浅谈医疗IT隔离电源供电系统

浅谈医疗IT隔离电源供电系统方小燕（江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405）摘 要：阐述了IT系统的定义、组成及特点，IT系统在医疗场所应用时的注意事项。介绍了IT系统绝缘监测功能的扩展：IT系统过负荷检测，IT系统隔离变压器温度检测，IT系统接地故障定位检测。关键词：IT系统绝缘监测过负荷检测隔离变压器温度检测隔离电源0引言随着电子医疗设备在医院的广泛应用，电流对病人构成的潜在威胁也远远大于以前，尤其是病人在手术中或麻醉状态下，各种电极、传感器直接插入病人体内，如有极其微弱的泄电流直接流过病人的心脏，就会导致病人触电身亡，在医学上称为微点击。目前，我国大多数医院配电系统的接地形式采用TN系统。该系统接地妨碍多为金属性短路。因妨碍电流较大，使断路器等过电流掩护装置动作，造成停电。显然TN系统不能满足医院中一些重要场所对不间断供电的实用要求。故医院2类场所：如急诊抢救室，中心手术部的所有手术室；所有CU病房（包括ICU,CCU,NICU,PICU,SICU等）；心脏导管介入室和精力管造影室等，应当采用IT隔离电源供电。什么是IT隔离电源系统I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地; T表示负载侧电气设备进行接地保护。IT系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，医院的手术室、急救室和ICU室等二类场所必须采用IT系统。运用IT方式供电系统，即电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统安全、可靠。医用隔离电源，简单说就是隔离变压器和绝缘监视仪以及报警终端（还包括互感器和报警终端电源）三个放在一起。供电原理很简单，说白了就是利用隔离变压器把TN供电变成不接地的IT供电，实际上一个隔离变压器就能实现应用的功能，但考虑到系统的长期稳定性，才会放上绝缘监测仪进行在线的实时检测整体的绝缘水平。2IT隔离电源基本组成医用IT隔离电源一般由绝缘监测仪、报警与显示装置、隔离变压器以及变压器负载组成。3手术室里哪些电器需要隔离电源供电手术室里很多重要设备应使用隔离电源供电，比如：麻醉设备、病人监护设备、呼吸器、透析设备、注射泵、输液泵、脉压机、心力记录器、心肺机、恒温培养箱、高频外科设备、心率电子脉冲调节器等。4为什么要用隔离电源供电在医院的特殊环境里，漏电流对病人构成了潜在的危险，因此对电气安全设计也提出了特殊的要求。尤其是那些生命攸关的场所，如外科手术室、重症监护室、心脏手术室等地均需安装医用IT隔离电源，其目的就是为了保证对该场所内的医疗电器提供一个安全可靠的电源，以确保病人的安全。在导电体触及到心脏(例如，打开心脏的手术或埋置心脏起搏器)时，在普通安全接地的导体之间流过的细微电流会造成微电击和死亡的可能。隔离变压器就象一个门一样，将医疗地区的非保护区域和保护区域的电气线路隔开，保护区域内所有带电导体是与地隔离的，防止线路绝缘层上危险电流造成微电击。绝缘监视仪必须与隔离变压器配合使用，用来连续监视隔离变压器二次侧的带电导体与地之间的电阻及电流，例如，手术过程中流出体外的血液和金属制的手术台可能会使病人与地形成一个通路，这样就存在预期危险电流，一旦医疗电子设备的导电体也形成对地通路(如漏电)，将会造成宏电击(不是所有电流都流经心脏)或微电击(所有电流都流经心脏)。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，这就提高了供电的可靠性。5IT隔离电源配电系统的解决方案5.1主要IT系统电源柜型号及主要附件安科瑞（Acrel）公司的医用隔离电源柜及其配套绝缘监测装置是针对医疗类场所的供电需求而开发设计的，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合国家相关标准。应用场合型号主要功能ICU/CCU病房隔离电源柜GGF-I系列为医院ICU/CCU病房提供安全可靠的IT系统隔离供电电源，并具有对IT系统绝缘监测功能。手术室隔离电源柜GGF-O系列为医院各类手术室提供安全完美的供电解决方案，为重要的手术设备提供安全可靠的IT系统隔离供电电源，并具有对IT系统绝缘监测功能。医疗IT配电系统绝缘监测装置AIM-M100具有对被监测IT系统对地绝缘电阻、隔离变压器负荷电流、变压器绕组温度实时监测及 故障报警功能； ACLP10-24仪表专用的直流稳压模块，导轨式安装， AID100具有绝缘电阻、变压负荷率实时显示功能；可远程设置绝缘监测仪的报警阀值AKH-0.66P26与AIM-M100绝缘监测仪配套使用的保护型电流互感器。最大可测电流为50A，变比为2000:1 隔离变压器AITR系列医院专用的隔离变压器，为各类手术室和重症监护室提供安全的电源隔离5.2医用隔离电源柜的规格及配置医用隔离电源柜是针对医疗2类场所的供电需求而设计的具有局部IT系统的配电柜，IT系统装设绝缘监测装置来监测系统的绝缘状况，各输出回路采用了具有短路保护功能的断路器；其它系统输出回路则采用了具有漏电保护功能的断路器。产品根据使用场所的不同分为GGF-O系列手术室用隔离电源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔离电源柜两大类，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求-医疗场所和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999低压成套开关设备和控制设备等标准。5.2.1 ICU、CCU病房配电解决方案（以GGF-I8隔离配电柜系统图为例）表1 方案配置表规格配置GGF-I6.3GGF-I8隔离变压器AITR6300AITR8000绝缘监测仪AIM-M100直流稳压电源ACLP10-24输出回路IT系统：4路、8路等（可根据实际需求定制）电流互感器AKH-0.66P26带短路保护的断路器C65H-ICB-16A/2P不间断电源可选配置，也可外置报警与显示仪AID100(安装与柜子面板上)5.2.2 手术室配电解决方案（以GGF-O8隔离配电柜系统图为例）表2 方案配置表规格配置GGF-O6.3GGF-O8隔离变压器AITR6300AITR8000绝缘监测仪AIM-M100IT系统直流稳压电源ACLP10-24电流互感器AKH-0.66P26带短路保护断路器C65H-ICB-16A/2P报警与显示仪AID100(安装与柜子面板上)馈电回路8路AC220V1路AC380V、8路AC220VTN系统浪涌保护器PR20 20KA 3P+N多功能仪表ADL3000剩余电流动作保护器动作电流30mA(A型)不间断电源可选配置，也可外置双电源切换装置可选配置6IT系统在电气设计过程中注意事项医院洁净手术部建筑技术规范规定心脏外科手术室的配电盘必须加隔离变压器，即采用IT系统供电。该供电方式设一台1：1专用隔离变压器，其二次侧不接地，箱内设一套漏电检测报警装置（绝缘监视装置）以防止产生接地故障电流。当发生第一次单相接地故障,一般当系统绝缘水平低于50K欧时，并不自动切断电源，而由绝缘监视装置发出故障报警。这时故障电流仅为医疗场所内的一小段线路的微量对地电容电流，引起该场所内的不同部分的电位差很小(不大于50uV)。这时医生可根据病人病情的严重程度，可在确保病人安全的前提下，决定是否切断电源，或继续进行手术，并采取相应措施。当发生第一次接地故障，在手术后，应立即排除故障，防止第二次异相接地故障而引起相间短路。手术室IT系统设计应注意以下几点：1）应设置漏电检测报警装置；2）隔离变压器需设置过载和温度监测器；3）手术室内常规照明灯电源不必通过隔离变压器；4）上述采用不大于30mA的RCD保护的设备不必通过隔离变压器；5）手术室内IT系统的PE线仍是医院内TN-S系统的PE线延伸，也即IT系统和TN-S系统共用同一个保护接地的接地装置，切勿另打单独的接地极，引入另一PE线给手术室内电气设备进行接地，以防止两个接地装置间可能存在的电位差对人身安全造成威胁。为防止无线电通讯设备对医疗电器设备产生干扰，洁净手术室内禁止设置无线通讯设备。同时为防雷击电磁脉冲，保护医疗电子设备，以免造成人身安全威胁，手术室电源应加装电涌保护器。洁净手术室弱电系统可包括医护对讲、闭路电视监控、火灾报警、电视教学，净化空调自动控制系统等。其中医护对讲是洁净手术室的的基本装备，必须设置；其它装置应视需要设置或预留接口，并应与整个建筑的弱电部分一齐考虑。7结束语随着我国国力的不断增强，医疗卫生事业的不断发展，将要新建一批现代化的医院。原有一些医院，因为不能满足使用要求，也面临着改扩建。IT隔离电源供电系统，将为病人和医护人员提供一个技术先进、功能齐全、安全可靠的医疗环境。参考文献：1上海安科瑞电气股份有限公司产品资料，2011.03版。2王厚余. 低压电气装置的设计安装和检验. 第二版. 北京：中国电力出版社，2007：48 - 52 .3邵建勋. 医用IT系统在医疗场所的应用.