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安科瑞医用IT系统在2类医疗场所的应用

2021-12-01 [193]

安科瑞 鲍静君

摘要

医疗电气设备对安全可靠性要求较高,一些重要的医用设备用于维持病人生命或持续介入治疗、监护,一旦断电将造成较为严重的后果或损失目前,医用IT系统主要应用于诸如手术室、ICU/CCU重症监护室等重要的医疗2类场所,为这些场所的重要设备提供安全、可靠、连续的配电

关键词IT系统;医疗2类场所

0:概述

随着医疗电子电器技术的突飞猛进,医院病房内的病人和医生已经身陷电子仪器和设备的包围之中。在医院的特殊环境里,电流对病人构成潜在的危险。病人常常和各种电气电子设备连在一起,皮肤的电阻可能被击穿,而病人却常因痛觉丧失失去或降低了防卫功能。尤其是在手术中或麻醉状态下,各种电极、传感器或管道直接插入病人体内,这时如果有 10μA 的漏电流直接流过病人心脏,就会导致病人触电身亡,这在医学上被称为微电击。

同时,医院手术室或 ICU、CCU 病房是对电力可靠性要求很高的场所,不管出现何种情况,都应保证其电力供应的连续性,否则,将会因维持生命的设备断电导致病人有生命危险。

根据GB16895.24-2005所规定,医疗二类场所内,所用电力系统需使用医疗隔离电源系统应用于维持生命的、外科手术的和其他位于“患者区域"内医疗电气设备和供电回路。

1:医用隔离电源系统

医用隔离电源系统(即医用IT系统),又叫中性点不接地的配电系统,系统负载中的导体和无负载电流经过的导电部分经接地保护线接地。在IT系统中,如果出现单相接地故障,对地漏电流只能经过系统泄漏电容对系统相线构成回路,而系统泄漏电容引起的容抗总是远远大于TN系统中的接地电阻,因此IT系统中的短路其不会因接地电流的存在而引起过电流而动作,从而保证系统能带故障运行。

相对于TT、TN系统,IT系统降低了接触电压和系统对地的泄漏电流,人身触电的危险被降低,降低了接触电压后,大大提高了事故预防能力,同时系统一旦出现绝缘故障,不会出现电源跳闸,保证了供电的连续。民用建筑电气设计规范》(JGI/T 16-92)14.7.6.3规定,在电流突然中断后,有招致重大医疗危险的场所,应采用电力系统不接地(IT系统)的供电方式。

2:安科瑞医用隔离电源系统的组成与功能

  安科瑞医用IT系统适主要由图1几个模块组成:

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1) 医用隔离变压器

隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器,隔离变压器用以避免偶然同时触及带电体,变压器的隔离是隔离一次侧二次侧绕组线圈各自的电流保证在接地故障的情况下运行的连续性。隔离变压器的变比通常是1:1。

2) 绝缘监测仪

绝缘监测装置的任务是监测相线与大地之间的绝缘电阻,当阻值低于设定值时发出报警提示。绝缘监测装置装于隔离变压器二次侧出线与大地之间,在系统中施加测量电流,当系统绝缘电阻下降时,发出报警信号。

3) 电流互感器

互感器主要的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或1A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。

4) 外接报警显示仪

外接报警显示仪用来发出由配电柜内由故障所引发的警报,提醒工作人员查看及排除问题

5)2.5 ACLP10-24,HDR-60-24电源模块

ACLP10-24型直流电源为线性电源,其输入端可直接接在隔离变压器二次侧,输出功率为3W,适合为单台的AID150、AID120提供24V直流电源。HDR-60-24型为开关电源,输出功率为60W,通常和AIM-M200等绝缘监测仪和故障定位产品配套使用,为这些产品提供24V直流电源。模块采用标准导轨式安装,可以和绝缘监测仪安装在同一导轨上,安装方便

3:系统应用方案

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4 医用隔离电源使用的必要性

4.1 有效保障医疗设备的正常运行。

4.2 防止其他供电回路中的漏电流通过接地线窜入手术室、ICU、CCU等特殊场所的医疗设备上对病人的安全构成危险。

4.3 医用隔离电源减少了各种医疗设备可能出现的对地故障。一旦隔离电源上所接的各种医疗设备出现对地故障,因其对地不能构成回路,所以只能产生一个很小的容性漏电流,保护了病人免遭漏电流的伤害。

4.4 医疗设备发生绝缘故障时,因电源中性点不接地,当负载端出现对地绝缘故障时,因其对地不能构成回路,只会产生一个很小的漏电流,不会导致保护装置(如空开)动作切断供电,手术室不会发生突然停电事故,从而相对的保证了手术室供电的连续性

4.5 医用隔离电源降低了对地漏电流,故提高了防火安全性。

4.6 医院在对医疗设备故障检修维修时,经常需要在通电状态下接触电路中的元器件或电路中的地线,而医用 IT 系统不与大地形成回路,所以避免了触电,确保了维修人员的人身安全。  

如上所述,医用隔离电源系统在医院场所中的应用具有必要性。医用 IT 系统在医疗环境中应用优势众多,有效地确保了医疗场所的正常供电和电气设备的正常运行。即使医疗电气设备出现绝缘故障,其电源中性点与地面无连接,也只会产生微小漏电流,空气开关等电路保护装置也不会因此进行动作切断供电,可避免手术室发生突然断电事故,对医院连续性供电、手术患者生命安全意义重大。医疗特殊场所使用除颤仪、麻醉机、透析设备、心肺机以及体外循环设备等对供电要求严格,因此需要使用连续配电系统。

5注意事项

很多医院在设计过程中为保证供电的可靠性对重视的区域采用双路电源末端切换的供电方式,外部采用两路独立的10kV电源由室外电缆埋地引至中压配电室,两路电源同时工作,互为备用。另设应急柴油发电机一台,为特别重要负荷(手术区设备、ICU设备、病房设备带、四层血液净化空调、七层的透析设备、消防设备)供电,当两路电源停电时发电机15s内自启动。整个供电系统采用了5台1250kV A的干变及一台1 250kW柴油发电机。正常停电状况下供电连续不会遭到破坏,2类场所的用电设备还设置转换时间小于0.5s的EPS (应急电源)作为备用电源。

即便如此,在负荷端出现相对地绝缘故障时,故障电流也会经过电源中性点对地构成回路,从而形成一个较大的故障电流,使上一级断路器或熔断器动作,最终将导致断电。而在采用了IT系统后,发生绝缘故障时,故障电流对地无法构成回路,只会产生一个很小的容性漏电流,同时电流不会导致上一级断路器或熔断器动作,保证了供电的连续性。

这种供电方式设一台专用隔离变压器,在隔离变压器的次级引出IT系统的电源,以防止产生接地故障电流,同时可防止其他供电回路中的漏电电流通过接地线窜入2类场所的医疗设备。

6 结束语

安科瑞医用IT系统适用于医用的手术室、ICU(CCU)监护病房等重要2类场所,能为这类场所提供安全、连续、可靠的供电方案,保证了医疗机构用电安全。使用医用隔离电源供电系统是保证医疗场所用电安全的关键,对于医疗场所的电气安全有着重要的作用 。