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医用隔离电源在某医院中的设计与应用

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赵斌

安科瑞电气股份有限公司上海 嘉定 201801

0前言

医用IT供电系统也称为医用不接地供电系统,或医用隔离电源。IT方式供电系统的“I”表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地。“T”表示负载侧电气设备进行接地保护。医院的供配电方式与其他民用建筑有较大区别,因为在医院的特殊环境里漏电流对病人构成了潜在的危险。尤其在手术室、监护室等特殊场所,因病人在麻醉状态下失去或降低防卫能力,各种电极、传感器或者管道直接插入病人体内,如果有10μA的电流直接流过病人心脏,就会造成人体触电死亡,医学上称之为“微电击”。由于这种潜在危险,很多国家和国际标准都对医疗领域,尤其是那些生命攸关的场所,如重症监护室、心脏监护室、麻醉室、手术室、手术准备室、手术恢复室、心脏导管插入室、血管造影监察室、早产儿监护室等场所的配电需要做出了特殊的规定和要求。

根据国际电工协会(IEC)有关规定,医用隔离电源供电系统需要包括:绝缘监视仪、隔离变压器、变压器负载和温度监视设备、外接报警显示设备等。因此,许多国际与国家标准认定,使用医用隔离电源供电系统是医疗场所供电安全可靠的关键。

医用隔离电源供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电或对供电连续性有严格要求的医疗2类场所。

1医用隔离电源供电系统构成

1.1隔离变压器

隔离电源通过隔离变压器为医院重要场所提供隔离后的安全电,变压比为1:1。这种变压器的初级线圈匝数等于次级线圈匝数,同时初级线圈和次级线圈之间高度绝缘,并设置静电屏蔽屏,最大程度地减少了两绕组之间的电磁干扰。

1.2 绝缘监测仪

绝缘监测仪用于监测IT系统对地的绝缘状态,当系统出现绝缘故障时,能够及时发出报警信号,提醒工作人员根据实际情况进行处理。同时还能对变压器负荷电流、变压器绕组温度进行监测,保证隔离变压器的可靠、正常运行。

1.3 集中报警与显示仪

能够实时显示医疗绝缘监测仪当前绝缘电阻、变压器负荷率等监测数据,并在系统出现故障时发出声光报警信号,并可通过报警与显示仪远程设置绝缘监测仪的报警阈值。该装置主要安装于手术室或重症监护室内的信息控制面板上,以便于医护人员了解隔离电源系统的运行状况,以及系统出现故障时的故障类型。

1.4 绝缘故障定位

绝缘故障定位由故障定位仪及测试信号发生器两部分设置完成,主要采用高灵敏度的互感器配合高精度的信号检测电路,检测测试信号发生器注入系统中的信号,准确定位绝缘故障所在的回路,方便工作人员维护与检修。

医用隔离电源使用的必要性

1.有效保障医疗设备的正常运行。

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。

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,极大地保护了病人免遭漏电流的伤害。

4.医疗设备发生绝缘故障时,因电源中性点不接地,当负载端出现第一点对地绝缘故障时,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。

5.医用隔离电源降低了对地漏电流,故提高了防火安全性。

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,使用医用隔离电源可以防止医院设备维修人员触电的危险。

建议接入隔离电源系统电网的用电设备

医疗场所建议接入隔离电源系统电网的用电设备包括:高频电刀及其他高频外科设备、除颤仪、呼吸机、麻醉机、恒温培养箱、透析设备、监护仪、输液泵、注射泵、心肺机、体外循环机等。

医用隔离电源供电系统配置方案

4.1 手术室配置方案

4.2 ICU/CCU病房配置方案

4.3 隔离电源监控系统配置清单

序号

名称

型号

功能

数量

1

隔离变压器

AITR-8000

TN系统隔离变换为IT系统,供医疗2类场所使用。

1

2

绝缘监测仪

AIM-M200

IT系统对地绝缘电阻监测、继电器输出;温度检测、负荷检测、断线检测,故障报警输出;事件记录,双路通讯接口,支持故障定位功能。

1

3

集中报警与显示仪

AID200

采用CAN通讯,可远程显示多达16套绝缘监测系统的运行状况,也可以远程设置各类报警阈值和启动各监测仪自检。可实时监控监测仪通讯是否完好,并可记录20条事件记录。

1

4

测试信号发生器

ASG100

采用CAN总线技术,可与其它设备进行数据交互。当系统出现绝缘故障时,可产生故障定位信号注入系统中,配合故障定位仪定位故障回路。

1

5

故障定位仪

AIL100-4

采用CAN总线技术,可与其它设备进行数据交互。当系统出现绝缘故障时,配合测试信号发生器实现故障定位功能。

1

AIL100-8

1

6

直流稳压电源

DR-60-24

为AIM-M200医疗智能绝缘监测仪、ASG100测试信号发生器、AIL100-4/AIL100-8绝缘故障定位仪和AID200集中报警与显示仪提供直流24V的稳压电源。

1

7

电流互感器

AKH-0.66P26

和AIM系列医疗智能绝缘监测仪配套使用的保护型电流互感器,用于测量被监测IT系统中当前的负荷电源。

1

 结语

    隔离电源通过隔离变压器为重要场所提供隔离后的安全电源,为医疗场所提供一个安全可靠的电源,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。

作者简介:

赵斌,男,本科,安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为智能电网供配电,Email: 2880157852@qq.com手机:13917437076 QQ:2880157852

[参考文献]

[1]邵建勋.医用IT系统在医疗场所的应用[J].中国医院建筑与装备,2008,(6):32-39.

[2]张健,李刚.医用IT系统在医院2类场所中的应用[J].建筑电气,2006,(4):14-15.

[3]张宽,杜会陵.谈医疗IT系统的供电与接地设计[J].智能建筑电气技术,2010,(1):13-18.

[4]陈日铖,江中伟,胡海霞.医用隔离电源柜的设计与应用[J].智能建筑电气技术,2011,(4):86-89.

[5]刘士龙,刘伟,李晓梅.IT配电系统在医疗场所的应用[J].中国医疗设备,2010,25(12):25-27.

[6]范丽丽.医疗IT系统的设计与应用[J].电气应用,2011,(2):48-51.

[7]许兰香.浅谈医院电气设计中的接地系统[J].江西电力职业技术学院学报,2003,(2):30-32.


 

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