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江蘇安科瑞電器制造有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第6年

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淺談醫(yī)用隔離電源(IT)系統(tǒng)的應(yīng)用及常見(jiàn)故障的處理

時(shí)間:2021/1/28閱讀:3052
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 一、概述

  隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院的廣泛應(yīng)用,,我們發(fā)現(xiàn)病人和醫(yī)生已經(jīng)深陷電子儀器和設(shè)備的包圍之中,漏電流對(duì)病人構(gòu)成的潛在威脅也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以前,尤其是病人在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下,,各種電極、傳感器直接插入病人體內(nèi),,如有很微弱的漏電流直接流過(guò)病人的心臟,,就會(huì)導(dǎo)致病人觸電身亡。

  目前,,我國(guó)大多數(shù)醫(yī)院配電系統(tǒng)仍然采用TN—S系統(tǒng),。該系統(tǒng)接地故障多為金屬性短路,因故障電流較大,,使斷路器或熔斷器等過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作,,造成房間停電。顯然TN—S系統(tǒng)不能滿足醫(yī)院中一些重要場(chǎng)所對(duì)不間斷供電的實(shí)用要求,。故醫(yī)院2類場(chǎng)所:如中心手術(shù)部的所有手術(shù)室I所有CU病房(包括ICU,,CCU,,NICU,PICU,,SICU等)和心臟導(dǎo)管介入室等,,應(yīng)當(dāng)采用醫(yī)用隔離電源(IT)系統(tǒng)供電。

  二,、什么是醫(yī)用隔離電源(IT)系統(tǒng)

  I表示電源側(cè)沒(méi)有工作接地或經(jīng)過(guò)高阻抗接地,,T表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。IT系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí),,供電的可靠性高,、安全性好。一般用于不允許停電的場(chǎng)所,,或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方,,醫(yī)院的手術(shù)室和ICU室等二類場(chǎng)所要采用IT系統(tǒng)。采用醫(yī)用隔離電源(IT)系統(tǒng),,即電源中性點(diǎn)不接地,,一旦設(shè)備漏電,單相對(duì)地漏電電流很小,,不會(huì)破壞電源電壓的平衡,,所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)安全、可靠,。

  醫(yī)用隔離電源(IT)系統(tǒng),,簡(jiǎn)單說(shuō)就是隔離變壓器和絕緣監(jiān)視儀以及報(bào)警單元(還包括電流互感器等配件)組合在一起。供電原理很簡(jiǎn)單,,說(shuō)白了就是利用隔離變壓器把TN—S系統(tǒng)變成不接地的IT系統(tǒng),,實(shí)際上一個(gè)隔離變壓器就能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的功能,但考慮到系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,,才會(huì)配備絕緣監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整體的絕緣水平,。

  三、醫(yī)用隔離電源(1T)系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的必要性

  1.IT系統(tǒng)因降低了接觸電壓和電網(wǎng)對(duì)地漏電流(控制砷臟的直接漏電流),,故人身觸電后危險(xiǎn)降低:

  *,,當(dāng)用電設(shè)備對(duì)人體心臟直接漏電大干10uA時(shí),會(huì)造成對(duì)病人的微電擊擊傷事故,。而在一般通用建筑中所采用的ReD,、ELCB等對(duì)地漏電保護(hù)開(kāi)關(guān),其動(dòng)作響應(yīng)值是m*(如:30mA),,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要,。

  因此,現(xiàn)在上對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室、ICU,、CCU等重要場(chǎng)所通常采用局部“中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)”(即“IT系統(tǒng)”或稱“隔離電源系統(tǒng)”)供電,。通過(guò)單相3KVA一10KVA的隔離變壓器給這些場(chǎng)所供電,首先可以防止其它供電回路中的漏電流通過(guò)接地線竄入手術(shù)室,、ICU,、CCU的醫(yī)療電氣設(shè)備上對(duì)病人的安全構(gòu)成威脅;另外,,一旦隔離電源上所接的負(fù)載(如各種醫(yī)療電氣設(shè)備)出現(xiàn)對(duì)地故障,,因?qū)Φ夭荒軜?gòu)成回路,只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流,,保護(hù)了病人免遭漏電流的傷害,。

  2.當(dāng)電網(wǎng)負(fù)載端出現(xiàn)一個(gè)絕緣故障點(diǎn)時(shí),不會(huì)引起電源空開(kāi)動(dòng)作(跳閘),,保證了供電的連續(xù)性,;

  在醫(yī)療領(lǐng)域,某些場(chǎng)所對(duì)供電持續(xù)性要求很高,,故設(shè)計(jì)成兩路(甚至三路)電源(接地供電系統(tǒng))自動(dòng)切換,,以保證這些特殊場(chǎng)所的供電連續(xù)性。但如果在負(fù)載端出現(xiàn)相對(duì)絕緣故障時(shí),,故障電流將經(jīng)過(guò)電源中性點(diǎn)對(duì)地構(gòu)成回路,,從而形成一個(gè)較大的故障電流,使上一層空開(kāi)或熔斷器動(dòng)作,,導(dǎo)致供電中斷,。而如果在這些特殊場(chǎng)所局部采用IT配電系統(tǒng)時(shí),因其電源中性點(diǎn)不接地,,當(dāng)負(fù)載端出現(xiàn)一點(diǎn)相對(duì)地絕緣故障時(shí),,因其對(duì)地不能構(gòu)成回路,只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流,,對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生危害,同時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致空開(kāi)動(dòng)作,,從而保證了手術(shù)室供電的連接性,。

  3.降低了對(duì)地漏電流,故提高了防火安全性,。

  四,、醫(yī)用隔離電源(1T)系統(tǒng)常見(jiàn)故障處理

  ① 絕緣故障

  在實(shí)際應(yīng)用中,,IT系統(tǒng)一般與TN—S系統(tǒng)通過(guò)隔離變壓器進(jìn)行隔離,。在正常情況下系統(tǒng)中僅存在線路對(duì)地電容的微小漏電流。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生di一次單相接地故障時(shí),由于這個(gè)電流值非常小,,不會(huì)造成人身電擊或者其它事故,,也不會(huì)切斷電源,保證了系統(tǒng)供電的連續(xù)性,。但是如果不及時(shí)排除故障當(dāng)另一相同時(shí)發(fā)生接地故障時(shí),,相當(dāng)于形成相間短路,使過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作,,引起供電的中斷,,這對(duì)于重要的供電場(chǎng)所來(lái)說(shuō)是不允許的。為了防止上述短路故障的發(fā)生,,IT系統(tǒng)要設(shè)置絕緣監(jiān)視儀,,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生di一次接地故障時(shí),絕緣監(jiān)視儀發(fā)現(xiàn)接地故障,,并通過(guò)報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警信號(hào),,通常是聲光報(bào)警信號(hào),提醒工作人員在發(fā)生異相接地故障前及時(shí)排除故障,,去除隱患,,從而保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性。通常的解決方法是逐個(gè)斷開(kāi)負(fù)載設(shè)備或開(kāi)關(guān)回路的方法來(lái)查找故障設(shè)備或回路,。

  為方便快速查找故障回路,,可以在IT系統(tǒng)中加裝絕緣故障評(píng)估儀,以實(shí)現(xiàn)在線查找絕緣故障,。當(dāng)絕緣監(jiān)視儀檢測(cè)到絕緣故障時(shí),,給絕緣故障評(píng)估儀一個(gè)啟動(dòng)信號(hào),評(píng)估儀開(kāi)始逐路檢測(cè),,找到并指示故障回路的位置,,這樣就方便了工作人員進(jìn)行故障排除。在CU病房(包括ICU,,CCU,,NICU,PICU,,SICU等)這種24小時(shí)不問(wèn)斷工作的場(chǎng)所,,非常適宜采用絕緣故障定位系統(tǒng)。

 ?、?變壓器過(guò)負(fù)荷和超溫:

  為了保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性,,《建筑物電氣裝置第 7—710部分特殊裝置或場(chǎng)所的要求一醫(yī)療場(chǎng)所》GB16895.24—2005/IEC60364—7—710:2002中規(guī)定IT系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)視儀要同時(shí)還具有變壓器負(fù)荷和溫度監(jiān)測(cè)功能。

  由于隔離變壓器負(fù)載設(shè)備過(guò)多,,可導(dǎo)致隔離變壓器過(guò)負(fù)荷工作,,長(zhǎng)時(shí)間過(guò)負(fù)荷工作將降低設(shè)備的使用壽命和安全性,。絕緣監(jiān)視儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的負(fù)荷狀態(tài),當(dāng)其負(fù)荷過(guò)高時(shí),,報(bào)警單元將有相應(yīng)的過(guò)負(fù)荷報(bào)警信號(hào),,以提醒相關(guān)人員及時(shí)處理。通常的解決方法是采用減少I(mǎi)T系統(tǒng)內(nèi)不是要使用的負(fù)載設(shè)備,。

  由于隔離變壓器持續(xù)不斷地工作,,如果其安裝環(huán)境通風(fēng)不好或系統(tǒng)內(nèi)負(fù)載設(shè)備過(guò)多,都可能導(dǎo)致變壓器溫度過(guò)高,。絕緣監(jiān)視儀實(shí)時(shí)檢測(cè)變壓器的溫度狀態(tài),,當(dāng)其溫度過(guò)高時(shí),報(bào)警單元將有相應(yīng)的溫度報(bào)警信號(hào),,以提醒相關(guān)人員及時(shí)處理,。通常的解決方法是提高變壓器的通風(fēng)散熱狀況或減少當(dāng)前不是要使用的負(fù)載設(shè)備。

 ?、?接線監(jiān)視功能:

  主要的接線監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括:

  -與PE線的連接監(jiān)視

  -與電流互感器的連接監(jiān)視

  -與溫度傳感器的連接監(jiān)視

  當(dāng)出現(xiàn)連接故障時(shí),,報(bào)警單元將有相應(yīng)的報(bào)警信號(hào),以提醒相關(guān)人員及時(shí)處理,。通常的解決方法是檢查相應(yīng)的連接線是否斷開(kāi)或檢查相應(yīng)的接線端子是否松動(dòng),。

  ④ 儀器內(nèi)部故障當(dāng)出現(xiàn)儀器內(nèi)部故障時(shí),,與廠家技術(shù)部溝通聯(lián)系解決,。

  五、安科瑞醫(yī)療IT系統(tǒng)介紹

  1. 概述

  隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,,漏電流對(duì)病人構(gòu)成的威脅也越來(lái)越大,,尤其是那些生命攸關(guān)的場(chǎng)所,病人在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下,,各種電極,、傳感器直接插入人體內(nèi),微小的漏電流都有可能導(dǎo)致病人觸電身亡,。另外有些醫(yī)療設(shè)備用于維持重癥病人的生命,,一旦設(shè)備停電,也會(huì)對(duì)病人的生命構(gòu)成威脅,。因此,,對(duì)于醫(yī)院這一特殊場(chǎng)所的電氣設(shè)計(jì),應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求,,采用IT系統(tǒng)供電。

  安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的手術(shù)室,、ICU(CCU)監(jiān)護(hù)病房等重要場(chǎng)所,,能為這類場(chǎng)所提供安全,、連續(xù)、可靠的供電解決方案,。

  2. 醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)

  醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)用于集中監(jiān)控醫(yī)療大樓內(nèi)所有醫(yī)療2類場(chǎng)所醫(yī)療IT系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,。這種集中監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)置在醫(yī)院電氣運(yùn)行和維護(hù)人員的值班室內(nèi),也可以集成在其它電力監(jiān)控系統(tǒng)中,,由電氣人員進(jìn)行監(jiān)控,,一旦某套IT系統(tǒng)出現(xiàn)故障,電氣維護(hù)人員也能在一時(shí)間內(nèi)做出判斷,,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行處理,。

  2.1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖1 產(chǎn)品拓?fù)鋱D

  2.2 軟件功能

  安科瑞醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)是基于觸摸屏軟件設(shè)計(jì),軟件具有遠(yuǎn)程測(cè)量,、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和遠(yuǎn)程自檢等多種功能,,為醫(yī)院2類場(chǎng)所隔離電源系統(tǒng)的集中監(jiān)控提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)集成工具。軟件的主要功能如下圖2:

圖2 軟件的主要功能

  ■ 一次圖和現(xiàn)場(chǎng)分布顯示

  系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場(chǎng)分布圖顯示功能,,能直觀的了解并及時(shí)地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報(bào)警地點(diǎn)或區(qū)域,,從而方便人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障排查;

  ■ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與顯示

  利用安裝于各隔離電源系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測(cè)儀表和絕緣故障定位儀表,,采集各隔離電源系統(tǒng)的參數(shù),。采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面,這些監(jiān)測(cè)參量含IT系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻,、變壓器負(fù)荷電流,、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等如圖3;

■ 故障報(bào)警

  將各醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障,,如絕緣故障,、過(guò)載故障、超溫故障以及接線斷線故障等信息進(jìn)行統(tǒng)一處理和記錄,,并可直接在顯示界面上彈出顯示故障類型,、監(jiān)測(cè)值、故障地點(diǎn)以及故障發(fā)生時(shí)間等信息,。同時(shí)啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的聲光報(bào)警系統(tǒng),,及時(shí)提醒相關(guān)人員,進(jìn)行故障處理,。其中,,聲音報(bào)警信號(hào)可被手動(dòng)去除。

  ■ 遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和查詢

  通過(guò)系統(tǒng),,可根據(jù)要求遠(yuǎn)程調(diào)整和設(shè)置各醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測(cè)儀的各類報(bào)警參數(shù)閾值,,也可以任意查看這些報(bào)警參數(shù)值。參數(shù)包括絕緣報(bào)警值,、負(fù)載電流報(bào)警值和隔離變壓器溫度報(bào)警值等如圖4,。

■ 圖形顯示功能:

  系統(tǒng)可以以曲線的形式,,顯示各套隔離電源系統(tǒng)的絕緣狀況、負(fù)載狀況,,以及隔離變壓器的溫升狀況,,以及它們的變化趨勢(shì),以便于分管理人員了解和分析各電源系統(tǒng)的運(yùn)行變化情況,,有針對(duì)性的對(duì)某些系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),。

  3. 產(chǎn)品選型

  表1醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)及故障定位產(chǎn)品

  六、結(jié)束語(yǔ)

  隨著人民生活水平的不斷提高,,涉及人身安全的醫(yī)療場(chǎng)所的電氣設(shè)計(jì),,將會(huì)要求越來(lái)越高,越來(lái)越完善,。帶有絕緣監(jiān)測(cè)的醫(yī)用隔離電源(IT)系統(tǒng)能夠?yàn)獒t(yī)療場(chǎng)所提供安全,、可靠、連續(xù)的供電,,這是其它電源系統(tǒng)無(wú)法媲美的,。隨著我國(guó)國(guó)力的不斷增強(qiáng),醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的不斷發(fā)展,,隨著人們對(duì)醫(yī)用隔離電源(IT)系統(tǒng)的充分認(rèn)識(shí),,其將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

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