安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】現(xiàn)代醫(yī)療電氣設備的使用對電力系統(tǒng)要求較高，提高醫(yī)療場所用電安全性是患者及醫(yī)務人員生命健康的重要保障。患者及醫(yī)務人員已深陷醫(yī)療電子儀器、設備包圍之中，潛在漏電流風險顯著升高，特別是手術或麻醉狀態(tài)下的患者，體內(nèi)連接著各種電極和傳感器，一旦有極微弱的漏電流通過患者心臟，可致其觸電死亡。我國大部分醫(yī)院仍使用T N-S配電系統(tǒng)，金屬性短路故障較多，易引起斷路器或熔斷器工作，醫(yī)院病房停電。隔離電源系統(tǒng)供電距離相對縮短時供電安全、可靠性更高，在連續(xù)供電要求嚴格場所應用價值高。本研究詳細介紹了隔離電源的工作原理和部件功能，并簡要分析了其作用，探討在醫(yī)療場所中的相關應用。
【關鍵詞】隔離電源系統(tǒng)；醫(yī)療設備；隔離變壓器；用電安全
0前言
近年來，隨著醫(yī)療技術的迅猛發(fā)展，電子電氣相關醫(yī)療設備在醫(yī)院中的應用越來越廣泛，各類疾病治療也越來越依賴醫(yī)療電氣設備[1]。人們對醫(yī)院醫(yī)療環(huán)境提出更高要求，傳統(tǒng)的建筑、電氣等設計已難以充分保障其人身安全?；颊呒搬t(yī)務人員己深陷醫(yī)療電子儀器、設備包圍之中，潛在漏電流風險顯著升高，特別是手術或麻醉狀態(tài)下的患者，體內(nèi)連接著各種電極和傳感器，一旦有極微弱的漏電流通過患者心臟，可致其觸電死亡[2_3]。我國大部分醫(yī)院仍使用TN-S配電系統(tǒng)，金屬性短路故障較多，易引起斷路器或熔斷器工作，醫(yī)院病房停電[4]。隔離電源系統(tǒng)供電距離相對縮短時供電安全、可靠性更高，在連續(xù)供電要求嚴格場所應用價值高。
1隔離電源系統(tǒng)
隔離電源系統(tǒng)簡稱IT系統(tǒng)，是將隔離變壓器、絕緣監(jiān)視儀以及報警終端三個部件聯(lián)合構成的電力系統(tǒng)。I是指電源一側未進行工作接地或未經(jīng)高阻抗接地；r是指負載一側連接的設備進行接地保護[5]。簡單地說n系統(tǒng)就是利用隔離變壓器將TN供電轉化為不接地的IT供電，隔離變壓器起主要應用的功能，絕緣監(jiān)測儀的設置是為了實現(xiàn)整體絕緣水平的在線實時檢測，以確保IT系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性。一般情況下，對供電穩(wěn)定要求高、不允許停電的場所或者需嚴格連續(xù)供電的場所多采用IT系統(tǒng)。根據(jù)國家標準《建筑物電氣裝置》中特殊裝置或場所的醫(yī)療場所要求，可分為0-2類場所[6],0類場所為人體不直接接觸醫(yī)療電氣設備的場所，如門診室、候診室、推拿室等；1類場所為人體接觸醫(yī)療電氣設備但斷電不會影響診療或造成生命危險的場所，如病房、X光室等；2類場所則為人體直接接觸醫(yī)療電氣設備且電源中斷危及患者生命健康的場所。醫(yī)院麻醉室、手術室和重癥監(jiān)護室等在醫(yī)療場所劃分中均屬2類場所，故必使用r r系統(tǒng)。國際和國家眾多標準認定提出，隔離電源供電系統(tǒng)的使用是可靠保障醫(yī)療場所供電、用電安全的關鍵。
2IT系統(tǒng)的組成與功能
國際電工協(xié)會（IEC)規(guī)定，IT系統(tǒng)須包括隔離變壓器、絕緣監(jiān)視儀、外接報警顯示設備、電流互感器以及專用電源。如圖1所示。I圖1隔離電源系統(tǒng)組成圖隔離變壓器：即輸入繞組和輸出繞組帶有電氣隔離的變壓器部件。變壓比1:1，其初級線圈匝數(shù)與次級相等[7]。變壓器的隔離主要是將原副邊繞組線圈各自的電流進行隔離，以避免帶電體和地同時觸及所造成的危險。因次級不接地，輸出電壓不以大地作為參考端，大地和次級任意一根線都不存在電位差，且初級和次級線圈之間高度絕緣，人體僅接觸變壓器次級線圈任意一端無生命危險，從而保證使用安全。但值得注意的是，人體同時接觸次級線圈兩端，通過的交流電為220V,仍存在生命危險[8]。絕緣監(jiān)視儀：該部分是在線實時檢測直流電源系統(tǒng)中支路和母線絕緣狀態(tài)，并進行管理的一種裝置。一旦電源系統(tǒng)發(fā)生絕緣相關故障，或者隔離變壓器中繞組、負荷電流溫度超過限定值，絕緣監(jiān)視儀可立即檢測故障并由外界報警顯示設備顯示出來，以便維修。
報警顯示設備：IT系統(tǒng)中的外接報警顯示設備通常安裝在護士站。當儀器設備絕緣電阻達不到設定值或者變壓器負載超限，都會發(fā)出報警聲顯示故障。醫(yī)護人員及時查看可明確故障位置，實施應急方案，同時通知有關部門加緊維修處理。電流互感器：包括繞組和鐵芯兩個部分，工作原理為電磁感應原理。電流互感器主要作用在于配合絕緣監(jiān)視儀，實時監(jiān)測隔離變壓器負荷情況。專用電源：專用電源在整個IT系統(tǒng)中為外接報警顯示設備提供20V直流電[9]，故而也是報警顯示儀專用電源。
3IT 系統(tǒng)作用及應用必要性
隔離電源系統(tǒng)在醫(yī)療場所的應用主要有以下幾點作用。
(1)實現(xiàn)醫(yī)療設備供電連續(xù)性。由于IT系統(tǒng)與大地不構成回路，醫(yī)療設備在發(fā)生漏電故障時只會出現(xiàn)極微弱的容性漏電流，對人體無危害，同時也不會造成電路保護裝置動作，從而確保醫(yī)療場所連續(xù)性供電。
(2)提高配電系統(tǒng)防火安全性。TN-S配電系統(tǒng)在使用中易發(fā)生短路、斷路、漏電等故障，從而引發(fā)火災，IT系統(tǒng)的應用極大地降低了這一風險,有利于提高醫(yī)院配電系統(tǒng)防火安全性。
(3)保障患者與維修人員人身安全。患者與各類醫(yī)療設備直接接觸，于麻醉狀態(tài)下防衛(wèi)能力喪失或降低，漏電流通過各種電極、傳感器或管路進入心臟時即對患者生命構成重大威脅。醫(yī)學研宄表明，10#電流經(jīng)過患者心臟就可造成觸電死亡，也稱作“微電擊"[w]。醫(yī)療設備或配電出現(xiàn)故障需要檢修維護時，維修人員有時需在通電條件下觸及元器件等，而IT系統(tǒng)不與大地形成回路，所以避免了觸電，極大地確保了維修人員的人身安全。如上所述，隔離電源系統(tǒng)在醫(yī)院場所中的應用具有必要性。IT系統(tǒng)在醫(yī)療環(huán)境中應用優(yōu)勢眾多，有效地確保了醫(yī)療場所的正常供電和電氣設備的正常運行。即使醫(yī)療電氣設備出現(xiàn)絕緣故障，其電源中性點與地面無連接，也只會產(chǎn)生微小漏電流，空氣開關等電路保護裝置也不會因此進行動作切斷供電，可避免手術室發(fā)生突然斷電事故，對醫(yī)院連續(xù)性供電、手術患者生命安全意義重大。醫(yī)療特殊場所使用呼吸機、除顫儀、麻醉機、透析設備、心肺機以及體外循環(huán)設備等對供電要求極為嚴格，因此必須使用連續(xù)配電系統(tǒng)。
4安科瑞隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)
4.1概述
隨著電子醫(yī)療設備在醫(yī)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(tài)下，各種電極、傳感器直接插入人體內(nèi)，微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。另外有些醫(yī)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(yī)療這一特殊場所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規(guī)范進行。
安科瑞IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的手術室、ICU(CCU)監(jiān)護病房等重要場所，能為這類場所提供安全、連續(xù)、可靠的供電解決方案。
4.2應用場所
適用于醫(yī)院的手術室、各類重癥監(jiān)護室、搶救室、內(nèi)窺鏡室及造影室等醫(yī)療二類場所的隔離電源系統(tǒng)的遠程監(jiān)控及自動化。
4.3系統(tǒng)架構
4.4系統(tǒng)功能
安科瑞IT配電監(jiān)控系統(tǒng)是基于觸摸屏軟件設計，軟件具有遠程測量、遠程參數(shù)設置和遠程自檢等多種功能，為各類場所的IT配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控提供了強大的系統(tǒng)集成工具。軟件的主要功能如下：
一次圖和現(xiàn)場分布顯示
系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場分布圖顯示功能，能直觀的了解并及時地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報警地點或區(qū)域，從而方便專業(yè)人員及時到達現(xiàn)場進行故障排查；
實時數(shù)據(jù)采集與顯示
利用安裝于各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀表和絕緣故障定位儀表，采集各隔離電源系統(tǒng)的參數(shù)。采集到的數(shù)據(jù)實時顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面，這些監(jiān)測參量含IT系統(tǒng)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(tǒng)出現(xiàn)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(tǒng)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(jiān)測值、故障地點以及故障發(fā)生時間等信息。同時啟動監(jiān)控系統(tǒng)的聲光報警系統(tǒng)，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(shù)設置和查詢
通過系統(tǒng)，可根據(jù)要求遠程調(diào)整和設置各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀的各類報警參數(shù)閾值，也可以任意查看這些報警參數(shù)值。參數(shù)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(tǒng)可以以曲線的形式，顯示各IT配電系統(tǒng)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(tǒng)的運行變化情況，有針對性的對某些系統(tǒng)進行維護和保養(yǎng)。
4.5安科瑞產(chǎn)品功能和技術參數(shù)
5結束語
隔離電源系統(tǒng)因配置了隔離變壓器極大地提高了用電安全性，實現(xiàn)了連續(xù)性供電，是醫(yī)院等特殊場所重要的安全電源。隔離電源對各種醫(yī)療電氣設備的使用安全以及患者、醫(yī)務人員、維修人員人身安全有較高的保障作用，同時具有較高的實用價值。
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