【摘要】結(jié)合(hé)新修訂(dìng)的國標(biāo)圖集19D706-2《醫(yī)療建築電(diàn)氣設計與安(ān)裝》，對(duì)手(shǒu)術(shù)部，手術室的(dí)定義(yì)及設計(jì)中需參考(kǎo)的規(guī)範(fàn)進行(háng)梳理(lǐ)，提出多(duō)種(zhǒng)手(shǒu)術(shù)室供(gōng)配電係(xì)統解(jiě)決方案，同(tóng)時對手術室(shì)供(gōng)配電(diàn)係統(tǒng)中的IT係統設計(jì)，UPS選型等重(zhòng)點(diǎn)及難(nán)點問題(tí)進行分(fēn)析。

【關(guān)鍵詞(cí)】2類(lèi)醫療(liáo)場(cháng)所；IT係(xì)統；微電擊；患(huàn)者(zhě)區(qū)域；在綫式(shì)工頻UPS；潔淨手(shǒu)術部；自(zì)動恢復供(gōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)；接地(dì)故(gù)障

1概(gài)述

潔淨(jìng)手術部的(dí)英文全稱(chēng)是Clean Operating Department，是由潔淨手(shǒu)術(shù)室(shì)，潔淨輔助(zhù)用房和(hé)非潔(jié)淨輔(fǔ)助用(yòng)房(fáng)等一(yī)部(bù)分或全(quán)部(bù)組成的(dí)獨立功(gōng)能(néng)區域(yù)。潔淨(jìng)手(shǒu)術(shù)室的英文(wén)全稱是CleanOperating Room，是(shì)采用空(kōng)氣(qì)淨(jìng)化(huà)技術，把(bǎ)手術(shù)環境(jìng)空氣中的微(wēi)生(shēng)物(wù)粒子及(jí)微粒總(zǒng)量(liáng)降(jiàng)到允許(xǔ)水(shuǐ)平的手(shǒu)術室，發生電擊(jī)或(huò)中斷(duàn)供(gōng)電將(jiāng)嚴(yán)重危及(jí)患者(zhě)的生(shēng)命(mìng)安全(quán)，因此(cǐ)手(shǒu)術室(shì)對供電安(ān)全性，可(kě)靠性(xìng)要求。

國標(biāo)圖(tú)集(jí)19D706-2《醫(yī)療(liáo)建(jiàn)築(zhù)電(diàn)氣(qì)設(shè)計(jì)與(yǔ)安(ān)裝》（以(yǐ)下簡稱(chēng)《圖集》）16頁對(duì)手術(shù)部(bù)供電(diàn)列(liè)舉(jǔ)了3種常(cháng)用的示例；56~59頁對(duì)手術(shù)室(shì)配(pèi)電列舉了(liǎo)2種常(cháng)用(yòng)的(dí)示例，同(tóng)時對(duì)手術(shù)室電(diàn)氣(qì)平麵布置(zhì)，手術(shù)室專(zhuān)用(yòng)插(chā)座箱進行示例；74~75頁對(duì)手術部(bù)，手術室(shì)配電係統(tǒng)進行(háng)示(shì)例；128頁(yè)，137頁，144頁(yè)從產(chǎn)品選用角度(dù)提出了手(shǒu)術室(shì)配(pèi)電係統(tǒng)的(dí)解(jiě)決方案。為了讓電氣設計(jì)人(rén)員更(gēng)有效地(dì)參考《圖(tú)集》內(nèi)容，有(yǒu)必要對(duì)手術(shù)室供配電(diàn)係統進(jìn)行更詳細的分析(xī)。

2手(shǒu)術室供配電係統設(shè)計(jì)

2.1參(cān)考規(guī)範

手術(shù)室(shì)電氣設(shè)計(jì)常用的(dí)設(shè)計規範有：

a．JGJ 312-2013《醫療(liáo)建(jiàn)築電氣設計(jì)規範(fàn)》；

b．GB 51039-2014《綜合醫院建築設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)》；

c．GB 50333-2013《醫(yī)院潔淨手(shǒu)術部(bù)建築(zhù)技術(shù)規(guī)範》；

d．GB 50052-2009《供(gōng)配電(diàn)係統設計規範》；

e．GB 16895.24-2005/IEC 60364-7-710：

2002《建築物電(diàn)氣裝置第(dì)7-710部分：特殊裝置或場(cháng)所的要求醫(yī)療場(cháng)所(suǒ)》。國內與(yǔ)醫院電氣設(shè)計有(yǒu)關的規範，大(dà)多參(cān)考IEC 60364-7-710，目前(qián)IEC 60364-7-710正在(zài)修(xiū)編(biān)，已(yǐ)有(yǒu)英文(wén)版征求(qiú)意(yì)見稿(gǎo)，建議大家(jiā)予以(yǐ)關(guān)注。

2.2負荷分級，醫療場所(suǒ)類別及電源選擇

2.2.1負(fù)荷分級(jí)

JGJ 312-2013表(biǎo)4.2.1中(zhōng)規(guī)定(dìng)，二(èr)級(jí)以(yǐ)上醫院手(shǒu)術(shù)室，術(shù)前準(zhǔn)備室(shì)，術後恢復(fù)室，麻(má)醉(zuì)室(shì)，心血管造(zào)影檢(jiǎn)查室(shì)等場(cháng)所中涉(shè)及患(huàn)者(zhě)生(shēng)命安(ān)全(quán)的(dí)設備(bèi)及(jí)其照明用電(diàn)為(wéi)一級負荷中(zhōng)特(tè)別(bié)重要的負荷，其(qí)他屬於一級(jí)負荷(hé)。手(shǒu)術室用電負荷(hé)等(děng)級如表1所示。

2.2.2醫療(liáo)場(cháng)所類別(bié)

GB 51039-2014及GB 16895.24-2005/IEC 60364-7-710：2002對醫療(liáo)場所的(dí)分(fēn)類如下(xià)：

a．0類：不(bù)使(shǐ)用醫療電(diàn)氣設(shè)備接觸(chù)部(bù)件(jiàn)的(dí)醫(yī)療(liáo)場所；

b．1類：醫(yī)療(liáo)電氣設備(bèi)接觸部件(jiàn)需要(yào)與患者體表，體內（除(chú)2類醫療(liáo)場所所述部位以外(wài)）接觸的(dí)醫療(liáo)場所(suǒ)；

c．2類：醫(yī)療電(diàn)氣(qì)設備接觸(chù)部件需要與(yǔ)患(huàn)者體內(nèi)（指(zhǐ)心髒(zàng)或(huò)接(jiē)近(jìn)心髒(zàng)部位）接觸(chù)以及電(diàn)源(yuán)中(zhōng)斷危(wēi)及患者生命(mìng)的醫療(liáo)場所(suǒ)［2-3］。

醫療(liáo)場(cháng)所類別(bié)劃分中(zhōng)手術(shù)室(shì)屬(shǔ)於(yú)2類醫療(liáo)場(cháng)所(suǒ)，手(shǒu)術(shù)室(shì)內涉及生命(mìng)安全(quán)的電(diàn)氣設備及照(zhào)明(míng)自(zì)動(dòng)恢復供電時(shí)間(jiān)t≤0.5 s，不(bù)涉及(jí)的要(yào)求自動恢(huī)復(fù)供電(diàn)時(shí)間0.5 s<t≤15 s。手術(shù)部(bù)內(nèi)各醫療場所(suǒ)的(dí)類別(bié)劃(huá)分與要求自動恢(huī)復(fù)供電的(dí)時間如表2所(suǒ)示。

關(guān)於2類醫療(liáo)場所(suǒ)，從其定義可知(zhī)重點(diǎn)強(qiáng)調兩個(gè)方(fāng)麵：

a．微(wēi)電擊：心髒或(huò)接近(jìn)心髒部位，其(qí)關(guān)注(zhù)點是“微(wēi)電擊(jī)"。按(àn)IEC標準，進行心髒(zàng)手術的醫(yī)療電(diàn)氣(qì)設(shè)備正(zhèng)常(cháng)泄漏電(diàn)流不得(dé)大於(yú)10μA，當發生一(yī)個接地故障時，其故障電流不得大於50μA。因(yīn)通過(guò)人體心髒(zàng)的(dí)電(diàn)流如(rú)果超(chāo)過50μA就可(kě)能導致心室纖(xiān)顫(chàn)而死亡，被稱作微(wēi)電擊致死［4］。

b．供(gōng)電(diàn)可靠性(xìng)：電源(yuán)中斷危(wēi)及(jí)患者生(shēng)命，強(qiáng)調的是(shì)中斷供(gōng)電(diàn)帶來的嚴重(zhòng)後果。

2.2.3電源選擇

JGJ 312-2013第3.0.3條規定：要求(qiú)恢復供電(diàn)時(shí)間小(xiǎo)於(yú)或等於0.5 s時，自(zì)備(bèi)備用電源供電(diàn)維持時(shí)間不應小(xiǎo)於(yú)3 h［1］。

GB 50333-2013對潔(jié)淨手術部(bù)供(gōng)電(diàn)要求如下：

a．第11.1.2條(tiáo)：潔淨(jìng)手(shǒu)術(shù)部(bù)應采用獨立雙路電源供(gōng)電［5］；

b．第11.1.3條(tiáo)：有生(shēng)命(mìng)支(zhī)持(chí)電氣(qì)設(shè)備(bèi)的(dí)潔淨手術(shù)室要設置(zhì)應(yīng)急(jí)電(diàn)源(yuán)。自動(dòng)恢(huī)復(fù)供(gōng)電時間(jiān)應(yīng)符合下列(liè)要求：①生命支持(chí)電氣(qì)設(shè)備(bèi)應能實現在綫(xiàn)切(qiē)換。②非(fēi)治療(liáo)場所和設(shè)備(bèi)應小(xiǎo)於(yú)等(děng)於15 s。③應急電源工作時間(jiān)不(bù)應(yīng)小(xiǎo)於(yú)30 min［5］。

綜(zōng)合負(fù)荷(hé)分(fēn)級，醫療場所(suǒ)類別(bié)以(yǐ)及(jí)自動恢(huī)復供電(diàn)時(shí)間等相關(guān)要求，二級(jí)以上醫院手術(shù)部供電應(yīng)采用獨立(lì)雙(shuāng)路電(diàn)源(yuán)供電+柴(chái)油發(fā)電(diàn)機的供電方(fāng)式。

手術(shù)部內(nèi)對(duì)於要(yào)求自(zì)動恢復供(gōng)電時(shí)間t≤0.5 s的負(fù)荷，應設置(zhì)不(bù)間斷(duàn)電源裝(zhuāng)置(zhì)（UPS），UPS應急(jí)電(diàn)源工(gōng)作(zuò)時間不(bù)小(xiǎo)於30 min。對於要(yào)求自動恢復供(gōng)電時(shí)間0.5 s<t≤15 s的負荷，其(qí)應急電源可采(cǎi)用不間(jiān)斷(duàn)電源裝置（UPS），也可采(cǎi)用(yòng)柴(chái)油(yóu)發電機(jī)組。

表(biǎo)1醫療建(jiàn)築(zhù)用(yòng)電(diàn)負荷分級(jí)

表2醫(yī)療場所及設(shè)施的類(lèi)別劃(huá)分與要求(qiú)自(zì)動恢(huī)復(fù)供電的時間(jiān)

注(zhù)：（a）指的(dí)是涉及(jí)生(shēng)命安(ān)全的(dí)電(diàn)氣設(shè)備及(jí)照明(míng)。

2.3手術(shù)部整體供配電(diàn)方案比(bǐ)較

手術部供電係統(tǒng)按(àn)UPS設置位(wèi)置劃(huá)分，可分為(wéi)集(jí)中式和分(fēn)布(bù)式(shì)，按IT係統與非(fēi)IT（TN-S）係統(tǒng)的組(zǔ)合方式劃分(fēn)，可分(fēn)為共(gòng)用配電(diàn)箱及(jí)分設配電箱方式。以下(xià)列舉常(cháng)見的5種(zhǒng)手術部供配(pèi)電方案：

方(fāng)案一：手(shǒu)術(shù)部集中(zhōng)設(shè)UPS，IT係統與(yǔ)非(fēi)IT係統(tǒng)共用配電箱(xiāng)方案，結構(gòu)示(shì)意如(rú)圖1所(suǒ)示(shì)。

方案二(èr)：手(shǒu)術(shù)室分布設UPS（總(zǒng)箱），IT係統與非IT係(xì)統(tǒng)共用配(pèi)電(diàn)箱方案，結構示(shì)意如(rú)圖2，圖(tú)3所(suǒ)示(shì)。

方案(àn)三(sān)：手術室分(fēn)布(bù)設UPS（IT係統(tǒng)），IT係統(tǒng)與(yǔ)非(fēi)IT係統共用配電(diàn)箱(xiāng)方(fāng)案，結構示意如(rú)圖4，圖(tú)5所(suǒ)示(shì)。

方案四：手術部集(jí)中(zhōng)設(shè)UPS，IT係統與(yǔ)非IT係(xì)統分(fēn)設配電(diàn)箱(xiāng)方(fāng)案，結(jié)構示意(yì)如(rú)圖(tú)6所(suǒ)示。

方案(àn)五：手術部集(jí)中設(shè)UPS（IT係統(tǒng)），IT係(xì)統(tǒng)與(yǔ)非IT係(xì)統分(fēn)設配電箱(xiāng)方(fāng)案，結構示(shì)意(yì)如圖7所示(shì)。

手術部(bù)供(gōng)電(diàn)方(fāng)案分(fēn)析(xī)：

a．集中式UPS：適用於(yú)大型手術部(bù)的(dí)手術室，可適(shì)當(dāng)考慮同(tóng)時使用(yòng)係數(shù)，UPS總(zǒng)安裝(zhuāng)容(róng)量小(xiǎo)，經(jīng)濟性好。獨立設置(zhì)的(dí)UPS間，可設置機(jī)房空(kōng)調(tiáo)，有(yǒu)利於散(sàn)熱(rè)，巡視，檢(jiǎn)修(xiū)，降噪等，進(jìn)一(yī)步增加了供電可(kě)圖(tú)1手(shǒu)術部集中設UPS，IT係(xì)統(tǒng)與(yǔ)非IT係統(tǒng)共用配(pèi)電箱(xiāng)方(fāng)案靠(kào)性。弊(bì)端是當(dāng)UPS故(gù)障時，受(shòu)影響區域(yù)較大(dà)。

方(fāng)案(àn)一，方(fāng)案四(sì)，方(fāng)案(àn)五(wǔ)均(jūn)為(wéi)集中(zhōng)式(shì)UPS係統(tǒng)。

方案一，方案(àn)四(sì)將手(shǒu)術部(bù)全部(bù)負荷(hé)納入UPS供(gōng)電(diàn)，提高(gāo)了(liǎo)整個手(shǒu)術(shù)部的供(gōng)電(diàn)可(kě)靠性，但(dàn)同時(shí)增加了UPS的安裝容(róng)量(liáng)和前(qián)期投(tóu)資(zī)，可在要求(qiú)高(gāo)可(kě)靠性且(qiě)資金(jīn)充裕(yù)的(dí)醫(yī)院(yuàn)建(jiàn)設(shè)中使用(yòng)。方(fāng)案五僅將(jiāng)手(shǒu)術部(bù)IT係(xì)統(tǒng)及1類(lèi)場(cháng)所納入UPS供(gōng)電，既保(bǎo)證了供電可靠性，又(yòu)體(tǐ)現出很高(gāo)的(dí)經濟(jì)性，因(yīn)此(cǐ)該方(fāng)案(àn)在(zài)手術部的供配電(diàn)設計中(zhōng)被廣(guǎng)泛使用。

圖2手(shǒu)術室分布(bù)設UPS（總(zǒng)箱），IT係統與非(fēi)IT係統(tǒng)共用(yòng)配電(diàn)箱方案

圖(tú)3手術室分布設UPS（總箱），IT係統(tǒng)與非(fēi)IT係統(tǒng)共(gòng)用配電箱方案(àn)Ⅱ

b．分(fēn)布(bù)式(shì)UPS：專用配電箱一對一配(pèi)置UPS，供(gōng)電可靠性高，單台(tái)UPS故障(zhàng)時不(bù)影響其它手術(shù)室。弊(bì)端(duān)是UPS總安(ān)裝容(róng)量大(dà)，投資高(gāo)，配(pèi)電箱放置在(zài)清(qīng)潔(jié)走(zǒu)廊(láng)側，散熱(rè)條件不佳，巡(xún)視，維護(hù)不方便，運(yùn)維(wéi)不當有安全(quán)事(shì)故(gù)的(dí)隱(yǐn)患。如(rú)采用分布(bù)式UPS方案，建(jiàn)議設(shè)置UPS監控係統，對運(yùn)行參數及電池(chí)狀(zhuàng)態進行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

方案二，方(fāng)案三(sān)為分布(bù)式UPS係統。方案(àn)二將(jiāng)手(shǒu)術(shù)室全部(bù)負(fù)荷(hé)納入UPS供電(diàn)，提(tí)高(gāo)了(liǎo)手(shǒu)術室的供(gōng)電可靠性，但(dàn)同時增加了(liǎo)UPS的(dí)安裝(zhuāng)容量(liáng)和前期(qī)投資，可在要(yào)求(qiú)高(gāo)可靠性且(qiě)資金(jīn)充(chōng)裕(yù)的(dí)醫(yī)院建(jiàn)設中(zhōng)使用。方(fāng)案三(sān)僅(jǐn)將(jiāng)手(shǒu)術室IT係統納入UPS供電，既保(bǎo)證了供(gōng)電可靠(kào)性(xìng)，又體(tǐ)現出很高的經濟(jì)性(xìng)，此方(fāng)案也是手(shǒu)術(shù)部(bù)供(gōng)配電設(shè)計中(zhōng)經常使(shǐ)用的(dí)方(fāng)案(àn)之一。方案二與方(fāng)案(àn)三同時演化(huà)出手術部雙總(zǒng)箱(xiāng)末端互(hù)投的供(gōng)配電方(fāng)案(àn)（圖3，圖5），可(kě)供電氣(qì)設(shè)計(jì)人(rén)員(yuán)靈活選(xuǎn)用。IT係(xì)統(tǒng)與非(fēi)IT係(xì)統(tǒng)分別設置(zhì)配(pèi)電(diàn)箱(xiāng)：把(bǎ)手術室(shì)內(nèi)治療與非治(zhì)療用(yòng)電分開，是降(jiàng)低(dī)投資，降(jiàng)低三(sān)相不平衡(héng)因(yīn)素(sù)的(dí)有(yǒu)效(xiào)措(cuò)施(shī)，可(kě)進一步增強安(ān)全(quán)係數。手術(shù)部的(dí)供配(pèi)電設計可(kě)根據(jù)工(gōng)程實際情(qíng)況，結合項(xiàng)目投資等(děng)因素(sù)，選擇適用的(dí)供配電方(fāng)案。在(zài)設計時(shí)，需重點注(zhù)意三(sān)相(xiāng)平衡的問題(tí)。手(shǒu)術部(bù)通(tōng)常設有(yǒu)多(duō)間手術(shù)室，而(ér)IT係統為單相(xiāng)負荷，嚴重(zhòng)三(sān)相(xiāng)不平衡時會導(dǎo)致斷路器跳(tiào)閘，設計時應注(zhù)明每(měi)間(jiān)手(shǒu)術室IT係統的相序，確保手(shǒu)術部(bù)整體三(sān)相平(píng)衡(héng)。

圖4手術(shù)室(shì)分(fēn)布設(shè)UPS（IT係統），IT係統(tǒng)與(yǔ)非(fēi)IT係統共用配電(diàn)箱(xiāng)方(fāng)案(àn)Ⅰ

圖5手(shǒu)術(shù)室(shì)分布(bù)設UPS（IT係(xì)統），IT係統與非IT係統共用(yòng)配電(diàn)箱(xiāng)方(fāng)案(àn)Ⅱ

2.4手(shǒu)術(shù)室配電(diàn)係統設(shè)計(jì)

《圖集》選用了2種(zhǒng)典(diǎn)型(xíng)的手(shǒu)術(shù)室(shì)配電係統方(fāng)案(àn)。56頁(yè)為手(shǒu)術室(shì)IT係統與(yǔ)非IT係統分(fēn)設配電箱(xiāng)方(fāng)案(àn)，結構(gòu)示(shì)意(yì)如圖8所示(shì)。57頁為(wéi)IT係(xì)統與(yǔ)非(fēi)IT係(xì)統(tǒng)，結(jié)構(gòu)示意如(rú)圖9所(suǒ)示(shì)。2個(gè)典(diǎn)型的手術室(shì)配(pèi)電(diàn)係統方(fāng)案，可(kě)與2.3節(jié)中(zhōng)不同(tóng)的(dí)手術部供配電(diàn)方案配合使(shǐ)用(yòng)。

需(xū)要注意，醫療場所(suǒ)局部IT係統隔離變(biàn)壓(yā)器(qì)的一(yī)次(cì)側(cè)與二(èr)次(cì)側(cè)設置(zhì)短路保(bǎo)護(hù)，不設置動作於切(qiē)斷(duàn)電(diàn)源的過(guò)負荷(hé)保護(hù)。過(guò)負荷(hé)的(dí)後果(guǒ)是(shì)劣化絕緣，並(bìng)不直(zhí)接引(yǐn)起(qǐ)電氣(qì)災害(hài)，因(yīn)此(cǐ)沒必(bì)要因為(wéi)過(guò)負荷(hé)而(ér)切(qiē)斷IT係(xì)統供電(diàn)電(diàn)源。

圖6手術部集中設UPS，IT係(xì)統與非IT係統分設配電箱(xiāng)方(fāng)案(àn)共(gòng)用配電箱方案

1類和2類(lèi)醫(yī)療(liáo)場所應(yīng)選(xuǎn)擇安裝A型或(huò)B型剩餘電(diàn)流(liú)保護器(qì)。常規建(jiàn)築RCD通常(cháng)選用(yòng)AC型，僅(jǐn)對突(tū)然施(shī)加或(huò)緩(huǎn)慢(màn)上(shàng)升的剩餘正弦交(jiāo)流電流進(jìn)行剩餘(yú)電(diàn)流保(bǎo)護。A型RCD在AC型(xíng)功能的基(jī)礎(chǔ)上，增加(jiā)脈(mài)動(dòng)直流保(bǎo)護；B型RCD在(zài)AC型功能的(dí)基(jī)礎(chǔ)上(shàng)，增加脈動直流(liú)保(bǎo)護及(jí)直流保(bǎo)護。

3手(shǒu)術(shù)室供(gōng)配(pèi)電係統設計重點難點問題分析

3.1 IT係統設計要點(diǎn)

3.1.1何(hé)處設置

根(gēn)據JGJ 312-2013第5.4.4條(tiáo)：2類(lèi)醫療場所除(chú)手術台驅(qū)動機構(gòu)，X射(shè)綫(xiàn)設備(bèi)，額(é)定容(róng)量(liáng)超(chāo)過5 kVA的設備(bèi)，非生命(mìng)支(zhī)持係統(tǒng)的(dí)電氣(qì)設(shè)備外，用於維(wéi)持(chí)生(shēng)命，外科手術，重(zhòng)症(zhèng)患(huàn)者的實(shí)時監控和(hé)其(qí)他位於患者區(qū)域的(dí)醫療(liáo)電氣(qì)設備(bèi)及係(xì)統的回路，均(jūn)應采(cǎi)用醫(yī)療(liáo)場所局部IT係(xì)統(tǒng)供電(diàn)［1］。

3.1.2患(huàn)者區(qū)域

在醫(yī)院的2類(lèi)醫療(liáo)場(cháng)所內離手(shǒu)術台周邊(biān)水(shuǐ)平距離1.5 m，高度(dù)為2.5 m內的區(qū)域(yù)被(bèi)稱為(wéi)“患者區域"，如圖10所示(shì)。根據(jù)IT係統設置要(yào)求及“患(huàn)者(zhě)區(qū)域"的示意(yì)圖可(kě)知(zhī)，手術(shù)室內的吊塔(tǎ)，治療用電插(chā)座箱(xiāng)，無影(yǐng)燈應納入(rù)IT係(xì)統供電(diàn)。手(shǒu)術室照(zhào)明，中央情報麵板(bǎn)等與“微電擊"無(wú)關(guān)，可(kě)不(bù)納(nà)入IT係(xì)統供(gōng)電，但為(wéi)保證其(qí)供電連續性，建議(yì)納入UPS供(gōng)電。

圖7手(shǒu)術(shù)部集中(zhōng)設UPS（IT係統），IT係統與非(fēi)IT係(xì)統(tǒng)分設配電(diàn)箱方案

圖8 IT係(xì)統(tǒng)與(yǔ)非IT係(xì)統分設(shè)配(pèi)電(diàn)箱方(fāng)案

圖9 IT係(xì)統與非IT係統共用(yòng)配(pèi)電箱方案(àn)

3.1.3接(jiē)地故障(zhàng)分析(xī)

IT係統電(diàn)源端不做係(xì)統接地，隻做保護(hù)接(jiē)地。其(qí)接地故(gù)障示意圖，如圖(tú)11所(suǒ)示(shì)。

通過(guò)隔離變壓(yā)器(qì)二次回路(lù)導(dǎo)體不接地，電(diàn)氣(qì)設(shè)備(bèi)外露(lòu)可導(dǎo)電部分(fēn)接(jiē)到(dào)電(diàn)氣(qì)裝(zhuāng)置的(dí)PE綫上，並設置輔(fǔ)助(zhù)等(děng)電位聯結。當(dāng)出(chū)現接(jiē)地(dì)故障時(shí)，故障(zhàng)電(diàn)流僅為(wéi)流過自隔離變壓器(qì)到手術設備之間(jiān)一(yī)小(xiǎo)段(duàn)非(fēi)故障(zhàng)綫(xiàn)段(duàn)極小的對地(dì)電容(róng)電流，不大(dà)於50μA。因此故障(zhàng)時(shí)可以不(bù)切斷電(diàn)源(yuán)，使(shǐ)電(diàn)氣(qì)設(shè)備繼續運行(háng)，並(bìng)可(kě)通(tōng)過(guò)絕緣監測裝(zhuāng)置發出報(bào)警並及時(shí)消除故障，大(dà)大提(tí)高了係統供電的可靠性(xìng)。醫(yī)用IT係統(tǒng)需(xū)與(yǔ)絕(jué)緣(yuán)故障(zhàng)監(jiān)測(cè)裝置(zhì)配(pèi)合(hé)使用(yòng)，當絕緣電阻(zǔ)值(zhí)降至(zhì)50 kΩ時(shí)發出(chū)報警，聲光(guāng)報警裝(zhuāng)置設置在護士站等便於監(jiān)視的場所。第一次(cì)接(jiē)地故障時(shí)，IT係(xì)統(tǒng)實際變成了(liǎo)TN係統(tǒng)運(yùn)行(háng)，不(bù)切斷電源。但(dàn)是(shì)如果不(bù)及(jí)時排(pái)除故障，當發生(shēng)第(dì)二次(cì)接地(dì)故障時，相(xiāng)當(dāng)於TN係(xì)統(tǒng)接地短(duǎn)路，斷路器動(dòng)作［7］。

圖(tú)10“患(huàn)者(zhě)區域"示意(yì)圖

采用(yòng)醫(yī)用IT係(xì)統，電氣(qì)設(shè)備的(dí)正(zhèng)常(cháng)泄(xiè)漏電流值小(xiǎo)於(yú)10μA，發生第一個接(jiē)地(dì)故障(zhàng)時，故障電流(liú)值(zhí)小於(yú)50μA，不會(huì)對手(shǒu)術(shù)患(huàn)者產(chǎn)生(shēng)“微電(diàn)擊(jī)"；同時，發生第一(yī)個接地(dì)故障(zhàng)時，絕(jué)緣(yuán)監測裝置僅(jǐn)發出報(bào)警(jǐng)並不(bù)切斷電(diàn)源(yuán)，可(kě)充(chōng)分保(bǎo)證生(shēng)命(mìng)支(zhī)持(chí)係統(tǒng)的電氣(qì)設備持續(xù)供(gōng)電，從而保證手術(shù)室的用電安(ān)全(quán)。

3.2 UPS選型(xíng)

依據電(diàn)路(lù)結(jié)構(gòu)的(dí)不同(tóng)，UPS主(zhǔ)要(yào)分為後(hòu)備式UPS，互(hù)動(dòng)式UPS，在綫式UPS 3種：

圖11 IT係(xì)統接(jiē)地(dì)故障(zhàng)示(shì)意(yì)圖(tú)

a.後備式(shì)UPS和(hé)互(hù)動式UPS結構(gòu)類(lèi)似，市電供(gōng)電時逆變器(qì)不工作(zuò)，切(qiē)換(huàn)到蓄(xù)電池供電(diàn)時(shí)，將(jiāng)有(yǒu)4 ms左右的(dí)逆變器轉換延時時(shí)間，廣泛應用於(yú)家(jiā)用計算(suàn)機(jī)，建築電(diàn)氣(qì)設計中涉(shè)及較少(shǎo)。

b．在(zài)綫式(shì)UPS結構示意如圖12所示，不論(lùn)市(shì)電是(shì)否正(zhèng)常，均(jūn)由(yóu)逆變(biàn)器向負(fù)載供(gōng)電(diàn)，能有(yǒu)效隔(gé)離市電電網的電(diàn)壓波動(dòng)，頻(pín)率(shuài)漂移等電能(néng)質量問題，真(zhēn)正實現了對(duì)負載的穩壓，穩(wěn)頻，不間斷供電(diàn)，且在市(shì)電和蓄電(diàn)池間的轉(zhuǎn)換時間(jiān)為(wéi)零。因此，在(zài)綫(xiàn)式(shì)UPS在醫療(liáo)，通信，金融等行業應用(yòng)廣(guǎng)泛，也是電氣(qì)設(shè)計人(rén)員(yuán)應(yīng)該熟(shú)悉(xī)的(dí)重(zhòng)點(diǎn)類型(xíng)［8］。

按(àn)常(cháng)用產品分(fēn)類，UPS可分為工頻UPS，高(gāo)頻UPS：

a．高(gāo)頻(pín)機(jī)與(yǔ)工頻機*大(dà)的區別是使用IGBT替代(dài)晶閘(zhá)管(guǎn)整流(liú)，無隔(gé)離變壓(yā)器。

b．工(gōng)頻機結構(gòu)示意如圖(tú)13所示，相較於(yú)高(gāo)頻(pín)機，在輸(shū)入端電(diàn)能質量(liáng)要求上接受(shòu)度(dù)較廣。而輸(shū)出端加裝(zhuāng)隔(gé)離(lí)變壓器(qì)，有效降(jiàng)低(dī)零(líng)地電(diàn)壓值，在增加隔離層(céng)保(bǎo)護(hù)的基礎上(shàng)對後(hòu)端負載提(tí)供(gōng)持(chí)續(xù)，可(kě)靠穩定的電源(yuán)供給(gěi)。

JGJ 312-2013第4.4.6條規(guī)定：要(yào)求中(zhōng)斷(duàn)供電(diàn)時(shí)間小於(yú)或等於0.5 s的一(yī)級負荷(hé)中特別(bié)重要(yào)的(dí)負(fù)荷，應(yīng)設不間斷電源裝置（UPS），且宜為在綫式。TN-S係統(tǒng)中(zhōng)的(dí)不(bù)間斷電源裝(zhuāng)置（UPS）輸(shū)出端(duān)為三相時(shí)，應加裝三相隔離變(biàn)壓器(qì)並做重復接地。GB 50333-2013第(dì)11.1.3條(tiáo)：有(yǒu)生(shēng)命支持(chí)電氣(qì)設(shè)備的潔(jié)淨(jìng)手(shǒu)術(shù)室要設置應急電(diàn)源(yuán)。自(zì)動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間(jiān)應符(fú)合下列(liè)要(yào)求：生命(mìng)支(zhī)持(chí)電氣設備應(yīng)能(néng)實現在(zài)綫切(qiē)換。結(jié)合(hé)規範要求及(jí)UPS結構特點，建議手術室設計(jì)采用在(zài)綫(xiàn)式(shì)工頻UPS。

圖12在綫式(shì)UPS結(jié)構示(shì)意

圖(tú)13工頻(pín)UPS結構示(shì)意(yì)

4醫用隔(gé)離(lí)電源(yuán)監控係統(tǒng)的(dí)選型與應用

4.1概(gài)述

隨(suí)著電(diàn)子醫療設備(bèi)在醫院(yuàn)領(lǐng)域(yù)的(dí)廣泛應用，漏電流對病人(rén)構(gòu)成(chéng)的(dí)威脅也越(yuè)來越(yuè)大，尤(yóu)其是(shì)那(nà)些(xiē)生(shēng)命攸(yōu)關(guān)的場(cháng)所(suǒ)，病人在手術(shù)中或麻(má)醉(zuì)狀態(tài)下(xià)，各種電極，傳(chuán)感器直(zhí)接插入人體(tǐ)內，微小的(dí)漏電流都(dū)有(yǒu)可(kě)能(néng)導(dǎo)致(zhì)病(bìng)人觸(chù)電身亡。另外有些醫(yī)療設備用(yòng)於(yú)維持重症(zhèng)病人的生命，一(yī)旦(dàn)設備停(tíng)電，也會(huì)對病人(rén)的(dí)生(shēng)命(mìng)構(gòu)成(chéng)威脅。因此(cǐ)，對於(yú)醫療這(zhè)一(yī)特(tè)殊(shū)場(cháng)所的電(diàn)氣(qì)設計(jì)，應嚴格(gé)按(àn)照國(guó)家(jiā)標(biāo)準和(hé)規(guī)範進(jìn)行(háng)。安(ān)科瑞醫用IT係(xì)統(tǒng)絕(jué)緣監(jiān)測故障定位(wèi)裝置(zhì)及係統(tǒng)適用於醫院的手(shǒu)術室，ICU(CCU)監(jiān)護病(bìng)房等(děng)重要(yào)場所，能為這類場所提(tí)供(gōng)安(ān)全，連續(xù)，可(kě)靠的供電解(jiě)決方(fāng)案(àn)。

4.2應用場所

適用於(yú)醫(yī)院的(dí)手術(shù)室，各(gè)類(lèi)重症監護室，搶救(jiù)室，內(nèi)窺鏡(jìng)室(shì)及(jí)造(zào)影室等(děng)醫(yī)療二類場(cháng)所的(dí)醫(yī)用(yòng)隔(gé)離電源(yuán)係統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控(kòng)及自動(dòng)化。

4.3係(xì)統架構

4.4係(xì)統功能(néng)

安(ān)科瑞IT配電(diàn)監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)是(shì)基(jī)於觸(chù)摸(mō)屏軟(ruǎn)件設(shè)計，軟件具有(yǒu)遠(yuǎn)程(chéng)測量，遠程(chéng)參(cān)數設置和遠程自檢等多(duō)種(zhǒng)功能(néng)，為各類場所的(dí)IT配(pèi)電係統(tǒng)的(dí)集中監控提(tí)供(gōng)了*的係(xì)統集(jí)成(chéng)工具。軟(ruǎn)件的主要功能(néng)如下(xià)：

一次(cì)圖和(hé)現(xiàn)場(cháng)分布(bù)顯示(shì)

係統(tǒng)具有一次(cì)圖及現場分(fēn)布圖顯示功(gōng)能，能直(zhí)觀的了解(jiě)並及(jí)時地發現(xiàn)IT供(gōng)電(diàn)係(xì)統的報(bào)警地(dì)點或區(qū)域，從(cóng)而方便(biàn)專業人員(yuán)及(jí)時到(dào)達現場(cháng)進(jìn)行故(gù)障(zhàng)排(pái)查(chá)；

實時(shí)數(shù)據采(cǎi)集(jí)與顯示(shì)

利用(yòng)安(ān)裝於各IT配電係統中絕(jué)緣監(jiān)測(cè)儀表和絕(jué)緣故(gù)障定位儀表(biǎo)，采集各隔(gé)離電源係統的參數。采集(jí)到的(dí)數據實時顯示(shì)在監控係統(tǒng)界麵，這(zhè)些監測(cè)參(cān)量(liáng)含IT係統(tǒng)對地絕緣電阻(zǔ)，變(biàn)壓(yā)器(qì)負荷電流，變(biàn)壓器繞(rào)組(zǔ)溫(wēn)度(dù)及(jí)絕(jué)緣故障回路(lù)等。

故障報警(jǐng)

將各IT配(pèi)電(diàn)係統出現的各類故障(zhàng)，如絕(jué)緣(yuán)故(gù)障(zhàng)，過載故障(zhàng)，超溫(wēn)故(gù)障(zhàng)以及(jí)接(jiē)綫斷(duàn)綫故障(zhàng)等(děng)信(xìn)息(xī)進行(háng)統一處(chǔ)理和(hé)記(jì)錄(lù)，並可直接在(zài)顯(xiǎn)示(shì)界麵(miàn)上彈出(chū)顯示故(gù)障類(lèi)型(xíng)，監測(cè)值，故障(zhàng)地(dì)點以及故障發(fā)生時間(jiān)等信息。同(tóng)時(shí)啟(qǐ)動監控係(xì)統的(dí)聲光(guāng)報警(jǐng)係(xì)統，及時提(tí)醒相(xiāng)關人(rén)員(yuán)，進行(háng)故(gù)障處理(lǐ)。其中(zhōng)，聲(shēng)音(yīn)報(bào)警信號(hào)可(kě)被手(shǒu)動消除。

遠(yuǎn)程參數(shù)設置和查詢

通過係(xì)統，可根據(jù)要求(qiú)遠程調整和(hé)設置各IT配(pèi)電(diàn)係(xì)統中絕(jué)緣(yuán)監(jiān)測儀的(dí)各類報警(jǐng)參數閾值，也可以任意查(chá)看這(zhè)些報警參(cān)數(shù)值。參數(shù)包(bāo)括絕緣報(bào)警值，負(fù)載(zǎi)電流報警值(zhí)和(hé)隔離變壓器(qì)溫(wēn)度報警(jǐng)值等。

圖形顯示功能

係統可(kě)以以曲綫的形式(shì)，顯(xiǎn)示各(gè)IT配電係(xì)統的絕緣狀(zhuàng)況，負載(zǎi)狀(zhuàng)況，以(yǐ)及隔(gé)離變壓(yā)器的(dí)溫升(shēng)狀況，以(yǐ)及(jí)它(tā)們(mén)的變化趨勢，以(yǐ)便於(yú)分(fēn)管理(lǐ)人(rén)員了(liǎo)解和分(fēn)析(xī)各(gè)電(diàn)源係統的運行變化(huà)情(qíng)況(kuàng)，有針(zhēn)對性的(dí)對某些係統(tǒng)進(jìn)行維(wéi)護和(hé)保養。

4.5安科(kē)瑞(ruì)產品功(gōng)能(néng)和技術參數

5結(jié)語

手(shǒu)術室供配電係統設(shè)計(jì)不同於一般(bān)場(cháng)所(suǒ)的(dí)設計要(yào)配電係(xì)統(tǒng)復(fù)雜，對電源安全性(xìng)，可(kě)靠性要求更高，需(xū)要電(diàn)氣設計(jì)人(rén)員對(duì)國家相關(guān)規範(fàn)及(jí)IEC標(biāo)準有(yǒu)透(tòu)徹的(dí)理(lǐ)解(jiě)，更(gēng)需(xū)要大(dà)家(jiā)不斷(duàn)學(xué)習(xí)，交流(liú)，探(tàn)討(tǎo)，更新知識，了(liǎo)解(jiě)*新(xīn)產品及技術的發展，為醫院提供優質的(dí)手(shǒu)術(shù)室供(gōng)配電係(xì)統設計，更(gēng)好地保障廣大(dà)患者的生(shēng)命(mìng)安全(quán)。筆(bǐ)者水平有(yǒu)限(xiàn)，不足之(zhī)處懇(kěn)請批評指(zhǐ)正(zhèng)。

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