IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定，201801

0　引言

    隨著越來越多的電子醫(yī)療設備在醫(yī)用建筑中廣泛應用，電流對病人的威脅也越來越大，大家知道，電流流入人體有三種主要后果，首先是灼傷，特別是在電流流進和流出人體的地方，是肌肉的麻痹，它可能短暫地使呼吸停止，第三是電擊可能造成心臟的抑制，這種心室纖維性顫動會造成心室內(nèi)心辨膜的失調(diào)，從而使血液停止周身的循環(huán)，前兩種雖然會使人感到不適，但很少造成持久性的損傷，而心室纖維性顫動可能造成生命危險。大家也知道，當用電設備對人體心臟直接漏電大于lOmA時，就會造成對人的微電擊事故，而一般民用建筑所用的漏電電流保護裝置動作電流通常為30mA～500mA．不能防止微電擊事故的發(fā)生，同時，目前我國醫(yī)院建筑的低壓配電系統(tǒng)接地型式通常采用TN系統(tǒng)，該系統(tǒng)多為金屬性短路，故障電流較大，致使斷路器等過電流保護裝置動作，也不能滿足醫(yī)院建筑一些重要醫(yī)療場所對不間斷供電的使用要求。

1　醫(yī)療IT系統(tǒng)功能及特點

    醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)（即醫(yī)用IT系統(tǒng)），又叫中性點不接地的配電系統(tǒng)，系統(tǒng)負載中的導體和無負載電流經(jīng)過的導電部分經(jīng)接地保護線接地。在IT系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)單相接地故障，對地漏電流只能經(jīng)過系統(tǒng)泄漏電容對系統(tǒng)相線構(gòu)成回路，而系統(tǒng)泄漏電容引起的容抗總是遠遠大于TN系統(tǒng)中的接地電阻，因此IT系統(tǒng)中的短路其不會因接地電流的存在而引起過電流而動作，從而保證系統(tǒng)能帶故障運行。

    醫(yī)療IT系統(tǒng)設置在醫(yī)療2類場所的作用：

   （1）隔離電源系統(tǒng)即中心點不接地系統(tǒng)，其因降低了接觸電壓和電網(wǎng)對地的泄漏電流，故控制對人體內(nèi)部的直接漏電，從根本上杜絕產(chǎn)生微電擊醫(yī)療事故的危險；

   （2）防止接地系統(tǒng)內(nèi)的漏電流竄入某些與病人連接的醫(yī)療電氣設備的對地回路；

   （3）當供電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)*個對地漏電流故障時，不會導致斷路器或熔斷器動作，保證供電的可靠性。同時，絕緣監(jiān)視儀報警，提示故障類型，以便維修人員及時修復；

   （4）降低了對地漏電流，從而提高了防火安全性；

   （5）目前國家標準GB16895.24-2005規(guī)定中心手術(shù)部所有手術(shù)室、急診搶救室、各類重癥監(jiān)護室、心臟導管及造影室等需配置隔離電源系統(tǒng)。

2　IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的應用方案

2.1 醫(yī)院建筑中醫(yī)療場所的分類

    醫(yī)療場所分為三種：

    0類醫(yī)療場所：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：需要與患者體表、體內(nèi)(2類醫(yī)療場所所述環(huán)境)接觸的電氣裝置工作的場所。

    2類醫(yī)療場所：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。

    根據(jù)IEC標準中規(guī)定，在醫(yī)療領域內(nèi)，由電網(wǎng)電源供電，用于維護生命或外科手術(shù)的醫(yī)療電氣設備，使用帶絕緣監(jiān)視儀的IT系統(tǒng)，同時根據(jù)《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》，2類醫(yī)療場所使用帶絕緣監(jiān)視裝置和隔高變壓器的電源系統(tǒng)，即IT系統(tǒng)。

2.2 IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑2類醫(yī)療場所的應用及系統(tǒng)組成

    2類醫(yī)療場所主要包括：急診搶救室、中心手術(shù)部的所有手術(shù)室、所有CU室(包括ICU、CCU、NICU、PICU、SICU等)，心臟導管介入室和心血管造影室。

圖1 某醫(yī)院手術(shù)室隔離電源柜系統(tǒng)圖

   (1)系統(tǒng)組成

   醫(yī)療IT系統(tǒng)由隔離變壓器、絕緣監(jiān)視儀及外接報警裝置和顯示設備三部分組成。如圖1所示，為某醫(yī)院手術(shù)室隔離電源柜系統(tǒng)圖。

   (2)系統(tǒng)各組成部分設置要求

   ①醫(yī)療IT系統(tǒng)隔離變壓器的作用：將一個電氣回路的導體與其他電氣回路做*的電氣分離。

   醫(yī)療IT系統(tǒng)隔離變壓器設置要求：

   a.醫(yī)用IT系統(tǒng)通常采用單相變壓器，其額定容量不應低于0．5kVA，且不超過IOkVA。因為三相IT系統(tǒng)中如果出現(xiàn)單相接地故障，非故障相的對地電壓將升高到對地額定電壓的1．7倍，因而具有對地故障擴大的危險，所以應慎用三相IT系統(tǒng)。

   b.隔離變壓器應盡量靠近醫(yī)療場所，并采取措施防止人們無意的接觸。這樣以縮短該系統(tǒng)配電線路的長度，提高回路的絕緣阻抗，降低回路的對地靜電電容。

   c.隔離變壓器二次側(cè)的額定電壓不應超過250V。

   d.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。

    ②醫(yī)用IT系統(tǒng)配置絕緣監(jiān)視器。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)視儀器立即報警，提醒操作人員系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)*個對地故障，但系統(tǒng)仍能帶故障運行，需在適當?shù)臅r間找出并排除。如果IT系統(tǒng)內(nèi)未安裝絕緣監(jiān)視儀，當出現(xiàn)*個故障時，操作人員得不到任何報警信息，如果再出現(xiàn)、第三個故障時，逐步增加的故障電流zui終將導致系統(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)在不同相上，還會對地構(gòu)成相間短路，對IT電源系統(tǒng)造成大危害，給病人帶來生命危險。

    絕緣監(jiān)視器應具有如下要求：

    a.交流內(nèi)阻大于等于100Kf；

    b.測量電壓不超過直流25V；

    c.測試電流，故障條件下峰值不應大于1mA；

    d.當電阻減少到50kf~時能夠顯示，并備有試驗設施。

    e.每一個醫(yī)療IT系統(tǒng)，具有顯示工作狀態(tài)的信號燈。聲光警報裝置應安裝在便于*性監(jiān)視的場所；

    f.隔離變壓器需設置過載和高溫的監(jiān)控。

    ③報警裝置和顯示設備

    安裝于便于*性監(jiān)視的場所，用于監(jiān)視內(nèi)監(jiān)視儀器測量數(shù)據(jù)和報警情況。可根據(jù)報警類型做相應處理，如果是過負載或變壓器超溫報警，可斷開一些目前不是使用的負載；如果是絕緣故障報警，可先將手術(shù)做完，然后由電工通過依次斷開負載分路的方法找出故障點。如果安裝了絕緣故障定位系統(tǒng)，就可立即在線找出故障分路。

3　IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的應用中應注意的問題

   (1)IT系統(tǒng)不宜配出中性線(N)，IT系統(tǒng)配出N線時，如果N線對地短路，線路絕緣監(jiān)察器不能發(fā)出信號，無法發(fā)現(xiàn)故障。因N線的接地，此IT系統(tǒng)將按，TT系統(tǒng)運行，如再發(fā)生相線接地故障，則成為非電容性的接地故障，但線路保護不能切斷此故障電路，此時危險故障電壓和對地電弧、電火花都可能發(fā)生，故IT系統(tǒng)不宜配出N線。因IT系統(tǒng)不宜配出中性線(N)，系統(tǒng)中單相負荷所需的220V電源由三相IT系統(tǒng)中380／220V降壓變壓器取得，或由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線，應裝設雙級開關(guān)，作為短路保護。

    (2)單相設備由單相隔離變壓器供電，三相IT系統(tǒng)只供三相設備，防止負荷不平衡，電壓產(chǎn)生偏移。

    (3)因不同手術(shù)室可能同時實施不同的手術(shù)，使用不同的醫(yī)療儀器。為避免醫(yī)療電器設備的相互干擾，每間需要設置IT系統(tǒng)的手術(shù)室，應單獨設置隔離變壓器。

    (4)醫(yī)院內(nèi)的胸部手術(shù)室，心血管x線造影室，心臟手術(shù)室及檢查室等，應具有嚴格的防電擊保護措施。這僅靠帶絕緣監(jiān)視的IT系統(tǒng)是不夠的，還應輔以局部等電位聯(lián)結(jié)，使保護區(qū)內(nèi)所有可導電部分都處于同一電位。同時，絕緣監(jiān)視儀監(jiān)視并測量隔離電源相對地的絕緣阻值，在絕緣監(jiān)視儀的測量回路中，大地為PE線，即等電位接地線。如果系統(tǒng)中缺少等電位接地線，那么負載端出現(xiàn)的對地故障不能對絕緣監(jiān)視儀的測量回路夠成回路，將影響絕緣監(jiān)視儀的響應靈敏度。

    (5)當同一場所尚有TN—S或IT系統(tǒng)供電的插座時，醫(yī)用IT系統(tǒng)的插座應為其它系統(tǒng)用的插頭無法插入，并具有明顯的可供區(qū)別的標志。

4　設備清單

5　結(jié)論

   綜上所述，安裝了絕緣監(jiān)視儀和輔助等電位聯(lián)結(jié)的IT系統(tǒng)具有以下的*性：

   (1)降低觸電電壓和電網(wǎng)對地漏電流，因而人身觸電危險被降到zui小。

   (2)采用了隔離變壓器后，可以防止接地系統(tǒng)內(nèi)的漏電流竄人某些與病人連接的醫(yī)療電氣設備的對地回路。

   (3)供電系統(tǒng)內(nèi)部一旦出現(xiàn)*個對地漏電故障，不會導致保護元件(斷路器或熔斷器)動作，因而保證了電源供電的可靠性。

   (4)降低了對地漏電流，從而提高了防火安全性。

   (5)系統(tǒng)發(fā)生次接地故障時，由于形成金屬性短路，該故障電流足以使保護電器在規(guī)定時間內(nèi)切斷電源，使人免遭電擊，保護生命的安全。因此，IT系統(tǒng)即保證了供電的連續(xù)性，又可使人免遭電擊，保護生命的安全，故IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中重要醫(yī)療場所得到很好的應用。

參考文獻

[1]《低壓配電設計規(guī)范》，GB50054—95

[2]《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》，GB50333—2002

[3]《工業(yè)與民用配電設計手冊》，第三叛，中國電力出版社

[4]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版.

[5]林信坤.談IT系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中應用[J].福建建設科技.2008．No．4

作者簡介：

徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為醫(yī)療供配電設計，:   :