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医用隔离电源在中国人民解放军海军总医院中的设计与应用

更新时间:2021-07-27点击次数:320次
医用隔离电源在中国人民解放军海军总医院中的设计与应用
 0前言

        医用IT供电系统也称为医用不接地供电系统,或医用隔离电源。IT方式供电系统的“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。医院的供配电方式与其他民用建筑有较大区别,因为在医院的特殊环境里漏电流对病人构成了潜在的危险。尤其在手术室、监护室等特殊场所,因为病人在麻醉状态下失去或降低防卫能力,各种电极、传感器或者管道直接插入病人体内,如果有10μA的电流直接流过病人心脏,就会造成人体触电死亡,医学上称之为“微电击”。由于这种潜在危险,很多国家和国际标准都对医疗领域,尤其是那些生命攸关的场所,如重症监护室、心脏监护室、麻醉室、手术室、手术准备室、手术恢复室、心脏导管插入室、血管造影监察室、早产儿监护室等场所的配电需要做出了特殊的规定和要求。

        根据国际电工协会(IEC)有关规定,医用隔离电源供电系统需要包括:绝缘监视仪、隔离变压器、变压器负载和温度监视设备、外接报警显示设备等。因此,许多国际与国家标准认定,使用医用隔离电源供电系统是医疗场所供电安全可靠的关键。

        医用隔离电源供电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或对供电连续性有严格要求的医疗2类场所。

    1、医用隔离电源供电系统构成

    1.1隔离变压器

        隔离电源通过隔离变压器为医院重要场所提供隔离后的安全电,变压比为1:1。这种变压器的初级线圈匝数等于次级线圈匝数,同时初级线圈和次级线圈之间高度绝缘,并设置静电屏蔽屏,很大程度地减少了两绕组之间的电磁干扰。

    1.2 绝缘监测仪

        绝缘监测仪用于监测IT系统对地的绝缘状态,当系统出现绝缘故障时,能够及时发出报警信号,提醒工作人员根据实际情况进行处理。同时还能对变压器负荷电流、变压器绕组温度进行监测,保证隔离变压器的可靠、正常运行。

    1.3 集中报警与显示仪

        能够实时显示医疗绝缘监测仪当前绝缘电阻、变压器负荷率等监测数据,并在系统出现故障时发出声光报警信号,并可通过报警与显示仪远程设置绝缘监测仪的报警阈值。该装置主要安装于手术室或重症监护室内的信息控制面板上,以便于医护人员了解隔离电源系统的运行状况,以及系统出现故障时的故障类型。

    1.4 绝缘故障定位

        绝缘故障定位由故障定位仪及测试信号发生器两部分设置完成,主要采用高灵敏度的互感器配合高精度的信号检测电路,检测测试信号发生器注入系统中的信号,准确定位绝缘故障所在的回路,方便工作人员维护与检修。

    2、医用隔离电源使用的必要性

       1)有效保障医疗设备的正常运行。

       2)防止其他供电回路中的漏电流通过接地线窜入手术室、ICU、CCU等特殊场所的医疗设备上对病人的安全构成危险。

       3)医用隔离电源减少了各种医疗设备可能出现的对地故障。一旦隔离电源上所接的各种医疗设备出现对地故障,因其对地不能构成回路,所以只能产生一个很小的容性漏电流,极大地保护了病人免遭漏电流的伤害。

       4)医疗设备发生绝缘故障时,因电源中性点不接地,当负载端出现第一点对地绝缘故障时,因其对地不能构成回路,只会产生一个很小的漏电流,不会导致保护装置(如空开)动作切断供电,手术室不会发生突然停电事故,从而相对的保证了手术室供电的连续性。

       5)医用隔离电源降低了对地漏电流,故提高了防火安全性。

       6)医院在对医疗设备故障检修维修时,经常需要在通电状态下接触电路中的元器件或电路中的地线,使用医用隔离电源可以防止医院设备维修人员触电的危险。

    3、建议接入隔离电源系统电网的用电设备

        医疗场所建议接入隔离电源系统电网的用电设备包括:高频电刀及其他高频外科设备、除颤仪、麻醉机、恒温培养箱、透析设备、监护仪、输液泵、注射泵、心肺机、体外循环机等。

    4、医用隔离电源供电系统配置方案

        中国人民解放军海军总医院(简称海军总医院),是面向全国,为军内外患者提供医疗技术服务的专业医疗机构,医院始建于1954年,在中央领导、军委和海军领导的直接关怀下,经过半个多世纪的开拓与发展,已建设成为一所技术先进、设备精良、专科齐全、人才优势、服务竭诚,集医疗、教学科研为一体的现代化医院,经国家评审,首批列为“三级甲等医院”,首批纳入北京市“大病统筹”定点医院,首批确认为国家医疗保险定点医院,医院曾连续三年获得“全军优质服务白求恩杯”,连续五年被评为“为部队服务先进医院”。该医院于2012年6月在安科瑞电气订购了8套5件套产品。

    4.1 手术室配置方案

     

     

    4.2 ICU/CCU病房配置方案

    4.3 隔离电源监控系统配置清单

    序号

    名称

    型号

    功能

    数量

    1

    隔离变压器

    AITR-8000

    TN系统隔离变换为IT系统,供医疗2类场所使用。

    1

    2

    绝缘监测仪

    AIM-M200

    IT系统对地绝缘电阻监测、继电器输出;温度检测、负荷检测、断线检测,故障报警输出;事件记录,双路通讯接口,支持故障定位功能。

    1

    3

    集中报警与显示仪

    AID200

    采用CAN通讯,可远程显示多达16套绝缘监测系统的运行状况,也可以远程设置各类报警阈值和启动各监测仪自检。可实时监控监测仪通讯是否完好,并可记录20条事件记录。

    1

    4

    测试信号发生器

    ASG100

    采用CAN总线技术,可与其它设备进行数据交互。当系统出现绝缘故障时,可产生故障定位信号注入系统中,配合故障定位仪定位故障回路。

    1

    5

    故障定位仪

    AIL100-4

    采用CAN总线技术,可与其它设备进行数据交互。当系统出现绝缘故障时,配合测试信号发生器实现故障定位功能。

    1

    AIL100-8

    1

    6

    直流稳压电源

    DR-60-24

    为AIM-M200医疗智能绝缘监测仪、ASG100测试信号发生器、AIL100-4/AIL100-8绝缘故障定位仪和AID200集中报警与显示仪提供直流24V的稳压电源。

    1

    7

    电流互感器

    AKH-0.66P26

    和AIM系列医疗智能绝缘监测仪配套使用的保护型电流互感器,用于测量被监测IT系统中当前的负荷电源。

    1

    4.4 隔离电源监控柜配置清单

    8KVA落地式手术室隔离电源柜(GGF-O8G)

    单台配置清单如下:

     

     

     

     

     

     

    序号

    名称

    型号

    数量

    计量单位

    1

    隔离开关

    施耐德 INS80 4P

    1

    2

    断路器

    施耐德 iC65N 4P C20A

    1

    施耐德 iC65N-C20A/4P+Vigi ELE A 30mA

    1

    施耐德 iDPNN-C16A/1P+N+Vigi ELE A 30mA

    3

    施耐德 iC65N-C10/1P

    5

    施耐德  iC60LMA 2P 40A

    2

    施耐德 iC60LMA 2P 25A

    8

    3

    柜体

    落地式GGF-OG 600*1800*425(宽*高*深)

    1

    4

    电能表

    安科瑞 DTSF1352

    1

    5

    电流互感器

    安科瑞 AKH-0.66P26

    1

    安科瑞 AKH-0.66 40I 100/5

    3

    6

    隔离变压器

    安科瑞 AITR8000

    1

    7

    PE端子排

    B-3X17/10

    2

    8

    接线端子

    UK6N(国产)

    2

    9

    信号灯

    AD11-22/21-5GZ AC220V 绿色

    2

    AD11-16/41-6GZ AC220V 红色

    17

    10

    绝缘监测仪

    安科瑞 AIM-M100

    1

    11

    报警与显示仪

    安科瑞 AID100

    1

    12

    仪用电源

    安科瑞 ACLP10-24

    1

    13

    浪涌保护器

    施耐德 iPR 20 3P+N

    1

    14

    散热器

    KA1238HA2BMT

    2

    15

    成套柜内部耗材

    GGF-O8/10G

    1

    6.3KVA落体式病房隔离电源柜(GGF-I6.3G)

    单台配置清单如下:

     

     

     

     

     

     

    序号

    名称

    型号

    数量

    计量单位

    1

    绝缘监测仪

    安科瑞 AIM-M100

    1

    2

    隔离变压器

    安科瑞 AITR6300

    1

    3

    报警与显示仪

    安科瑞 AID100

    1

    4

    仪用电源

    安科瑞 ACLP10-24

    1

    5

    电流互感器

    安科瑞 AKH-0.66P26

    1

    6

    柜体

    落地式GGF-IG 600*1500*425(宽*高*深)

    1

    7

    隔离开关

    施耐德 iINT 40A 2P

    1

    8

    断路器

    施耐德 iC65N 2P C16A

    3

    9

    熔断器

    中熔 RS308-PV-3E 6A AC/DC 1000V

    2

    中熔 TSA1038

    2

    10

    散热器

    KA1238HA2BMT

    2

    11

    包装材料

    700*1600*525(宽*高*深)

    1

    12

    成套柜内部耗材

    FC055

    1

    5结语

        隔离电源通过隔离变压器为重要场所提供隔离后的安全电源,为中国人民解放军海军总医院(医疗场所提供一个安全可靠的电源,保证了医疗机构用电安全。使用医用隔离电源供电系统是保证医疗场所用电安全的关键,对于医疗场所的电气安全有着重要的作用。

    [参考文献]

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