- 现代医院医疗场所安全用电的措施
- 日期:2007-09-17 21:21来源:中国卫生工程网:中国卫生工程网:
- 众所周知,在现代医院工作的过程中,电子仪器、电子设备日益增加,它同各种诊断、治疗工作密切结合,医院用电质量要求更加严格,用电方式更加复杂,用电量大幅度增加,因此安
众所周知,在现代医院工作的过程中,电子仪器、电子设备日益增加,它同各种诊断、治疗工作密切结合,医院用电质量要求更加严格,用电方式更加复杂,用电量大幅度增加,因此安全供电是医院建设过程中重要环节,特别是手术部、ICU病房这些特殊医疗场所尤为显得重要。
医用供电有如下基本要求: A、医院供电必须具有防断电措施 应具有双路供电自动切换的功能,并备有发电机组以防意外,重要场所配置UPS不间断电源。不同功能区的供电,线路要分开,以免相互影响。 B、医院供电必须具有防漏电措施 医用配电不同于一般的民用建筑的配电,在医疗环境微小的漏电电流,都会酿成严重的医疗事故。
为此医院最安全的供电方式有三相五线制、不接地配电方式。
一、 三相五线制(TN-S系统) 三相五线制系统(TN-S系统),又称保护接地系统,国际电工委员会IEC的编号为TN—S,见[图—1]。这种供电方式是把三相供电的零线N接地,与仪器设备外壳相连的保护地PE也接地,零线N和保护地PE可以连接在同一地线上,或将保护地线PE单独接地,视工作环境要求而定。电源变压器输出三相,加上零线N和保护接地线PE共五条线从配电柜输出,故称三相五线制。 三相五线制(TN—S)系统优点如下: A. 由于零线N和保护接地PE分开,保护地线在正常工作中无电流流过,因此在PE线上无电压降,即仪器外壳无电压,三相用电的不平衡,或零线断路,保护接地PE功能不受影响。 B. 减少50Hz共模干扰,。 C. 在电源线绝缘损坏造成仪器外壳带电,保护接地线PE把故障电流安全导入大地,可避免发生触电危险。 这种配电方式具有可靠的保护功能,是医用最佳配电方式。在病房、产房、医学图像检查室、生物电检查室,都应采用这种配电方式,不同的环境对保护接地线PE可提出不同的要求。 目前很多医院采用TN-C-S供电系统,这是将三相四线制TN-C与三相五线制TN—S两个系统相结合的一种配电方式。在这种方式中,零线N和保护地线PE一部分公用,一部分是分开的。即在每个房间中的零线N和保护地线PE是分开铺设的,到配电柜中零线和保护接地线PE接在一个公共点上,此公共点既与电源的零线相接,又与预埋接地线或楼体的结构钢筋相接。该系统实质上仍存在TN-C系统的缺点,在一些重要医疗环境,特别是手术环境,大型医疗设备工作环境,TN-C-S供电系统不宜采用。但由于施工的投资减少,目前很多医院仍采用这种配线方式,在门诊室、候诊室、按摩室、办公室使用TN-C-S供电系统是安全可靠的。
二、不接地配电方式(IT系统) 国际电工委员会编号为IT系统,国内普遍称为隔离供电系统,或称为隔离变压器供电系统。 为了有效地防止微电击的发生,国际上现在普遍采用不接地电源(IT系统),给手术室、心导管室、复苏室ICU病房、CCU病房、新生儿病房、心电图室、脑电图室、理疗室、透析病房等特殊医疗场所供电,应当采用IT供电系统,或IT系统、TN-S系统同时使用。见[图—2]。 隔离电源两根输出L1、L2都是相线,都应安装断路器或熔断器。 A、 隔离供电原理 一般供电电网是以大地作为参考电位,相线中的电流可以通过任何未绝缘的通道,对地构成回路,这是电击的根本原因。隔离供电是采用隔离变压器供电,电源经隔离变压器后,原电网中的地已不再是参考电位了。隔离变压器任何一根输出线都不能与地构成回路,只能在两根输出线之间构成回路,这就提高了供电的安全性。 同隔离变压器配套使用的隔离电源漏电报警器,它测量电源线的对地电阻,两根电源线中任何一根对地存在着未绝缘通道,就出现了一个故障点,存在漏电的可能,立即予以报警,这是潜在危险报警。只有在一根线接地,一根触及人体,或者两根同时触及人体的情况下,即出现两个故障点时,才有遭电击的可能,这比普通电网供电要安全。 当供电线路出现了一个故障点,线路与地出现了低阻抗,就发生报警。报警发生后,医护人员可以根据手术情况决定是否继续进行手术,医护人员可以利用第二故障点尚未发生时采取必要的预防措施。 [图—3]隔离变压器供电原理图,L1、L2为两根电源线,对地绝缘。若L2接地(绝缘下降低阻通路),即出现了第一故障点,就发生报警。这时对地并没有构成回路,对地无电流,若L1发生故障,对地绝缘下降,这就构成回路。产生对地电流,发生电击。l1的故障是尚未发生的潜在故障,所以报警是预防性的报警。 B.在线绝缘监视仪原理 在隔离供电IT系统中,在线绝缘监视仪是核心关键设备,由于在线测试,技术要求高,见[图—4]在线绝缘监视仪框图。该设备采用先进的自调整脉冲测量技术,在隔离变压器输出的两线间施加微弱的连续脉冲信号,利用恒流源的高阻抗特性,对系统的隔离不会造成影响。通过施加一已知的脉冲电流信号后测量试验阻抗两端的电压降,如果试验阻抗中已有电流流过,则施加的脉冲信号必须译成某种形式的编码,这样就可以测定对应的电压降。用此方法测量得到一条线路对地的阻抗值是与隔离系统与地之间所有阻抗并联值相等的,因此在发生故障时,只要考虑一条线路与地之间的电压,就可以计算出流过的故障电流。 因为系统中对应的阻抗包括纯阻性和感抗及分布电容产生的容抗,阻抗在50HZ频率及其他频率范围的阻抗值是不断变化的,利用此技术可有效消除电网中的分布电容等其他外界因素的干扰,既不影响IT系统的完整性也不受外界因素的影响,能真实准确测量IT系统中实际的漏电流数据。 采用高速DSP运算处理器进行动态在线数据处理,实时显示测量数据在5mA时报警,并能提供远程外接报警显示功能。直接将在线绝缘监视仪和隔离变压器安装在一起,利用网络通信技术将主机的测量报警信息通过网络也可传递到若干终端显示观察,避免了有时需将在线绝缘监视仪与隔离变压器的安装有较长的连线的问题,解决了连线上分布电容对仪器测量的准确性和对IT系统的影响。 在线绝缘监视器还能监视IT系统的负载电流和隔离变压器的温度,防止线路过负荷等情况. 参照国际IEC标准,在线绝缘监视仪内阻不小于100千欧,测量电压不大于25V,测试电流不大于1mA,IT系统对地绝缘电阻小于50千欧时,有相应显示。如果在线绝缘监视仪与电源系统或大地的连接中断,应有相应的显示报警。 还会推出在线绝缘故障定位检测系统,能有效快速找出IT系统中的故障点,为方便排除故障提供有效的手段。
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