任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】結(jié)合工程案例，對(duì)醫(yī)院手術(shù)室供配電系統(tǒng)，負(fù)荷分級(jí)，供電電源，電氣安全與接地等電氣設(shè)計(jì)重點(diǎn)作簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)療IT系統(tǒng)；手術(shù)室配電系統(tǒng)；安全與接地絕緣檢測(cè)儀；

0引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對(duì)生活質(zhì)量要求不斷提高。近年來(lái)醫(yī)院建設(shè)飛速發(fā)展，醫(yī)院功能越來(lái)越復(fù)雜，醫(yī)療設(shè)備也越來(lái)越多，因此對(duì)醫(yī)院設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。由于醫(yī)院建筑的特殊性，無(wú)論對(duì)供電的可靠性，電能質(zhì)量要求均提出了更高的要求，而手術(shù)室是醫(yī)院非常重要的組成部分，手術(shù)室本身也有原來(lái)的普通手術(shù)室演變?yōu)闈崈羰中g(shù)室，使醫(yī)院手術(shù)的硬件環(huán)境達(dá)到了一個(gè)新的水平，本人結(jié)合醫(yī)院設(shè)計(jì)的工程實(shí)例，針對(duì)醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

1工程概況

某醫(yī)院建筑總面積62444平方米，其中地上建筑面積49401平方米。由病房綜合樓、醫(yī)技門診樓、科研后勤樓組成。為三級(jí)甲等綜合性醫(yī)院。病房綜合樓建筑面積為25718平方米，為十九層高層建筑。手術(shù)室設(shè)在病房綜合樓三層，共7間手術(shù)室及其配套用房，包括術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)后蘇醒、麻醉準(zhǔn)備等用房，ICU重診監(jiān)護(hù)室設(shè)在六層，四層為設(shè)備轉(zhuǎn)換層，其中為手術(shù)室配套的潔凈空調(diào)設(shè)在該層。

2供配電系統(tǒng)

2.1負(fù)荷分級(jí)

消防用電（如消火栓泵、噴淋泵、排煙風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、防火卷簾門應(yīng)急照明）、消防電梯及消防電梯排水泵、漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)均為一級(jí)負(fù)荷。住院樓中的公共走道照明、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，安防系統(tǒng)，電子信息設(shè)備機(jī)房，客梯，排污泵，排水泵、生活水泵用電、手術(shù)室的潔凈空調(diào)用電等為一級(jí)負(fù)荷。醫(yī)院手術(shù)室、重診監(jiān)護(hù)室為一級(jí)負(fù)荷重特別重要負(fù)荷。一般照明、舒適性空調(diào)設(shè)備為三級(jí)負(fù)荷。

2.2供電電源

根據(jù)本工程的特點(diǎn)、負(fù)荷分級(jí)及當(dāng)?shù)爻鞘须娋W(wǎng)的實(shí)際供電情況，本工程引入二路10KV獨(dú)立電源供本建筑群所有負(fù)荷供電。為了保證消防設(shè)備、手術(shù)室、重診監(jiān)護(hù)室、智能化管理機(jī)房設(shè)備、弱電機(jī)房設(shè)備等重要負(fù)荷供電的可靠性，本工程除采用2路市電供電外，還設(shè)置1臺(tái)800kW柴油發(fā)電機(jī)為消防及重要負(fù)荷供電。柴油發(fā)電機(jī)的供電電壓等級(jí)為0.4kV。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)處于常備啟動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)兩路市電中斷供電時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)立即啟動(dòng)，并應(yīng)在15~30S內(nèi)向消防及重要負(fù)荷供電。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)與市電連鎖，不得與其并列運(yùn)行。當(dāng)市電恢復(fù)時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)自動(dòng)退出工作，并延時(shí)停機(jī)。為了避免用電設(shè)備的電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)而造成柴油發(fā)電機(jī)組熄火停機(jī)，用電設(shè)備應(yīng)具有不同延時(shí)，錯(cuò)開(kāi)啟動(dòng)時(shí)間。重要性相同時(shí)，先啟動(dòng)容量大的負(fù)荷。自啟動(dòng)機(jī)組的操作電源，機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)，燃料油，潤(rùn)滑油，冷卻水以及室內(nèi)環(huán)境溫度等均應(yīng)保證機(jī)組隨時(shí)啟動(dòng)。水源及能源具有獨(dú)立性，不得受市電停電的影響。為保證柴油發(fā)電機(jī)與市電，變壓器之間不并列運(yùn)行，各主開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖關(guān)系如圖1所示：

注：“√"表示此開(kāi)關(guān)閉合，“×"表示此開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)“K3"為電動(dòng)合閘。聯(lián)絡(luò)時(shí)要先斷開(kāi)K1或K2中的一個(gè)，K3才能合上。如取消聯(lián)絡(luò)，須先斷開(kāi)K3，K1或K2才能合上。

3.手術(shù)室配電系統(tǒng)

3.1電擊對(duì)人體的傷害

電流流入人體主要有三種后果。首先是灼傷，特別是在電流流入和流出人體的地方。其次是肌肉的麻痹，它可能短暫地使呼吸停止。第三種盡快處理，否則會(huì)造成腦損傷或死亡。

3.2醫(yī)院手術(shù)室配電系統(tǒng)的規(guī)定

IEC（國(guó)際電工協(xié)會(huì)）60364-7-710.在國(guó)際電工協(xié)會(huì)IEC60364標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008 12.8.6.1中規(guī)定，在醫(yī)療領(lǐng)域，由電網(wǎng)電源供電，用于維持生命或外科手術(shù)的醫(yī)療電器設(shè)備﹑以及用于手術(shù)室照明和類似照明設(shè)備﹑額定電壓超過(guò)AC25V或DC60V的設(shè)備，使用帶絕緣電阻監(jiān)視儀的IT電源系統(tǒng)。

3.3手術(shù)室配電

3.3.1系統(tǒng)接地故障保護(hù)

手術(shù)室配電采用IT系統(tǒng)，即中性點(diǎn)不接地配電系統(tǒng)。當(dāng)用電設(shè)備對(duì)人體心臟直接漏電電流大于10uA時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致病人死亡，在醫(yī)學(xué)上稱之為微電擊。而在一般通用建筑中所用的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，其動(dòng)作響應(yīng)值是30mA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要。因此，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zuo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。一方面可以防止其它回路中的漏電電流通過(guò)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；另一方面一旦隔離電源上所接負(fù)載出現(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，保護(hù)了病人免造漏電流的傷害。

3.3.2系統(tǒng)供電的連續(xù)性

手術(shù)室等場(chǎng)所對(duì)供電連續(xù)性要求很高，故設(shè)計(jì)為兩路10KV進(jìn)線，自備柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為第三電源，電源自動(dòng)切換，以保證供電的可靠性，并在手術(shù)室配電箱中增加UPS電源，以保證這些特殊場(chǎng)所的供電連續(xù)性。為使隔離變壓器及UPS容量不至于太大，因此一般的用電設(shè)備不需經(jīng)隔離變壓器配電（如觀片燈、書寫臺(tái)燈等）。手術(shù)室配電箱系統(tǒng)圖如圖2所示。

3.3.3絕緣監(jiān)測(cè)

病人在做手術(shù)時(shí)，特別是重要部位的手術(shù)（如心臟手術(shù)），哪怕有微小的一點(diǎn)漏電流也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，甚至直接導(dǎo)致病人死亡。因此對(duì)于手術(shù)的用電設(shè)備絕緣完好是非常重要，所以設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備，并在顯眼的位置設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)報(bào)警顯示儀，以確保用電的可靠性。

3.3.4手術(shù)室配電箱的安裝位置

潔凈手術(shù)室配電箱不得安裝在手術(shù)室內(nèi)部，應(yīng)安裝在手術(shù)室的外走廊，以避免干擾手術(shù)室內(nèi)部設(shè)備，影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于手術(shù)室配電的重要性，潔凈手術(shù)室內(nèi)的電源宜設(shè)置漏電檢測(cè)報(bào)警裝置。

3.4重診監(jiān)護(hù)室（ICU）配電

重診監(jiān)護(hù)室（ICU、CCU）配電僅次于手術(shù)室配電，采用雙路供電（外帶柴油發(fā)動(dòng)機(jī)），集中設(shè)置一個(gè)EPS電源，以確保供電的連續(xù)性。一般采用幾個(gè)病床共用一個(gè)隔離變壓器及絕緣檢測(cè)儀個(gè)病床共用一個(gè)隔離變壓器及絕緣檢測(cè)儀（一個(gè)回路），幾個(gè)回路集中設(shè)置絕緣監(jiān)

測(cè)顯示儀，一般設(shè)置在護(hù)士站。這種配電方式既能滿足設(shè)備的用電需要，保證用電的可靠性，又能節(jié)約設(shè)備投資。ICU配電箱系統(tǒng)圖如圖3所示。

4.手術(shù)室照明設(shè)計(jì)

手術(shù)室照明一般采用混合照明設(shè)計(jì)，分為一般照明，手術(shù)室重點(diǎn)照明，信號(hào)燈照明和觀片燈照明。

手術(shù)室工作照明照度大多在500lx以上，高者甚至達(dá)到1500lx。潔凈手術(shù)室一般照明用光源可選用色溫為4000~5000K之間的潔凈熒光燈，其色溫與無(wú)影燈光源的色溫相適應(yīng)，其顯色性接近自然光。照明燈具應(yīng)為嵌入式燈具，布置在手術(shù)臺(tái)的四周，且布置在風(fēng)口之外。無(wú)影燈應(yīng)根據(jù)手術(shù)室尺寸和手術(shù)要求進(jìn)行配置，為手術(shù)室的重點(diǎn)照明，一般為照明設(shè)計(jì)人員與專業(yè)義務(wù)人員共同研究確定，以達(dá)到更好的效果。手術(shù)室內(nèi)應(yīng)設(shè)置觀片燈，觀片燈的數(shù)量宜根據(jù)手術(shù)室的大小類型配置，一般為多管熒光燈，每支熒光燈單獨(dú)設(shè)置開(kāi)關(guān)，手術(shù)室門外上方還應(yīng)設(shè)置信號(hào)燈，信號(hào)燈的控制開(kāi)關(guān)設(shè)在手術(shù)室內(nèi)。

5.手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)中其他應(yīng)注意的問(wèn)題。

5.1防靜電措施

手術(shù)室還應(yīng)根據(jù)需要采取防靜電措施。由于物品摩擦產(chǎn)生的靜電，當(dāng)放電時(shí)產(chǎn)生的電流，如果流過(guò)患者的心臟時(shí)，一個(gè)很小的電流就會(huì)致患者死亡。靜電也會(huì)對(duì)一些精密醫(yī)療電子儀器產(chǎn)生干擾。一般采用手術(shù)室鋪設(shè)防靜電地板等措施。

5.2其他

潔凈手術(shù)部配電管線應(yīng)采用金屬管敷設(shè)，穿過(guò)墻和樓板的電線管應(yīng)加套管，套管內(nèi)用不燃材料密封。進(jìn)入手術(shù)室的電線管穿線后，管口應(yīng)采用無(wú)腐蝕和不燃材料封閉。特殊部位的配電管線宜采用礦物絕緣電纜。手術(shù)室室內(nèi)應(yīng)注意與手術(shù)室無(wú)關(guān)的管線（如通風(fēng)管道、水管等）不得穿越通過(guò)。

6醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)的選型與應(yīng)用

6.1概述

隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，漏電流對(duì)病人構(gòu)成的威脅也越來(lái)越大，尤其是那些生命攸關(guān)的場(chǎng)所，病人在手術(shù)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(dǎo)致病人觸電身亡。另外有些醫(yī)療設(shè)備用于維持重癥病人的生命，一旦設(shè)備停電，也會(huì)對(duì)病人的生命構(gòu)成威脅。因此，對(duì)于醫(yī)療這一特殊場(chǎng)所的電氣設(shè)計(jì)，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的手術(shù)室、ICU(CCU)監(jiān)護(hù)病房等重要場(chǎng)所，能為這類場(chǎng)所提供安全、連續(xù)、可靠的供電解決方案。

6.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于醫(yī)院的手術(shù)室、各類重癥監(jiān)護(hù)室、搶救室、內(nèi)窺鏡室及造影室等醫(yī)療二類場(chǎng)所的醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及自動(dòng)化。

6.3系統(tǒng)架構(gòu)

6.4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(shè)計(jì)，軟件具有遠(yuǎn)程測(cè)量、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和遠(yuǎn)程自檢等多種功能，為各類場(chǎng)所的IT配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控提供了強(qiáng)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(chǎng)分布顯示

系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場(chǎng)分布圖顯示功能，能直觀的了解并及時(shí)地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報(bào)警地點(diǎn)或區(qū)域，從而方便專業(yè)人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障排查；

實(shí)時(shí)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(cè)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(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面，這些監(jiān)測(cè)參量含IT系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻、變壓器負(fù)荷電流、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等。

故障報(bào)警

將各IT配電系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障，如絕緣故障、過(guò)載故障、超溫故障以及接線斷線故障等信息進(jìn)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(cè)值、故障地點(diǎn)以及故障發(fā)生時(shí)間等信息。同時(shí)啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的聲光報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)提醒相關(guān)人員，進(jìn)行故障處理。其中，聲音報(bào)警信號(hào)可被手動(dòng)消除。

遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和查詢

通過(guò)系統(tǒng)，可根據(jù)要求遠(yuǎn)程調(diào)整和設(shè)置各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測(cè)儀的各類報(bào)警參數(shù)閾值，也可以任意查看這些報(bào)警參數(shù)值。參數(shù)包括絕緣報(bào)警值、負(fù)載電流報(bào)警值和隔離變壓器溫度報(bào)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(fù)載狀況，以及隔離變壓器的溫升狀況，以及它們的變化趨勢(shì)，以便于分管理人員了解和分析各電源系統(tǒng)的運(yùn)行變化情況，有針對(duì)性的對(duì)某些系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

6.5安科瑞產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)

7．結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)例就醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)要的分析和總結(jié)，文中觀點(diǎn)可能存在些許不足之處，希望得到同行的批評(píng)和指正。

參考文獻(xiàn)

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[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版

作者簡(jiǎn)介：任運(yùn)業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事醫(yī)用IT隔離電源系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。