IT系統在二類(lèi)場(chǎng)所的應用

    隨著(zhù)醫療電子設備在醫院領(lǐng)域的廣泛應用，漏電流對病人構成的威脅也越來(lái)越大，尤其是那些生命攸關(guān)的場(chǎng)所，為了降低醫療電擊事故的發(fā)生，提高醫療用電的安全性、可靠性，保障醫患雙方合法權益，所以在醫院二類(lèi)場(chǎng)所要采用供電可靠性好和電流泄露小的IT配電系統供電，即中性點(diǎn)不接地配電系統，可以很好的防止患者觸電現象的發(fā)生，并且在配電系統中要加設絕緣監測裝置，對IT配電系統的運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控。在我國實(shí)施的《民用建筑電氣設計規范》中規定：在二類(lèi)醫療場(chǎng)所（手術(shù)室、重癥監護室、心血管造影檢查室、心導管室等）內，用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于“患者區域"內的醫用電氣設備和系統的供電回路，均應采用醫療IT系統。

1 TN-S系統和IT系統供電特點(diǎn)

1.1 TN-S系統

    如圖1所示，在醫院供電中通常會(huì )采用TN-S系統，即電源的中性點(diǎn)直接接地，電氣裝置所有的外露可導電部分和外界可導電部分與中性線(xiàn)連通，在TN-S系統中中性線(xiàn)（N線(xiàn)）和保護線(xiàn)（PE線(xiàn)）是分開(kāi)的。設備的外殼雖然采用保護接地，當設備發(fā)生漏電時(shí)，仍有微電流流過(guò)人體。尤其在手術(shù)室、重癥監護室等特殊地方，因病人在麻醉狀態(tài)下失去或降低防衛能力，各種電極、傳感器或者管道直接插入人體內，在這種情況下，如果有10μA 的電流直接流過(guò)病人心臟，就會(huì )造成病人觸電死亡。另外，在TN-S系統中會(huì )采用30MA的漏電流保護器，如果有漏電流，斷路器會(huì )動(dòng)作，從而影響供電的連續性。

圖 1 TN-S漏電示意圖

1.2 IT系統

    醫院二類(lèi)場(chǎng)所采用IT系統供電，如圖2所示,隔離變壓器次級采用不接地的方式。首先可以防止其它供電回路中的漏電流通過(guò)接地線(xiàn)竄入醫療電氣設備中對病人的安全構成威脅。另外，一旦IT系統所接負載出現對地故障時(shí)，因與電源端不能構成回路，只產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流，極大地避免了電流對病人的傷害，從而保護了病人的安全。如果在手術(shù)的過(guò)程中出現絕緣故障的時(shí)候，可先把手術(shù)做完，再通知電氣維護人員進(jìn)行故障排查。

圖2 IT系統接線(xiàn)示意圖

2 IT系統主要元器件

    本項目采用的是安科瑞醫療IT隔離電源系統，其主要設備是隔離變壓器、絕緣監視儀、電源模塊、電流互感器、報警與顯示儀、信號發(fā)生器、故障定位儀。如圖3所示

圖 3 醫療IT系統的構成

2.1 隔離變壓器

    AITR隔離變壓器是專(zhuān)門(mén)用于醫療場(chǎng)所的隔離變壓器，初級繞組與次級繞組之間采用了雙重絕緣處理，并設計了靜電屏蔽層，大程度減少了兩繞組之間的電磁干擾。繞組內安裝了PT100溫度傳感器，可用于監測繞組溫度。隔離變壓器整體采用真空侵漆處理，增加了機械強度并具有抗腐蝕作用?？赏ㄟ^(guò)絕緣監視儀對變壓器溫度進(jìn)行檢測并發(fā)出超溫報警。另外，產(chǎn)品還采用了低溫升和低噪聲設計，使其具有很好的溫升性能和很低的噪聲。IT配電系統如圖4 所示。

圖4 IT配電系統

    在醫療二類(lèi)場(chǎng)所，病人接觸的設備多為單相，所以采用單相隔離變壓器供電，醫療二類(lèi)場(chǎng)所中的三相大型醫療儀器，使用時(shí)一般不與病人直接接觸，因為三相IT 系統中如果出現單相接地故障，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。盡量采用單相隔離變壓器供電。

2.2 絕緣監視儀

    AIM-M系列絕緣監測儀是一款高性能的絕緣監測裝置，于醫療IT系統中，用于監測IT系統對地的絕緣狀態(tài)，其中變壓器負荷監視響應值為2.1~50A，絕緣監視響應值可調范圍為50~999kΩ。當系統出現絕緣故障時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出報警信號，提醒工作人員根據實(shí)際情況進(jìn)行處理。產(chǎn)品具有豐富的顯示與報警指示功能，界面友好，操作方便。有如下功能：

    （1）具有對被監測IT系統對地絕緣電阻、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度實(shí)時(shí)監測與故障報警功能；

    （2）能實(shí)時(shí)監測與被測系統連線(xiàn)斷線(xiàn)故障、溫度傳感器斷線(xiàn)故障以及功能接地線(xiàn)斷線(xiàn)故障，并在故障發(fā)生時(shí)給出報警指示；

    （3）繼電器報警輸出、LED報警指示等多種故障指示功能；

    （4）采用的現場(chǎng)總線(xiàn)通訊技術(shù)，與外接報警和顯示儀、上位機管理軟件通訊，可以實(shí)時(shí)監控IT系統的運行狀況；

    （5）具有事件記錄功能，能夠記錄報警發(fā)生的時(shí)間和故障類(lèi)型，方便操作人員分析系統運行狀況，及時(shí)消除故障。

    （6）支持絕緣故障定位功能（AIM-M200具有此功能），能與絕緣故障定位裝置共同實(shí)現故障定位，并顯示定位結果。

2.3 外接報警顯示儀

    外接報警與顯示儀是一款采用的現場(chǎng)總線(xiàn)通信技術(shù)的遠程顯示和聲光報警裝置。能夠實(shí)時(shí)顯示AIM-M系列醫療智能絕緣監測儀當前絕緣電阻、變壓器負荷率等監測數據，并在系統出現故障時(shí)發(fā)出聲光報警信號。也可以通過(guò)AID系列報警與顯示儀遠程設置AIM-M系列醫療智能絕緣監測儀的報警閾值。AID系列報警與顯示儀根據安裝方式和顯示方式的不同共有AID100、AID120和AID200三個(gè)型號。該裝置可安裝于手術(shù)室或重癥監護室內的信息控制面板上，以便于醫護人員了解隔離電源系統的運行狀況，以及系統出現故障時(shí)的故障類(lèi)型。

    可安裝于手術(shù)室、護士站等場(chǎng)所。

2.4 電源

    直流穩壓電源可同時(shí)為醫用智能絕緣監測儀、測試信號發(fā)生器、絕緣故障定位儀和集中報警與顯示儀等儀表提供直流24V電源。該電源功率大、電壓輸出穩定、紋波小、耐壓等級高等特點(diǎn)，安裝方便，

2.5 電流互感器

    AKH-0.66P26型電流互感器是與AIM-M系列絕緣監測儀配套使用的保護型電流互感器，大可測電流為50A，變比是2000：1，電流互感器采用螺絲直接固定的方式裝于機柜內部，二次側通過(guò)接線(xiàn)柱引出，安裝和使用方便。配合絕緣監視儀對醫用隔離變壓器的負荷情況進(jìn)行檢測。

2.6 測試信號發(fā)生器

    ASG100測試信號發(fā)生器采用32位微處理器芯片和高精度的信號產(chǎn)生電路，實(shí)現特定測試信號的產(chǎn)生。當被監測的IT系統出現絕緣故障時(shí)，能及時(shí)啟動(dòng)并產(chǎn)生測試信號，配合絕緣故障定位儀實(shí)現絕緣故障定位。

2.7 故障定位儀

    AIL100-4/AIL100-8絕緣故障定位儀采用高靈敏度互感器配合高精度的信號檢測電路，檢測ASG100測試信號發(fā)生器注入系統中的信號，準確定位絕緣故障所在的回路。其中AIL100-4絕緣故障定位儀能定位4個(gè)回路的絕緣故障，AIL100-8絕緣故障定位儀能定位8個(gè)回路的絕緣故障。

3 IT系統在項目中的應用

    在本次項目中，共有15 間手術(shù)室、30 張重癥監護病床及相關(guān)二類(lèi)場(chǎng)所采用IT系統供電。每間手術(shù)室設置一套10kVA 隔離電源系統，30張重癥監護病床根據每個(gè)病床2kVA 的大容量考慮，30張重癥監護病床一共設置8 套8kVA IT監測系統，手術(shù)室的配電系統圖如圖5所示，重癥監護室系統圖如圖6所示

圖 5 IT系統在手術(shù)室配電系統圖

圖 6 IT系統在重癥監護室配電系統圖

IT 系統設備需要滿(mǎn)足的要求：

    (1) 隔離變壓器對地泄露電流和外護物的泄漏電流均不應超過(guò)0.5mA ；醫療IT系統應采用單相隔離變壓器，隔離變壓器額定輸出容量不應小于0.5kVA，但不應超過(guò)10kVA。

    (2) 絕緣監視儀交流內阻抗應至少為200kΩ，測試電壓不應大于直流25V，即使在故障情況下，其注入電流的峰值不應大于1mA，在絕緣電阻小于50kΩ時(shí)，應發(fā)出絕緣故障指示。

    (3) 報警與顯示儀應裝設在手術(shù)室內的情報面板上或者護士站內，以便醫務(wù)人員可以經(jīng)常監視。在絕緣電阻小于50kΩ時(shí)，音響報警動(dòng)作，提醒工作人員處理相關(guān)故障。當故障被清除后，系統自動(dòng)恢復正常。

    (4) 對于手術(shù)室，每個(gè)房間應配有獨立的IT系統，主要儀器用電插座、無(wú)影燈、吊塔等各用電回路經(jīng)過(guò)隔離變壓器。

    (5) 柜體以及IT系統的用電設備的外殼應可靠接地，

    總之，IT 系統不但滿(mǎn)足了我國《民用建筑電氣設計規范》中對2類(lèi)醫療場(chǎng)所使用醫療IT 系統的要求，而且充分保障了患者和醫務(wù)人員的安全和醫療設備的安全使用，所以IT 系統在我院新區醫療系統中具有很強的實(shí)用性。

[參考文獻]

[1] GB16895.24-2005\IEC60364-7-710:2002,中華人民共和國國家標準.建筑物電氣裝置第7-710部分特殊裝置或場(chǎng)所的要求-醫療場(chǎng)所[S].

[2] JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范.12.8醫療場(chǎng)所的安全防護[S].