淺談醫(yī)療IT系統(tǒng)及絕緣監(jiān)測產(chǎn)品的應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

    1、項目簡介

    某綜合醫(yī)院新病房大樓, 總建筑面積106314.18m2，地面以上主體總高度為99.4m,地上26層，地下1層。手術(shù)室除了一樓、二樓和五樓各有一間手術(shù)室外，三樓有門診手術(shù)室9間，神經(jīng)ICU室共17個床位，四樓中心手術(shù)室共21間、中心ICU室24個床位。現(xiàn)結(jié)合本工程談?wù)劰P者在醫(yī)用IT系統(tǒng)應(yīng)用中的設(shè)計。

    2、醫(yī)療場所的分類及供電要求

    根據(jù)《建筑物電氣裝置第7- 710部分: 特殊裝置或場所的要求醫(yī)療場所》( GB16895.24-
2005、IEC60364- 7- 710: 2002) 的標(biāo)準(zhǔn), 將不同目的的醫(yī)療房間劃分為0類場所、1類場所、2類場所。其分類規(guī)定如表1所示。

    表1 醫(yī)療場所安全實施的類別和級別劃分

    其中，0類醫(yī)療場所是指無需與患者身體接觸的電氣裝置工作的場所。1類醫(yī)療場所是指醫(yī)療電氣設(shè)備的接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)(除了2類醫(yī)療場所所述環(huán)境以外)接觸的電氣裝置工作的場所。2類醫(yī)療場所是指醫(yī)療電氣設(shè)備約接觸部件需要與患者體內(nèi)(主要指心臟或接近心臟部位)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作的場所。

    2類場所必須充分考慮微電擊產(chǎn)生的危險以及持續(xù)供電的重要性, 嚴(yán)格限制其第一次故障電流，因此《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T 16-2008)中規(guī)定，在2類場所內(nèi)用于維持生命的、外科手術(shù)的和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)療電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路則必須使用隔離電源( IT電源) 供電。在0類場所、1類場所中，由于用電設(shè)備不與人體內(nèi)臟直接接觸，可使用中性點接地的系統(tǒng)( TT / TN系統(tǒng)) 供電。

    3、IT配電系統(tǒng)在2類醫(yī)療場所的應(yīng)用

    2類醫(yī)療場所對供電連續(xù)性和漏電流要求較高,IT系統(tǒng)降低了系統(tǒng)對地的泄漏電流，人身觸電的危險被降低到最小程度。在IT系統(tǒng)中安裝了絕緣監(jiān)測儀裝置, 大大提高了事故預(yù)防能力, 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)第一個絕緣故障, 不會引起系統(tǒng)的停電,保證了供電的連續(xù)。

    在醫(yī)院的手術(shù)室和ICU病房中，為了保證供電的可靠性，采用了雙電源切換的供電方式，一旦該路電源停電，另外一路電源會很快切換。對于重要負(fù)荷，采用IT系統(tǒng)供電。 當(dāng)發(fā)生絕緣故障時, 故障電流對地?zé)o法構(gòu)成回路, 只會產(chǎn)生一個很小的容性漏電流, 同時電流不會導(dǎo)致上一級斷路器或熔斷器動作, 保證了供電的連續(xù)性。為了實時監(jiān)測IT系統(tǒng)對地的絕緣狀況，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了絕緣監(jiān)測裝置，當(dāng)系統(tǒng)絕緣下降到監(jiān)測裝置的報警值時，該監(jiān)測裝置會發(fā)出報警信息，提示系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障，需盡快進(jìn)行排除。IT系統(tǒng)配電示意圖如圖1所示。

圖1 IT配電系統(tǒng)示意圖

    在本工程除了采用IT系統(tǒng)供電外，還采取了以下幾種措施, 確保IT系統(tǒng)供電的安全性和可靠性。

    1）IT系統(tǒng)中采用的斷路器均選擇帶短路保護(hù)，而不帶過載保護(hù)斷路器，防止因系統(tǒng)過載跳閘，影響供電的連續(xù)性。

    2）為了有效防止不同用電設(shè)備外殼電位差而產(chǎn)生的電擊事故，該系統(tǒng)采取進(jìn)行了可靠的等電位聯(lián)接。

    3）IT系統(tǒng)插座和插座箱均有明顯的標(biāo)志，TN-S系統(tǒng)插頭不能插入。

    4）為盡可能減小IT系統(tǒng)對地的泄露電容引起的漏電流，隔離變壓器的容量限制在8kVA以下。

    5）IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測采用醫(yī)用的絕緣監(jiān)視儀, 并滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對該類產(chǎn)品的要求。絕緣監(jiān)測儀只用于故障報警，不能動作于斷路器。

    4 手術(shù)室IT供電及絕緣監(jiān)測方案

    本次設(shè)計中手術(shù)室采用了安科瑞公司的醫(yī)療IT配電產(chǎn)品，其系統(tǒng)由隔離變壓器、絕緣監(jiān)測儀、儀用電源、外接報警顯示儀和絕緣故障定位裝置組成。每個手術(shù)室一套IT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)采用一臺8kVA單相隔離變壓器。并通過AIM-M200絕緣監(jiān)測儀, 實現(xiàn)變壓器次級回路對地絕緣阻抗、次級負(fù)載電流、變壓器溫度狀態(tài)的實時監(jiān)測。設(shè)計了ASG100信號發(fā)生器和AIL100絕緣故障定位裝置，實現(xiàn)絕緣故障回路的定位功能。報警顯示裝置采用了AID200, 通過雙絞線與AIM-M200絕緣監(jiān)測儀聯(lián)接分別在手術(shù)室內(nèi)部及監(jiān)控室顯示絕緣監(jiān)視儀測量的數(shù)據(jù), 當(dāng)出現(xiàn)故障時通過發(fā)光管及嗡鳴器通知現(xiàn)場人員, 同時通過輸出觸點通知中心控制室值班人員做好故障處理準(zhǔn)備。每組AIM-M200絕緣監(jiān)測儀配置儀器專用電源DR-60-24, 電源輸出為DC24V。單個手術(shù)室系統(tǒng)組成如圖2所示。

圖2 手術(shù)室IT配電系統(tǒng)圖

    在該方案中，手術(shù)室的配電包括IT系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)，對于手術(shù)室內(nèi)重要的設(shè)備，則通過IT系統(tǒng)配電，并通過絕緣監(jiān)測儀和故障定位儀實現(xiàn)絕緣監(jiān)測和故障定位。對于手術(shù)室內(nèi)不重要的設(shè)備，或不與人體直接接觸設(shè)備，則采用TN-S系統(tǒng)來供電，并采用不大于30mA的漏電保護(hù)斷路器來防止漏電安全事故。