安科瑞淺談醫用IT隔離系統在醫院病房樓電源中的應用
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易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隨著社會經濟的不斷發展，人們的生活水平也越來越高，門診量也越來越多，傳統的醫療建筑已經不能滿足現代的需求，然而醫院病房樓電氣設計也引起來業界的重視。
本文主要對醫院病房樓電源的重要性、醫院病房樓供電負荷等級的確定、隔離配電系統在醫院中的應用進行了分析，*后對醫院病房樓電源系統設計的特點進行了總結。
關鍵詞：醫院；病房樓；電源
1醫院病房樓電源的重要性
新階段醫療電氣設備已經成為了醫生對病人診斷病情的主要工作。然而醫療電氣設備的安全是需要重視的問題尤其是在手術中或者此病人處于重癥監護狀態下，如果受到電擊危害不僅會缺乏感如能力而且還會存在傷害性的危險。但是，一般情況下，這種病人還都已經離不開醫療設備，一旦這些設備出現問題，那么會給病人帶來生命危險，由此可見，在手術室、CCU、ICU等醫療場所電源的重要性。
2醫院病房樓供電負荷等級的確定
手術房、分娩室、監護病室、嬰兒室為一級負荷，客梯電力為二級負荷，這些在《民用建筑電氣設計規范》中都有規定。對于一級負荷，應進行雙電源供電，如果一路電源發生故障后，需要保證另外一路電源的正常運行。在設計中，由不同變壓器的低壓側引來雙回路電源時常用的供電方式。末端切換，如果不能滿足實際情況時，可以采用應急電源EPS或自備柴油發電機組。但是由于柴油發電機組電源切換時需要較長的時間，因此對于一些手術室等重要負荷的備用電源的要求不能給予滿足，對于醫療建筑中尤其重要負荷對備用電源轉換時間要求小于0．5s的要求，EPS可以滿足，它可以做到快速的切換，它是醫療建筑中理想的備用電源。
3隔離配電系統在醫院中的應用
通過心臟而引起心肌纖顫的電流*小值為lOA。在醫院中，一些護理比較嚴格的科室中能夠發現對電流敏感的病人。而通過心臟的電流回路是有可能存在的。這個回路可以是起搏器電極、一段可導電的心臟導管、一段導線或者含導電液的絕緣心臟導管。電氣設備的金
屬表面由于電源線的短接、接地線的開路而帶電，如果病人、醫護人員解除了這個帶點的表面，通過人體的電流回路由此形成，就有可能發生心肌纖顫。
圖1顯示了基于以下參數而通過病人心臟的電流大小：(1)醫療設備金屬表面由于電源線的短接而帶電；(2)接地電源線有0．5歐姆電阻；(3)通過躺著的床使病人接觸地；(4)醫護人員接觸醫療設備的帶電表面，通過病人心臟的電流回路由此形成；(5)電阻值：50000歐姆(醫護人員)、8000歐姆(病人)。
圖1與圖2相等。
短接電阻用R1表示，設備接地線電阻用R2來表示，醫護人員電阻用R3來表示，病人電阻用R4來表示，床或臺的按地線電阻用R5來表示，短接時的總電流用Il來表示，通過病人心臟的電流用I2來表示。
對于一個額定電流為20A的典型斷路器而言，當通過電流為2O．1A時，斷開則至少需要1個小時。因此，圖1中的I1至少為20．1A，則通過病人心臟的電流值為:
這個值時引起病人心肌纖顫所需值的17.3倍,而這個電流醫護人員根本覺察不到。而帶電導線與電氣設備的金屬表面相短接，這種潛在危險長達一個小時之久。而在事先毫無跡象的情況下電源接地線很可能被長時間開路。在這種情況下，只要病人和醫護人員接觸了電氣設備的帶電表面，很容易引起病人心肌纖顫。
4醫用隔離電源監控系統的選型與應用
4.1概述
隨著電子醫療設備在醫院領域的廣泛應用，漏電流對病人構成的威脅也越來越大，尤其是那些生命攸關的場所，病人在手術中或麻醉狀態下，各種電極、傳感器直接插入人體內，微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。另外有些醫療設備用于維持重癥病人的生命，一旦設備停電，也會對病人的生命構成威脅。因此，對于醫療這一特殊場所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規范進行。安科瑞醫用IT系統絕緣監測故障定位裝置及系統適用于醫院的手術室、ICU(CCU)監護病房等重要場所，能為這類場所提供安全、連續、可靠的供電解決方案。
4.2應用場所
適用于醫院的手術室、各類重癥監護室、搶救室、內窺鏡室及造影室等醫療二類場所的醫用隔離電源系統的遠程監控及自動化。
4.3系統架構
4.4系統功能
安科瑞IT配電監控系統是基于觸摸屏軟件設計，軟件具有遠程測量、遠程參數設置和遠程自檢等多種功能，為各類場所的IT配電系統的集中監控提供了強大的系統集成工具。軟件的主要功能如下：
一次圖和現場分布顯示
系統具有一次圖及現場分布圖顯示功能，能直觀的了解并及時地發現IT供電系統的報警地點或區域，從而方便專業人員及時到達現場進行故障排查；
實時數據采集與顯示
利用安裝于各IT配電系統中絕緣監測儀表和絕緣故障定位儀表，采集各隔離電源系統的參數。采集到的數據實時顯示在監控系統界面，這些監測參量含IT系統對地絕緣電阻、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等。
故障報警
將各IT配電系統出現的各類故障，如絕緣故障、過載故障、超溫故障以及接線斷線故障等信息進行統一處理和記錄，并可直接在顯示界面上彈出顯示故障類型、監測值、故障地點以及故障發生時間等信息。同時啟動監控系統的聲光報警系統，及時提醒相關人員，進行故障處理。其中，聲音報警信號可被手動消除。
遠程參數設置和查詢
通過系統，可根據要求遠程調整和設置各IT配電系統中絕緣監測儀的各類報警參數閾值，也可以任意查看這些報警參數值。參數包括絕緣報警值、負載電流報警值和隔離變壓器溫度報警值等。
圖形顯示功能
系統可以以曲線的形式，顯示各IT配電系統的絕緣狀況、負載狀況，以及隔離變壓器的溫升狀況，以及它們的變化趨勢，以便于分管理人員了解和分析各電源系統的運行變化情況，有針對性的對某些系統進行維護和保養。
4.5安科瑞產品功能和技術參數
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名稱 |
型號 |
圖片 |
功能 |
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IT配電監控系統 |
GGF-800 |
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基于觸摸屏軟件設計，具有遠程測量、遠程參數設置和遠程自檢等多種功能 |
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醫用隔離電源柜 |
GGF-I |
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三相進單相出，包含單套隔離電源系統 |
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GGF-O |
三相進三相、單相出，包含單套或者多套隔離電源系統 |
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絕緣監測儀 |
AIM-M10 |
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絕緣監測，隔離變壓器溫度監測，負載監測，接線判斷及故障報警功能；1路繼電器、1路RS485通訊、24VDC電源輸出 |
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AIM-M100 |
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絕緣監測，隔離變壓器溫度監測，負載監測，接線判斷及故障報警功能；2路繼電器、2路RS485通訊 |
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AIM-M200 |
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絕緣監測，隔離變壓器溫度監測，負載監測，接線判斷及故障報警功能；2路繼電器、1路RS485通訊、1路CAN通訊；支持絕緣故障定位 |
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儀用電源 |
ACLP10-24 |
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為AID系列報警與顯示儀提供24V穩壓電源 |
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HDR-60-24 |
為AIM-M200醫療智能絕緣監測儀、ASG150測試信號發生器、AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀和AID200集中報警與顯示儀提供24V穩壓電源 |
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報警與顯示儀 |
AID10 |
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出現絕緣故障、過負載、變壓器溫升過高和接線故障時報警 |
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AID120 |
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具有絕緣電阻、變壓器負荷率實時顯示功能；可遠程設置絕緣監測儀的報警閾值 |
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AID150 |
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采用RS485通訊，可遠程監測*多16套AIM-M10/AIM-M100/AIM-M200絕緣監測儀和AIM-R100剩余電流監視儀的運行狀況，也可以遠程設置各類報警參數和遠程啟動儀表自檢。可實時監測與儀表通訊是否正常，并可記錄20條故障記錄 |
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AID200 |
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采用CAN通訊，可遠程監測*多16套AIM-M200絕緣監測儀的運行狀況，也可以遠程設置各類報警參數和遠程啟動儀表自檢。可實時監測與儀表通訊是否正常，并可記錄20條故障記錄 |
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測試信號發生器 |
ASG150 |
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采用CAN通訊，可與其他設備進行數據交互。當系統出現絕緣故障時，可產生故障定位信號注入系統中，配合故障定位儀定位故障回路。且具有L1,L2斷線監測功能及故障所在線指示功能 |
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絕緣故障定位儀 |
AIL150-4 |
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采用CAN通訊，可與其他設備進行數據交互。配合測試信號發生器可實現故障定位功能 |
*多可定位4個支路 |
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AIL150-8 |
*多可定位8個支路 |
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電流互感器 |
AKH-0.66P26 |
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與AIM系列絕緣監測儀配套使用的保護型互感器。*大可測電流為50A，變比為2000:1 |
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醫用隔離變壓器 |
AITR3150 |
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單相隔離變壓器，電壓變比為1：1，用于將TN-S系統轉換為IT系統 |
*大容量為：3150VA |
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AITR5000 |
*大容量為：5000VA |
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AITR6300 |
*大容量為：6300VA |
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AITR8000 |
*大容量為：8000VA |
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AITR10000 |
*大容量為：10000VA |
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剩余電流監測儀 |
AIM-R100 |
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12路剩余電流監測，1路繼電器輸出，事件記錄，點陣LCD顯示，RS485/ModBUS通訊，報警范圍6mA~1A |
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剩余電流互感器 |
AKH-0.66/L-20 |
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與AIM-R100剩余電流監測儀搭配使用的剩余電流互感器 |
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5結語
5.1普通病房電氣設計
病房內的照明設計要與住所的照明設計相似，在病房內要設置兩種照明，一種是一般的照明，另一種是床頭照明。并且照明的光不要使病人產生不適感，應該采用顯色性高的光源，一般以白熾燈為主。熒光燈也可以，精神病人病房除外。床頭照明燈設置時，要減少病人間的相互干擾，允許90-150。范圍的橫向移動。目前，病床的電氣裝置的安裝應該以多功能控制板為主，將平時病人所需的一切設施全都組裝在控制板上，使用起來加的方便。
5.2護理單元的護理照明
在病房中，在設計走道照明時，除了要按照一般建筑的要求設計外，還要在走道內設置腳燈，并且在病房內也要設置腳燈，以嵌人式為主進行安裝，距離地面0．5m的高度。在護理單元的疏散通道和疏散門中應該設置燈光疏散標志，其需要滿足消防要求。
參考文獻：
[1]方毅立．醫院手術室電氣照明設計[J]建筑電氣，2004，(O4)．
[2]歐陽東．醫院建筑的電氣節能設計探討[J]．中國醫院，2006，（10）.
[3]張建波.醫院病房樓電源系統的設計
[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05
