醫(yī)療IT配電系統(tǒng)潔凈電源解決方案IT系統(tǒng)在醫(yī)療場(chǎng)所應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)

由于醫(yī)療場(chǎng)所具有其特殊性，因此在進(jìn)行醫(yī)療IT系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

a. 醫(yī)療IT系統(tǒng)必須采用醫(yī)療場(chǎng)所供電用隔離變壓器，并應(yīng)符合國(guó)標(biāo)《電力變壓器、電源裝置和類似產(chǎn)品的安全 第16部分：醫(yī)療場(chǎng)所供電用隔離變壓器的特殊要求》的要求。

b. 為了降低醫(yī)療系統(tǒng)對(duì)地電容，提高絕緣強(qiáng)度， IT系統(tǒng)的配電箱要盡量安裝在使用場(chǎng)所附近，并盡可能減小系統(tǒng)容量以及系統(tǒng)分支數(shù)，盡量縮短系統(tǒng)配電線路的長(zhǎng)度。

c. 對(duì)于心臟手術(shù)等手術(shù)設(shè)備與人體心臟直接接觸的手術(shù)室，要充分做好防電擊措施。有時(shí)候僅靠帶絕緣監(jiān)測(cè)的IT系統(tǒng)是不夠的，還應(yīng)做好局部等電位聯(lián)結(jié)，使保護(hù)區(qū)內(nèi)所有可導(dǎo)電的部分都處于同一電位水平上。

根據(jù)國(guó)標(biāo)《建筑物電氣裝置 第7 - 710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求——醫(yī)療場(chǎng)所》（GB 16895.24–2005 / IEC 60364–7– 710：2002），將醫(yī)療場(chǎng)所劃分為0類場(chǎng)所、1類場(chǎng)所和2類場(chǎng)所。由于0類和1類場(chǎng)所不使用與病人直接接觸的醫(yī)療器械，或者所使用的設(shè)備斷電后不會(huì)對(duì)病人造成危害，因此可以使用TN-S系統(tǒng)，但須配有剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，在發(fā)生接地故障時(shí)，能及時(shí)斷開故障回路。并可同時(shí)配置剩余電流監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各回路的泄漏電流值，在保護(hù)設(shè)備動(dòng)作前發(fā)出報(bào)警信號(hào)，避免造成回路斷電，引起嚴(yán)重后果。對(duì)于2類醫(yī)療場(chǎng)所，醫(yī)療設(shè)備的斷電或接地故障將會(huì)危及病人生命安全。根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這類場(chǎng)所必須使用醫(yī)療IT系統(tǒng)，來保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性和安全性。

最新報(bào)批的《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》參照我國(guó)等同采用的IEC標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)我國(guó)具體國(guó)情，制定出了IT系統(tǒng)在醫(yī)院中應(yīng)用場(chǎng)所的詳細(xì)規(guī)定，其嚴(yán)格規(guī)定了應(yīng)用組2類（也稱為2類場(chǎng)所）為以下場(chǎng)所：急診搶救室；中心手術(shù)部的所有手術(shù)室；所有CU室（包括ICU，CCU，NICU，PICU，SICU等等）；心臟導(dǎo)管介入室和心血管造影室。每個(gè)房間應(yīng)配有獨(dú)立的隔離電源系統(tǒng)。

圖1中各個(gè)手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室分別采用獨(dú)立的IT供電系統(tǒng)，所有的IT系統(tǒng)由手術(shù)部與ICU總配電柜通過TN-S系統(tǒng)配電。各IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)器及總配電柜內(nèi)的剩余電流監(jiān)測(cè)設(shè)備又通過基于Modbus協(xié)議的RS485總線將各個(gè)監(jiān)測(cè)信號(hào)反饋到手術(shù)部的中央監(jiān)控室內(nèi)，并由中央控制室的上位機(jī)通過中央控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行集中監(jiān)控。各個(gè)IT系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，都可以顯示在中央監(jiān)控室的上位機(jī)上，方便工作人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控與管理。

醫(yī)用隔離電源柜是針對(duì)醫(yī)療2類場(chǎng)所的供電需求而設(shè)計(jì)的具有局部IT系統(tǒng)的配電柜，IT系統(tǒng)裝設(shè)絕緣監(jiān)測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的絕緣狀況，各輸出回路采用了具有短路保護(hù)功能的斷路器；其它系統(tǒng)輸出回路則采用了具有漏電保護(hù)功能的斷路器。產(chǎn)品根據(jù)使用場(chǎng)所的不同分為GGF-O系列手術(shù)室用隔離電源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜兩大類，能夠很好的滿足各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室對(duì)電源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求-醫(yī)療場(chǎng)所》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》等標(biāo)準(zhǔn)。

醫(yī)療IT配電系統(tǒng)潔凈電源解決方案主要產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格及配置

1）ICU/CCU病房隔離電源柜

GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜 主要功能：為醫(yī)院ICU/CCU病房提供安全可靠的IT系統(tǒng)隔離供電電源，并具有對(duì)IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)功能。

2）手術(shù)室隔離電源柜

GGF-O系列手術(shù)室用隔離電源柜 主要功能：為醫(yī)院各類手術(shù)室提供安全完美的供電解決方案，為重要的手術(shù)設(shè)備提供安全可靠的IT系統(tǒng)隔離供電電源，并具有對(duì)IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)功能。

3）醫(yī)療IT配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置

AIM-M100絕緣監(jiān)測(cè)儀 主要功能：具有對(duì)被監(jiān)測(cè)IT系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻、隔離變壓器負(fù)荷電流、變壓器繞組溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及故障報(bào)警功能；

ACLP10-24直流穩(wěn)壓電源 主要功能：儀表專用的直流穩(wěn)壓模塊，導(dǎo)軌式安裝；

AID100報(bào)警與顯示儀主要功能：具有絕緣電阻、變壓負(fù)荷率實(shí)時(shí)顯示功能；可遠(yuǎn)程設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)儀的報(bào)警閥值；

AKH-0.66P26型電流互感器 主要功能：與AIM-M100絕緣監(jiān)測(cè)儀配套使用的保護(hù)型電流互感器。最大可測(cè)電流為50A，變比為2000:1。

4）隔離變壓器

AITR系列隔離變壓器 主要功能：醫(yī)院專用的隔離變壓器，為各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室提供安全的電源隔離。

醫(yī)療IT配電系統(tǒng)潔凈電源解決方案針對(duì)不同場(chǎng)合的不同解決方案

1）ICU、CCU病房配電解決方案（以GGF-I8隔離配電柜系統(tǒng)圖為例）

2）手術(shù)室配電解決方案（以GGF-O8隔離配電系統(tǒng)圖為例）

醫(yī)療IT配電系統(tǒng)潔凈電源解決方案IT系統(tǒng)的定義及組成

IT系統(tǒng)的電源端不接地或經(jīng)高阻抗接地，其電氣裝置的外露導(dǎo)電部分，被單獨(dú)地或集中地通過保護(hù)線（PE）接至接地極。在實(shí)際應(yīng)用中，IT系統(tǒng)一般與TN或TT系統(tǒng)通過隔離變壓器進(jìn)行隔離。

在正常情況下，系統(tǒng)中僅存在線路對(duì)地電容的微小泄漏電流。從IT系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障示意圖看，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生第一次單相接地故障時(shí)，故障電流為兩非故障相對(duì)地電容電流的相量和Id ，由于這個(gè)電流值甚小，不會(huì)造成人身電擊或者其它事故，也不會(huì)切斷電源，保證了系統(tǒng)供電的連續(xù)性。但是如果不及時(shí)排除故障，當(dāng)?shù)诙瘟硪幌喟l(fā)生接地故障時(shí)，相當(dāng)于形成相間短路，使過電流保護(hù)裝置動(dòng)作，引起供電的中斷，這對(duì)于重要的供電場(chǎng)所來說，是不允許的。

為了防止上述短路故障的發(fā)生，IT系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)器。這樣當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)，絕緣監(jiān)測(cè)器就能及時(shí)檢測(cè)出該接地故障，并通過報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)（通常是聲光報(bào)警信號(hào)），提醒工作人員趕在第二次發(fā)生異相接地故障前及時(shí)排除故障，消除隱患，從而有效地保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性。

可以在系統(tǒng)中安裝專門的故障檢測(cè)儀，當(dāng)絕緣監(jiān)測(cè)檢測(cè)到絕緣故障時(shí)，給故障檢測(cè)儀一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，故障檢測(cè)儀開始逐路檢測(cè)，也可以利用手執(zhí)式故障定位設(shè)備對(duì)可能出現(xiàn)故障的回路進(jìn)行逐點(diǎn)排查，最終找到故障點(diǎn)并顯示故障點(diǎn)的位置，這樣就極大地方便了工作人員進(jìn)行故障排除。

為了保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性，國(guó)家《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求—醫(yī)療場(chǎng)所》GB16895.24-2005 / IEC60364-7-710:2002 710.53.1條規(guī)定：“……醫(yī)用IT系統(tǒng)的變壓器進(jìn)出線回路不允許設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)……”，以防止系統(tǒng)過負(fù)荷時(shí)保護(hù)開關(guān)切斷電源。這就要求系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)測(cè)器必須同時(shí)還具有負(fù)荷檢測(cè)和過負(fù)荷報(bào)警功能。在一些重要的場(chǎng)所，由于隔離變壓器持續(xù)不斷地工作，可能溫度過高而導(dǎo)致隔離變壓器工作異常。因此絕緣監(jiān)測(cè)器還需要實(shí)時(shí)檢測(cè)變壓器的溫度，當(dāng)其溫度過高時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的超溫報(bào)警信號(hào)，以提醒相關(guān)人員及時(shí)處理。

由上面的分析可知，一個(gè)典型的單相IT系統(tǒng)，其組成設(shè)備主要包括：隔離變壓器、絕緣監(jiān)測(cè)器、電流互感器，以及外接報(bào)警與顯示儀。

系統(tǒng)中，絕緣監(jiān)測(cè)儀具有系統(tǒng)絕緣檢測(cè)、系統(tǒng)過負(fù)荷檢測(cè)和變壓器溫度檢測(cè)功能，以及相應(yīng)故障的報(bào)警與顯示功能，一般安裝在現(xiàn)場(chǎng)的終端配電柜中。外接報(bào)警與顯示儀則用于集中顯示相應(yīng)的檢測(cè)值，并具有超限報(bào)警功能，一般安裝在位置明顯的地方，方便人員查看，如手術(shù)室IT系統(tǒng)的外接報(bào)警與顯示儀通常安裝在醫(yī)院手術(shù)室的情報(bào)面板上。

醫(yī)療IT配電系統(tǒng)潔凈電源解決方案IT系統(tǒng)的特點(diǎn)

a. 由于系統(tǒng)電源端帶電導(dǎo)體不接地，即使系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障也只能通過系統(tǒng)對(duì)地電容構(gòu)成回路，故障回路阻抗極大，故障電流極小，發(fā)生電擊的危險(xiǎn)很小，所以不必及時(shí)切斷電源來防電擊，從而維持供電的不間斷，只有在發(fā)生第二此接地故障時(shí)才要求切斷電源。同時(shí)，安裝在系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)測(cè)器能及時(shí)地檢測(cè)并給出系統(tǒng)絕緣故障報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員及時(shí)排除故障。因此IT系統(tǒng)是一個(gè)連續(xù)、可靠的供電系統(tǒng)。

b. IT系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)測(cè)器，一方面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)，另一方面還檢測(cè)系統(tǒng)的過負(fù)荷和變壓器的溫升狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常立即報(bào)警。因此IT系統(tǒng)能夠減少因系統(tǒng)發(fā)熱、漏電等原因引起的電氣火災(zāi)事故，大大提高了系統(tǒng)的防火安全性。

c. 在IT系統(tǒng)中，提高回路的絕緣阻抗、降低回路對(duì)地電容，是提高系統(tǒng)安全性與可靠性的關(guān)鍵。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要盡量縮短系統(tǒng)配電線路的長(zhǎng)度，減小系統(tǒng)容量，減少系統(tǒng)分支回路數(shù)，并做好線路的絕緣防護(hù)措施。這也就限制了IT系統(tǒng)僅能用在重要的局部的供電場(chǎng)所，如化工、制藥企業(yè)的一些程序控制生產(chǎn)線，醫(yī)療場(chǎng)所的手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等場(chǎng)所。

一般通用建筑中所用的RCD等對(duì)地漏電保護(hù)開關(guān)，其動(dòng)作響應(yīng)值是mA級(jí)（30mA），遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要。因此，現(xiàn)在國(guó)際上對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室﹑ICU﹑CCU等重要場(chǎng)所，除了按要求做局部等電位聯(lián)結(jié)外，配電系統(tǒng)通常采用局部中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)（即IT系統(tǒng)或稱隔離電源系統(tǒng)）供電。通過單相3KVA-10KVA的隔離變壓器給這些場(chǎng)所供電，首先可以防止其它回路中的漏電電流通過接地線竄入手術(shù)室﹑ICU﹑CCU的醫(yī)療電氣設(shè)備上對(duì)病人的安全構(gòu)成威脅；另外，一旦隔離電源上所接負(fù)載（如各種醫(yī)療電氣設(shè)備）出現(xiàn)對(duì)地故障，因?qū)Φ夭荒軜?gòu)成電氣回路，所以只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流，可有效控制對(duì)心臟等器官的直接漏電流，極大地保護(hù)了病人免造漏電流的傷害。

國(guó)內(nèi)同樣也出臺(tái)了相對(duì)應(yīng)的安全設(shè)計(jì)規(guī)范?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》第12.8.6條規(guī)定：在2 類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)，用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)用電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路，均應(yīng)采用醫(yī)療IT 系統(tǒng)。另《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》第8.3.4 條第2 款規(guī)定：心臟外科手術(shù)室必須設(shè)置有隔離變壓器的功能性接地系統(tǒng)。國(guó)標(biāo)《建筑物電氣裝置第7 - 710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求——醫(yī)療場(chǎng)所》（GB 16895.24–2005 / IEC 60364–7– 710：2002），對(duì)醫(yī)療場(chǎng)所做了相應(yīng)的劃分。在病人體表或體內(nèi)使用的實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器；用于手術(shù)的儀器設(shè)備；維持病人生命和軀體功能的設(shè)備；用于打開心臟、大腦的設(shè)備。在此類場(chǎng)合醫(yī)療設(shè)備電源中斷會(huì)引起病人生命危險(xiǎn)；微弱的漏電流會(huì)產(chǎn)生‘微電擊’。在2類場(chǎng)所中每個(gè)房間必須至少配備一套醫(yī)用IT電源供電（隔離供電電源），該電源系統(tǒng)必須安裝絕緣監(jiān)視儀。例如：麻醉室﹑手術(shù)室﹑手術(shù)準(zhǔn)備室﹑手術(shù)石膏室﹑手術(shù)恢復(fù)室﹑心臟導(dǎo)管插入室﹑重癥監(jiān)護(hù)室﹑心臟監(jiān)護(hù)室﹑血管造影檢查室﹑早產(chǎn)嬰兒監(jiān)護(hù)室等。均屬于2類場(chǎng)所在應(yīng)用組2類的醫(yī)療場(chǎng)所，必須使用帶絕緣監(jiān)視的隔離電源系統(tǒng)，即IT系統(tǒng)。

醫(yī)療場(chǎng)所根據(jù)接觸部件和患者之間的接觸形式以及醫(yī)療場(chǎng)所的具體用途，根據(jù)《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求—醫(yī)療場(chǎng)所》GB 16895.24-2005國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可將醫(yī)療場(chǎng)所分為0類、1類和2類場(chǎng)所。

a. 應(yīng)用組0類：沒有醫(yī)療電氣設(shè)備與人體接觸的場(chǎng)所。例如：門診室、候診室、按摩室等。此類型場(chǎng)所沒有增加被電擊的風(fēng)險(xiǎn)，且電力中斷不會(huì)對(duì)病人造成危害。

b. 應(yīng)用組1類：使用醫(yī)療電氣設(shè)備進(jìn)行診斷或治療的場(chǎng)所，這些設(shè)備需要與人體接觸，與病人身體之間有能量交換，監(jiān)視病人體內(nèi)的能量交換。在此類場(chǎng)所醫(yī)療設(shè)備電源中斷不會(huì)引起病人生命危險(xiǎn)，醫(yī)療設(shè)備因停電而重新開始不會(huì)影響對(duì)病人的診斷。例如：病房、產(chǎn)房、X光室等。

在0類和1類場(chǎng)所允許采用帶漏電保護(hù)的接地系統(tǒng)供電（脫扣電流30mA，脫扣時(shí)間100mS），既TT或TN-S系統(tǒng)，禁止使用三相四線制接地系統(tǒng)，即TN-C系統(tǒng)。

c. 應(yīng)用組2類：在這類場(chǎng)合使用的醫(yī)療電氣設(shè)備包括：在病人體表或體內(nèi)使用的實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器；用于手術(shù)的儀器設(shè)備；維持病人生命和軀體功能的設(shè)備；用于打開心臟、大腦的設(shè)備。在此類場(chǎng)合醫(yī)療設(shè)備電源中斷會(huì)引起病人生命危險(xiǎn)；微弱的漏電流會(huì)產(chǎn)生‘微電擊’。在2類場(chǎng)所中每個(gè)房間必須至少配備一套醫(yī)用IT電源供電（隔離供電電源），該電源系統(tǒng)必須安裝絕緣監(jiān)視儀。例如：麻醉室﹑手術(shù)室﹑手術(shù)準(zhǔn)備室﹑手術(shù)石膏室﹑手術(shù)恢復(fù)室﹑心臟導(dǎo)管插入室﹑重癥監(jiān)護(hù)室﹑心臟監(jiān)護(hù)室﹑血管造影檢查室﹑早產(chǎn)嬰兒監(jiān)護(hù)室等。均屬于2類場(chǎng)所在應(yīng)用組2類的醫(yī)療場(chǎng)所，必須使用帶絕緣監(jiān)視的隔離電源系統(tǒng)，即IT系統(tǒng)。

在某些醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)，對(duì)電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)間有一定的時(shí)間要求，為了保證供電的可靠性需配置安全電源，當(dāng)失去正常供電電源時(shí)，該安全電源應(yīng)在預(yù)定的切換時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)行。

如何保護(hù)醫(yī)院的病人以及醫(yī)護(hù)人員不受漏電事故的傷害已經(jīng)變得非常重要，已經(jīng)受到了國(guó)內(nèi)外的繼電保護(hù)專家和醫(yī)生們的普遍關(guān)注。許多國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域，尤其是那些生命攸關(guān)的場(chǎng)所，如手術(shù)室﹑重癥監(jiān)護(hù)室﹑心臟監(jiān)護(hù)室等處的醫(yī)用配電系統(tǒng)做出了特殊規(guī)定，其目的就是保證為該場(chǎng)所內(nèi)的醫(yī)療電器設(shè)備提供一個(gè)安全可靠的電源，以確保病人的安全。

潔凈度等級(jí)與濃度的關(guān)系式如下 ：

式中 N—潔凈度等級(jí)，數(shù)字不超過9，潔凈度等級(jí)之間的中間數(shù)可以按0.1為最小允許遞增量；

D—要求控制的粒徑，μm；

例如，5級(jí)潔凈室，≥0.5μm粒子的最大濃度限值為