现代医院手术室IT供配电系统的设计与研究

  伴随着我们的生活水平的提高，医疗要求的持续改善，大家对身体健康越来越注重并且对医疗标准提出了更高的要求，对医院手术室医疗设备提出了更高的要求。过去医院一般手术室情况已经无法满足大众的规定，现如今一些大型综合性医院早已引入和改造了很多由做到国家标准的手术室所组成的手术室，使医院手术硬件配置达到一个新的水准，本文将医院手术室供配电系统系统设计与研究作一些讲解和讨论。

  1 对医院手术室配电设备系统的有关规定

   依据JGJ16-2008民用型建筑电气设计标准的相关规定“医疗场所选用IT系统供电系统时必须符合下列规定”

  1.1在2类医疗场所内,用以延续生命、手术和其它坐落于“病人地区”里的医疗电器设备和系统的配电控制回路,均应使用医疗IT系统。

  1.2主要用途同样且相紧邻的屋子里，最少应设一回单独的医疗IT系统。医疗IT系统应配备一个沟通交流内特性阻抗不得少于100KΩ的绝缘监测器并符合以下规定：

   1）工作电压不得大于直流电25V；

   2）引入电流最高值不得大于1mA；

   3）在接地电阻降到50KΩ时,应发信号,并要配备实验此功能的器材。

  1.3每一个医疗IT系统应建在医护人员可以适当的监控的区域,并要安置配置有以下作用元件的声光报警器系统：

   1)要以信号灯亮表示运行正常；

   2)当接地电阻下降至动作值时,灯闪应照亮，且应不可以清除或断掉该闪灯标示；

   3)当接地电阻下降至动作值时,可音箱报案姿势,该音箱报案可消除；

   4)当故障被消除恢复过来后，淡黄色数据信号应灭掉。

   当仅有一台机器设备由每台专用医疗IT变电器供电系统时,该变电器并不安置绝缘监测器。

  2 当代医院手术室的供配电系统设计方案

   1）医院手术室确保配电稳定性应当采取两路供开关电源遇到困难时，应设后备电源并能在1min内自动选择，其用电量需从本房屋建筑配电设备核心专线运输提供。依据应用场所的需求，关键采用TN－S系统和IT系统两种方式，不可以选用 TN－C系统。为了降低外界尘、菌的进入而产生互相污染，医院手术室的总体配电箱，需设于非洁净区内。

   2）手术室内用电量应当与辅助用房用电量分离，每一个手术室的主干线独立铺设。每一个手术室应配有一个单独专用型配电柜，为了能维修时相关工作人员不出手术室，降低外界感柒，配电柜不可建在手术室内，应建在该手术室的外廊腋角内。手术室的配电设备总负载应按照设计要点测算，并不宜小于8kVA。手术室里的开关电源宜设定漏电检测警报系统。

   3）手术室内医疗机器设备用电源插座，在每边墙壁上最少应设置3个插座箱，插座箱上需设接线端子排，其接地线电阻不得大于1Ω。如果在路面安装插座，电源插座应该有防潮对策。

   4）手术室配电设备管道应使用金属软管铺设，越过墙和楼板电线套管需加防水套管，防水套管上用难燃材料密封性。进到手术室内电力的线管穿线后，支管应使用耐腐蚀和难燃材料封闭式，为了保证在遇到火灾时也不会因为烧毁电缆线绝缘层而短路故障，应采用矿物质电缆；与此同时手术室内不得有明露管道。

  3 医院手术室净化空调配电设备和控制设计方案

   1）空气过滤解决是手术室清洁总体目标的关键所在，手术室注重空气洁净度是必需保障条件，因而手术室净化空调开关电源的稳定性尤为重要，针对手术室净化空调的电源应该是一级负荷，以双电源供电（转换时间能超出15s） 或者以单独控制回路取自低压开关柜事故母线槽段。

   2）各手术室的空调通风设备理应能在房间里全自动或手动操作。操纵武器装备显示面板应当与手术室内墙壁相平严实，其检修孔建在手术室以外；一般空调通风设备开关按钮全部设置在手术室综合性操作面板上，便捷医务人员的应用，该综合性操作面板还包含时钟显示、护理对讲系统电话分机、医疗空气压力的检测等其它功能。

  4 医院手术室电力安全与接地装置设计方案

   医疗电器设备不但和人体表层触碰，有些也和人的内脏触碰，难免会有医疗电器设备和仪表仪器绝缘层毁坏，电流量泄露的情况，这便不可避免地造成医疗触电事件的发生，因此应给予十分重视，应依据不一样手术室的需求，开展科学设计，采用安全性配电设备。

   1）漏电保护器的使用当穿过身体电流量低于30mA时，身体就不至于产生心房纤颤而触电至死，因而世界各国要求低电压移动终端和电源插座等尾端控制回路剩下走电姿势保护装置（通称RCD）的额定值动作电流为30mA。据IEC标准要求，在TN－S系统中对由医务人员实际操作，不接触患者人体的正常的医疗机器设备电源插头控制回路，挑选动作电流不得超过30mA的RCD作额外维护；在开展例如心血管内部结构手术和终断供电系统将导致生命威胁的治疗方法场所，RCD只有用于手术台上、X光机、最大功率超过5kVA大型电器设备、无所谓的的电器设备回道路上。《民用建筑电气设计规范》要求医疗电气设备的 RCD动作电流宜按6mA挑选。IEC标准要求：开展心脏手术的医疗机器设备漏电流正常情况为10μA以内，单一故障显示为50μA以内(根据心血管电流量超出 50μA便会心房纤颤导致死亡，被人称为微触电至死)，随之手术室内电位差正常的中为10mV，单一故障显示为50mV。因此对于开展心脏手术的医疗机器设备不适合选用漏电流姿势维护，要采取避免微触电的保障措施。

   2）作部分等电位联结为了能有效防范手术室这个特殊场所因医疗机器设备产生漏电流而出现严重危害，降低手术室上用与策略的电势差，要采取等电位联结，在我国《医院医院手术室工程建筑技术标准》要求全部手术室均应设安全性工作接地系统和等电位接地系统。手术室内等电位联结的处理方式在屋子墙壁设定等电位联结箱，手术室里的照明灯具，无影灯，金属材料器械柜，呼吸麻醉机，手术床，金属门窗，空调进出风口的金属格栅框，各种各样医用气体管路，防干扰信号的金属屏蔽，隔离变压仪一、二次绕组之间的金属屏蔽层，木地板下可能性的金属网格等，为了保险起见均需作等电位联结，由等电位联结端子板连接成一体，可参照国标图集02D501－2 《等电位联结安装》。

   3）设定部分IT系统。《医院医院手术室工程建筑技术标准》要求心外科手术室的配电箱改装隔离变压仪，即选用IT系统供电系统。该供电模式设一台1:1专用型隔离变压仪，其二次侧不接地装置，箱里设一套漏电检测警报系统(绝缘层监控设备)以避免造成接地装置故障电流量。当出现第一次短路故障故障时，一般当系统绝缘水平小于50kΩ时，并不是全自动关闭电源，由绝缘层监控设备传出故障报案。这时候故障电流量仅是医疗场所里的一小段线路少量对地电容电流量，造成该场所里的不一样部分电势差不大。这时候医师可以根据患者病况严重程度，在保证患者安全的情况下，再决定是否关闭电源，并采取有效措施。产生第一次接地装置故障，在手术

  后，应该马上清除故障，避免第二次异像接地装置故障而造成相间短路。手术室IT系统设计方案需要注意以下几个方面：

   a.应设漏电检测警报系统。

   b.隔离变压仪需设定负载和温度检测器。

   c.手术室内基本照明灯具开关电源无须根据隔离变压仪。

   d.以上选用不得超过30mA的RCD维护的机器无须根据隔离变压仪。

   e.手术室内IT系统的PE线仍然是医院内TN－S系统的PE线延展，也就是IT系统和TN－S系统同用同一个工作接地的接地系统，切忌另打独立的接地装置，以避免2个接地系统间可能出现的电势差对生命安全构成威胁。

   4)为避免通信网络设备对医疗电气设备造成影响，手术室内严禁设定无线通信设备。与此同时为了防止雷击电磁脉冲，维护医疗电子产品，以防对生命安全构成威胁，手术室开关电源应改装浪涌保护器。

  5 安科瑞医疗IT系统详细介绍

  5.1简述

   伴随着电子器件医疗系统在医院领域内的广泛运用，泄露电流对患者组成危胁也非常大，尤其是那些生命攸关的场所，患者在手术中常麻醉状态下，各种各样电级、感应器插入人体中，细微的泄露电流都可能导致患者触电身亡。此外有一些医疗机器设备用以保持重症患者生命，一旦机器设备断电，也对患者的性命造成威胁。因而，针对医院这一独特场所的配电设计，必须严格按照我国标准规范规定，选用IT系统供电系统。

   安科瑞医疗IT系统绝缘监测故障定位设备及系统适用医院的手术室、ICU(CCU)监护病房等关键场所，能给这类场所提供优质、持续、可信赖的供电系统解决方法。

  5.2 医疗防护电源监控系统

   医疗防护电源监控系统用以智能运维医疗大厦中所有医疗2类场所医疗IT系统的运行情况。这类智能运维系统能设在医院电气运行和维护员的监控室内，还可以集成化在其他电力监测系统中，由专业电气设备工作人员进行监测，一旦某套IT系统发生故障，电气设备维护员也能够在一时间内作出判断，并依据实际情况予以处理。

  5.2.1 系统系统架构图

  5.2.2软件工具 安科瑞医疗防护电源监控系统都是基于触摸屏软件设计方案，手机软件具备远程控制精确测量、远程控制基本参数和远程控制自查等功能，为医院2类场所隔离电源系统的智能运维带来了强悍的系统集成化专用工具。手机软件的主要作用如下图所示2：

  图2手机软件的主要作用■ 一次图与现场遍布表明 系统具备一次图及现场布局图显示功能，能直观地了解和及时的发觉IT供电系统系统的报案地址或地区，进而便捷专业技术人员立即赶到现场开展故障清查；■ 实时数据分析与表明 运用安装在各隔离电源系统中绝缘监测仪表盘和绝缘层故障精准定位仪表盘，收集各隔离电源系统参数值。收集到的数据实时展示在监管系统页面，这种检测参数含IT系统绝缘阻值、变压器负荷电流量、变压器绕组环境温度及绝缘层故障控制回路等如下图3；

  ■ 故障报案 将各个医疗隔离电源系统发生的各种故障，如绝缘层故障、负载故障、过热故障及其布线断开故障等相关信息进行统一解决并记录，同时可直接从控制界面上弹出来表明故障种类、检测值、故障地址及其故障开始时间等相关信息。与此同时运行监管系统的声光报警器系统，及时发现相关负责人，开展故障解决。在其中，响声报警系统可以被手动式清除。■ 远程控制基本参数和查看 根据系统，可根据需求远程控制优化与设定各医疗隔离电源系统中绝缘监测仪的各种报案主要参数阀值，也可以随意查询这种报案变量值。主要参数包含绝缘层预警值、负荷电流预警值和隔离变压仪温度报警值等如下图4。

   ■ 图形显示作用： 系统可以通过曲线方式，表明各套隔离电源系统的绝缘层情况、负荷情况，及其隔离变压仪的温度情况，以及这些的趋势分析，这样有利于分管理者掌握与分析各开关电源系统的运转变化趋势，有目的性的对于某些系统开展保养维护。

   6 汇总 现阶段人们对于医院手术室的生活环境要求也越来越高，从前的一些设计方案远不可以满足消费者对安全防范措施的需求。特别是手术室中很多机器设备碰触人体五脏和人的大脑等器官，如出现电气设备走电故障，很容易引发电气事故。怎样保护医院的患者及其医务人员不会受到走电事故损害开始变得至关重要，早已得到了国内外继电保护装置专家学者医生和护士的普遍关注。很多国家和国家标准都是对的医疗行业，尤其是那些生命攸关的场所，如手术室﹑ICU﹑心血管重症监护室等处医疗配电设备系统作出了独特要求，其目的就是为了确保为场所里的医疗电气设备提供一个可靠的开关电源，以保证患者的安全性。论文参考文献[1] 段晋晋，当代医院手术室供配电系统系统设计与研究.[2] 分布式电源设计与应用指南.2020.6版.