VA

AITR8000

最大容量为:8000VA

AITR10000

最大容量为:10000VA

剩余电流监测仪

AIM-R100

12路剩余电流监测,1路继电器输出,事件记录,点阵LCD显示,RS485/ModBUS通讯,报警范围6mA~1A

剩余电流互感器

AKH-0.66/L-20

与AIM-R100剩余电流监测仪搭配使用的剩余电流互感器

3.4典型配置

3.4.1四件套隔离电源柜配置方案

浅谈医用隔离电源监控系统在现代手术室电气安全设计中的应用_报警显示_05


序号

名称

型号

1

绝缘监测仪

AIM-M10

2

隔离变压器

AITR

3

电流互感器

AKH-0.66P26

4

外接报警显示仪

AID10/150


3.4.2五件套隔离电源柜配置方案

浅谈医用隔离电源监控系统在现代手术室电气安全设计中的应用_报警显示_06


序号

名称

型号

1

绝缘监测仪

AIM-M100

2

隔离变压器

AITR

3

电流互感器

AKH-0.66P26

4

仪用电源

ALCP10-24

5

外接报警显示仪

AID120/150


3.4.3七件套隔离电源柜配置方案

浅谈医用隔离电源监控系统在现代手术室电气安全设计中的应用_监控系统_07



序号

名称

型号

1

绝缘监测仪

AIM-M200

2

仪用电源

HDR-60-24

3

隔离变压器

AITR

4

电流互感器

AKH-0.66P26

5

信号发生器

ASG150

6

故障定位仪

AIL150-4/8

7

外接报警显示仪

AID150/200


3.5现场安装图片图片

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安科瑞张豪供稿