淺談醫療IT系統及絕緣監測產品的應用

陸曉君
安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

1、項目簡介
某綜合醫院新病房大樓, 總建筑面積106314.18m2，地面以上主體總高度為99.4m,地上26層，地下1層。手術室除了一樓、二樓和五樓各有一間手術室外，三樓有門診手術室9間，神經ICU室共17個床位，四樓中心手術室共21間、中心ICU室24個床位。現結合本工程談談筆者在醫用IT系統應用中的設計。---淺談醫療IT系統及絕緣監測產品的應用
2、醫療場所的分類及供電要求
根據《建筑物電氣裝置第7- 710部分: 特殊裝置或場所的要求醫療場所》( GB16895.24-
2005、IEC60364- 7- 710: 2002) 的標準, 將不同目的的醫療房間劃分為0類場所、1類場所、2類場所。其分類規定如表1所示。
表1 醫療場所**實施的類別和級別劃分

其中，0類醫療場所是指無需與患者身體接觸的電氣裝置工作的場所。1類醫療場所是指醫療電氣設備的接觸部件需要與患者體表、體內(除了2類醫療場所所述環境以外)接觸的電氣裝置工作的場所。2類醫療場所是指醫療電氣設備約接觸部件需要與患者體內(主要指心臟或接近心臟部位)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作的場所。---淺談醫療IT系統及絕緣監測產品的應用
2類場所充分考慮微電擊產生的危險以及持續供電的重要性, 嚴格限制其次故障電流，因此《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T 16-2008)中規定，在2類場所內用于維持生命的、外科手術的和其他位于“患者區域”內的醫療電氣設備和系統的供電回路則使用隔離電源( IT電源) 供電。在0類場所、1類場所中，由于用電設備不與人體內臟直接接觸，可使用中性點接地的系統( TT / TN系統) 供電。---淺談醫療IT系統及絕緣監測產品的應用
3、IT配電系統在2類醫療場所的應用
2類醫療場所對供電連續性和漏電流要求較高,IT系統降低了系統對地的泄漏電流，人身觸電的危險被降低到小程度。在IT系統中安裝了絕緣監測儀裝置, 大大提高了事故預防能力, 系統一旦出現個絕緣故障, 不會引起系統的停電,保證了供電的連續。
在醫院的手術室和ICU病房中，為了保證供電的可靠性，采用了雙電源切換的供電方式，一旦該路電源停電，另外一路電源會很快切換。對于重要負荷，采用IT系統供電。當發生絕緣故障時, 故障電流對地無法構成回路, 只會產生一個很小的容性漏電流, 同時電流不會導致上**斷路器或熔斷器動作, 保證了供電的連續性。為了實時監測IT系統對地的絕緣狀況，系統內設置了絕緣監測裝置，當系統絕緣下降到監測裝置的報警值時，該監測裝置會發出報警信息，提示系統出現絕緣故障，需盡快進行排除。IT系統配電示意圖如圖1所示。

圖1 IT配電系統示意圖

在本工程除了采用IT系統供電外，還采取了以下幾種措施, 確保IT系統供電的**性和可靠性。
1）IT系統中采用的斷路器均選擇帶短路保護，而不帶過載保護斷路器，防止因系統過載跳閘，影響供電的連續性。
2）為了防止不同用電設備外殼電位差而產生的電擊事故，該系統采取進行了可靠的等電位聯接。
3）IT系統插座和插座箱均有明顯的標志，TN-S系統插頭不能插入。
4）為盡可能減小IT系統對地的泄露電容引起的漏電流，隔離變壓器的容量限制在8kVA以下。
5）IT系統的絕緣監測采用醫用的絕緣監視儀, 并滿足國家標準對該類產品的要求。絕緣監測儀只用于故障報警，不能動作于斷路器。
4手術室IT供電及絕緣監測方案
本次設計中手術室采用了安科瑞公司的醫療IT配電產品，其系統由隔離變壓器、絕緣監測儀、儀用電源、外接報警顯示儀和絕緣故障定位裝置組成。每個手術室一套IT系統，IT系統采用一臺8kVA單相隔離變壓器。并通過AIM-M200絕緣監測儀, 實現變壓器次級回路對地絕緣阻抗、次級負載電流、變壓器溫度狀態的實時監測。設計了ASG100信號發生器和AIL100絕緣故障定位裝置，實現絕緣故障回路的定位功能。報警顯示裝置采用了AID200, 通過雙絞線與AIM-M200絕緣監測儀聯接分別在手術室內部及監控室顯示絕緣監視儀測量的數據, 當出現故障時通過發光管及嗡鳴器通知現場人員, 同時通過輸出觸點通知中心控制室值班人員做好故障處理準備。每組AIM-M200絕緣監測儀配置儀器專用電源DR-60-24, 電源輸出為DC24V。單個手術室系統組成如圖2所示。

圖2 手術室IT配電系統圖

在該方案中，手術室的配電包括IT系統和TN-S系統，對于手術室內重要的設備，則通過IT系統配電，并通過絕緣監測儀和故障定位儀實現絕緣監測和故障定位。對于手術室內不重要的設備，或不與人體直接接觸設備，則采用TN-S系統來供電，并采用不大于30mA的漏電保護斷路器來防止漏電**事故。

5 ICU重癥監護室IT供電及絕緣監測方案
在重癥監護室內，IT系統配電主要為各監護病床的護理吊塔供電，根據負荷的需求，為每個吊塔配電了2kVA的容量。在本設計中每套IT系統采用了一臺8kVA單相隔離變壓器，因此可滿足4個吊塔的供電。每套IT系統配置了1只AIM-M200絕緣監測儀，1套絕緣故障定位裝置和1只直流電源。由于安科瑞AID200集中報警與顯示儀能夠集中監控多達16套IT系統的絕緣監測數據，因此可多套IT系統共用1套AID200集中報警與顯示儀，其安裝在護士站，以便實時了解各IT配電系統的運行狀況。重癥監護室配電系統圖如圖3所示。

圖3 ICU室IT配電系統圖

5主要產品型號與配置
隨著電子醫療設備在醫院領域的廣泛應用，漏電流對病人構成的威脅也越來越大，尤其是那些生命攸關的場所，病人在手術中或麻醉狀態下，各種電極、傳感器直接插入人體內，微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。因此，對于醫院這一特殊場所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規范進行。
安科瑞公司的醫用隔離電源柜及其配套絕緣監測裝置是針對醫療Ⅱ類場所的供電需求而開發設計的，能夠很好的滿足各類手術室和重癥監護室對電源**性和可靠性的要求，并符合國家相關標準。