IT隔離電源系統在醫院安全用電中的應用分析

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定   201801

【摘要】目前，為了進(jìn)一步提高我國醫療技術(shù)水平，加強了數據化技術(shù)在其中的有效應用。特別是其在醫療電氣設備運行中的有效應用，能夠在提高診斷準確性的同時(shí)，保證醫院用電的安全性?；诖?，本文對IT系統在醫院安全用電的具體應用進(jìn)行了分析，希望能夠提高醫院用電的可靠性。

【關(guān)鍵詞】IT系統；醫院；安全用電

0　引言

新時(shí)期，IT系統由于自身具有非常強的自動(dòng)化特點(diǎn)，所以其在醫院安全用電中得到了有效應用。這種系統可以有效地降低醫護人員和患者被電擊灼傷以及危及生命等情況的發(fā)生。這就需要在醫院重點(diǎn)科室中科學(xué)地設置IT系統，保證整體的規范性，從而為醫院在社會(huì )中的穩定發(fā)展提供條件。

1　發(fā)展背景

現如今，為了保證IT系統運行的安全性，要從醫療設備的具體應用情況出發(fā)，對其進(jìn)行科學(xué)設計，對相鄰的用電設備進(jìn)行科學(xué)配置。在醫療場(chǎng)所局部也要設置IT系統，主要是為保證變壓器供電的穩定性，并且每個(gè)房間都需要科學(xué)配置絕緣故障監測裝置，保證試驗設施的穩定運行。由于醫療IT變壓器的作用效果比較好，所以相關(guān)技術(shù)人員要從醫院監測裝置的實(shí)際情況出發(fā)，對IT系統進(jìn)行科學(xué)配置，保證醫院用電的安全性 [1] 。

現如今，相關(guān)學(xué)者在對我國醫療IT系統中的電壓進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現其主要以220V為主。主要是因為術(shù)室接觸的設備負荷不大，220V可以在滿(mǎn)足用電需求的同時(shí)，保證系統運行的穩定性，避免在單相接地時(shí)出現故障問(wèn)題。由于此設備和線(xiàn)纜在運行中會(huì )出現耐壓和安全問(wèn)題，所以在對當前的醫療場(chǎng)所配電系統進(jìn)行分析時(shí)，要從IT系統的運行特點(diǎn)出發(fā)，結合醫院用電的具體情況，實(shí)現對TN-S配電系統的科學(xué)配置，從而為IT系統的穩定運行提供條件，保證醫院用電的安全性。

2　醫療IT系統構成

首先是對隔離變壓器進(jìn)行科學(xué)配置，對隔離變壓器進(jìn)行優(yōu)化，結合內部結構，分析溫度傳感器的特點(diǎn)。由于此設備可以對溫度信號進(jìn)行有效傳遞，主要是將其傳遞到絕緣監測系統中，在此基礎上實(shí)現超溫報警。同時(shí)，絕緣監測系統也是其中的主要組成部分。這種絕緣監測系統主要有報警顯示儀和電流互感器，可以對故障進(jìn)行準確定位。最后是報警單元，可以與絕緣監視儀之間進(jìn)行通信，可以在絕緣故障的時(shí)候，及時(shí)發(fā)出聲光報警，進(jìn)而保證醫療用電的安全性。

3　IT系統在醫院安全用電中的重要性

現階段，以前的醫院用電方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足相關(guān)設備發(fā)展的要求了。再加上，醫院中的用電設備比較多，如果不對其相關(guān)用電設備進(jìn)行科學(xué)設置，就會(huì )對設備的安全運行帶來(lái)影響。然而，IT系統在醫院安全用電中的有效應用，不僅可以降低觸電電壓，還能夠預防漏電流的發(fā)生，將人身觸電危險降到最小。如果當用電設備對人體的心臟漏電已經(jīng)達到了10μA，就會(huì )導致患者在治療中觸電身亡，在醫學(xué)上將其稱(chēng)為“微電擊"。但是，如果一直選擇民用中的RCD、ELCB等設備，就會(huì )對斷路器的安全運行帶來(lái)影響，不能滿(mǎn)足我國醫療發(fā)展的要求?，F階段，國際上結合醫療手術(shù)室和CCU等重要場(chǎng)所的實(shí)際用電情況，分析了中性點(diǎn)不接地的供電系統的運行情況，保證供電的安全性。這個(gè)時(shí)候可以通過(guò)單相0.5～10kVA的隔離變壓器，實(shí)現持續性供電，主要是為了防止醫院設備中的其它供電回路觸發(fā)漏電流問(wèn)題，避免對患者的生命安全帶來(lái)威脅。

如果IT系統的電源系統中，已經(jīng)接到了負載，如醫療電氣設備等，就會(huì )出現絕緣故障，導致電源端不能有效接地。這就需要從IT系統的特點(diǎn)出發(fā)，加強其在醫療用電設備中的有效應用，預防漏電流等情況的發(fā)生，加強對患者的保護。當IT系統在運行中出現第一個(gè)對地漏電故障時(shí)，其并不會(huì )導致系統在運行中出現斷路器問(wèn)題，或者是熔斷器動(dòng)作，在此基礎上保證電源供電的穩定性和可靠性 [2] 。

由于我國醫療中的相關(guān)設備比較多，并且某些場(chǎng)所對供電的持續性要求也非常高，所以在對其進(jìn)行設計時(shí)，要將其設置為兩路，實(shí)現電源系統之間的自動(dòng)切換，避免用電設備在特殊場(chǎng)所中出現供電問(wèn)題，保證供電的連續性。如果其負載端出現了絕緣故障，這個(gè)時(shí)候故障電流就會(huì )經(jīng)過(guò)電源的中性點(diǎn)，構成回路，進(jìn)而形成比較大的故障電流。這就需要加強IT系統在局部特殊場(chǎng)所的有效應用，在應用IT配電系統時(shí)，要注意電源中性點(diǎn)不接地，當其中的負載端出現絕緣故障時(shí)，其并不能構成回路，只會(huì )出現一個(gè)小的容性漏電，并不會(huì )對人的身體健康帶來(lái)影響，進(jìn)而為醫療場(chǎng)所供電的持續性提供保障。

4　IT系統特點(diǎn)

要想保證IT系統運行的穩定性和安全性，需要從IT系統的作用機制出發(fā)，分析其特點(diǎn)，保證電源端無(wú)接地接觸的安全性，為中性線(xiàn)的穩定運行提供條件。在單相接地故障的情況下，IT系統不僅可以更加穩定地運行，還要保證電流回路的可靠性，降低接地故障中的電流，在此基礎上保證供電的連續性。其次，IT系統自身的預防性和修復性等是非常強的。如果絕緣下降，但是沒(méi)有出現接地故障，則要通過(guò)監測供電線(xiàn)路，對絕緣變化的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，并且在一次接地故障發(fā)生前，此系統可以及時(shí)對其中的隱患進(jìn)行有效處理。即便上一次接地故障的隱患沒(méi)有處理，其在發(fā)生后也不會(huì )對系統的穩定運行帶來(lái)影響。但是，當出現二次接地故障時(shí)，操作人員要及時(shí)切斷供電電源。這就需要相關(guān)的技術(shù)要在二次接地故障發(fā)生前，對相關(guān)性高的故障進(jìn)行處理，確保故障點(diǎn)和電壓的穩定，避免故障電流對人員的身體健康帶來(lái)傷害 [3] 。

在對IT系統中的故障電壓進(jìn)行計算時(shí)，可以參見(jiàn)GB/T16895.10-2010中的低壓電氣裝置，加強對安全防護電壓設備的科學(xué)配置，避免IT系統在運行中受到電磁等因素的干擾。相關(guān)學(xué)者在對IT系統的特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現其與常見(jiàn)的TN不同，主要是因為IT系統可以對地漏電流進(jìn)行綜合性監測。保證IT系統運行的穩定性，加強對漏電繼電器的安全應用，實(shí)現對醫療場(chǎng)所IT系統中常用絕緣監測器的安裝，為醫院用電的安全性提供保障。

5　IT系統在醫院安全用電中的應用

現如今，各種先進(jìn)技術(shù)在醫療IT系統中得到了有效應用。尤其是IT系統在醫院用電中的有效應用，不僅可以保證其穩定運行，還可以減少用電故障的發(fā)生。醫院在具體的發(fā)展中，由于其自身的職能具有一定的特殊性，所以其配電方式也比較特殊，如外科手術(shù)室等，都需要加強對IT系統的科學(xué)應用，保證配電系統運行的可靠性，實(shí)現連續性配電。在對IT系統進(jìn)行安裝時(shí)，要結合相關(guān)的規章制度對醫療場(chǎng)所進(jìn)行科學(xué)劃分，主要將其分為了0類(lèi)場(chǎng)所、1類(lèi)場(chǎng)所和2類(lèi)場(chǎng)所，不同場(chǎng)所的用電配置是不同的。

一般情況下，0類(lèi)和1類(lèi)場(chǎng)所并不應用和病人直接接觸的醫療設備，或者是所應用的設備在斷電后也不會(huì )對患者的身體健康造成影響。因此，需要加強對TN-S系統的有效應用，并且還要科學(xué)配置剩余的電流動(dòng)作保護器，等到其發(fā)生接地故障時(shí)，需要及時(shí)斷開(kāi)故障回路。在此過(guò)程中，操作技術(shù)人員要對剩余電流監測設備進(jìn)行科學(xué)配置，保證監測系統的穩定運行，保證各回路泄漏電流值正常，避免出現其它的意外情況。同時(shí)，在保護設備動(dòng)作前，IT系統一般會(huì )發(fā)出報警信號，預防回路出現斷電。2類(lèi)醫療場(chǎng)所中的設備在運行中一般會(huì )出現斷電和接地故障問(wèn)題，如果不及時(shí)對其中的故障進(jìn)行處理，就會(huì )對病人的生命安全帶來(lái)威脅。這就需要結合相關(guān)的標準以及規范，為此類(lèi)場(chǎng)所的穩定運行提供條件，科學(xué)設置醫療IT系統，為系統供電的連續性和可靠性提供保障。在對2類(lèi)醫療場(chǎng)所中的相關(guān)內容進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現其中主要包括手術(shù)室和各類(lèi)重癥監護室等 [4] 。

因此，在每個(gè)房間中要科學(xué)配有獨立的設備和隔離電源系統。主要結合各個(gè)手術(shù)室以及重癥監護室中的相關(guān)情況，加強對獨立IT供電系統的科學(xué)設置。在此過(guò)程中，IT系統在手術(shù)部和ICU總配電柜中的應用，可以實(shí)現對TN-S系統的科學(xué)配置，保證配電的安全性。部分學(xué)者在對IT系統中的絕緣監測器和總配電柜的運行情況進(jìn)行分析，需要加強對剩余電流監測設備的優(yōu)化，在Modbus協(xié)議基礎上，實(shí)現對RS485總線(xiàn)的有效設計。在此過(guò)程中，將各個(gè)監測信號更加全面地反饋到手術(shù)部的監控室中，幫助操作人員及時(shí)發(fā)現其中的問(wèn)題，實(shí)現對中央控制室中上位機的優(yōu)化，主要通過(guò)中央控制系統，或者是相關(guān)的軟件對其進(jìn)行集中監控。同時(shí)，IT系統和TN-S系統之間的有效結合，不僅可以保證用電設備在運行中處于安全狀態(tài)，還可以實(shí)現對系統的集中監控，對其進(jìn)行綜合管理。

相關(guān)技術(shù)人員在對IT系統進(jìn)行配置時(shí)，要從各類(lèi)手術(shù)室以及重癥監護室中的具體情況出發(fā)，結合各系統的容量，對單獨的IT系統進(jìn)行合理化配置，在醫療儀器和多功能吊塔等用電設備中更加安全地取電，保證照明燈和電動(dòng)門(mén)等設備運行的穩定性。同時(shí)，還要加強對醫療隔離電源系統的有效應用，保證手術(shù)室的安全性。此外，IT系統中的絕緣監測儀，還可以對IT系統的實(shí)際情況和絕緣狀態(tài)進(jìn)行全面檢測，等到系統出現故障的時(shí)候，會(huì )發(fā)出報警信號 [5] 。

當其外接時(shí)，報警就會(huì )和顯示儀之間有效結合，主要通過(guò)RS485接口，實(shí)現與絕緣監測儀之間的數字通信，在此基礎上更加全面地顯示絕緣監測儀的結果，及時(shí)發(fā)出聲光的報警信號。當然除了要加強對絕緣監測設備的科學(xué)應用，還要保證系統運行的穩定性，對絕緣故障測試儀進(jìn)行科學(xué)安裝，在此基礎上實(shí)現對絕緣故障的綜合性評估，及時(shí)查找出現問(wèn)題的回路，及時(shí)發(fā)現系統在運行中的絕緣故障。當絕緣故障測試儀在開(kāi)展運行時(shí)，其會(huì )送出比較特殊的測試電流，對電流流經(jīng)的故障部位進(jìn)行準確定位，避免醫院中的相關(guān)設備在運行中出現其它問(wèn)題。此外，醫療IT系統在運行中，不僅可以及時(shí)發(fā)現絕緣故障，還能夠對出現故障的回路進(jìn)行準確定位，進(jìn)而保證IT系統整體運行的安全性。

6醫用隔離電源監控系統的選型與應用

6.1概述

隨著(zhù)電子醫療設備在醫院領(lǐng)域的廣泛應用，漏電流對病人構成的威脅也越來(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，微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。另外有些醫療設備用于維持重癥病人的生命，一旦設備停電，也會(huì )對病人的生命構成威脅。因此，對于醫療這一特殊場(chǎng)所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規范進(jìn)行。安科瑞醫用IT系統絕緣監測故障定位裝置及系統適用于醫院的手術(shù)室、ICU(CCU)監護病房等重要場(chǎng)所，能為這類(lèi)場(chǎng)所提供安全、連續、可靠的供電解決方案。

6.2應用場(chǎng)所

適用于醫院的手術(shù)室、各類(lèi)重癥監護室、搶救室、內窺鏡室及造影室等醫療二類(lèi)場(chǎng)所的醫用隔離電源系統的遠程監控及自動(dòng)化。

6.3系統架構

6.4系統功能

安科瑞IT配電監控系統是基于觸摸屏軟件設計，軟件具有遠程測量、遠程參數設置和遠程自檢等多種功能，為各類(lèi)場(chǎng)所的IT配電系統的集中監控提供了強大的系統集成工具。軟件的主要功能如下：

一次圖和現場(chǎng)分布顯示

系統具有一次圖及現場(chǎng)分布圖顯示功能，能直觀(guān)的了解并及時(shí)地發(fā)現IT供電系統的報警地點(diǎn)或區域，從而方便專(zhuān)業(yè)人員及時(shí)到達現場(chǎng)進(jìn)行故障排查；

實(shí)時(shí)數據采集與顯示

利用安裝于各IT配電系統中絕緣監測儀表和絕緣故障定位儀表，采集各隔離電源系統的參數。采集到的數據實(shí)時(shí)顯示在監控系統界面，這些監測參量含IT系統對地絕緣電阻、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等

故障報警

將各IT配電系統出現的各類(lèi)故障，如絕緣故障、過(guò)載故障、超溫故障以及接線(xiàn)斷線(xiàn)故障等信息進(jìn)行統一處理和記錄，并可直接在顯示界面上彈出顯示故障類(lèi)型、監測值、故障地點(diǎn)以及故障發(fā)生時(shí)間等信息。同時(shí)啟動(dòng)監控系統的聲光報警系統，及時(shí)提醒相關(guān)人員，進(jìn)行故障處理。其中，聲音報警信號可被手動(dòng)消除。

遠程參數設置和查詢(xún)

通過(guò)系統，可根據要求遠程調整和設置各IT配電系統中絕緣監測儀的各類(lèi)報警參數閾值，也可以任意查看這些報警參數值。參數包括絕緣報警值、負載電流報警值和隔離變壓器溫度報警值等。

圖形顯示功能

系統可以以曲線(xiàn)的形式，顯示各IT配電系統的絕緣狀況、負載狀況，以及隔離變壓器的溫升狀況，以及它們的變化趨勢，以便于分管理人員了解和分析各電源系統的運行變化情況，有針對性的對某些系統進(jìn)行維護和保養。

6.5安科瑞產(chǎn)品功能和技術(shù)參數

7　注意事項

醫院中的設備比較多，相關(guān)場(chǎng)所也具有一定的特殊性，所以在對醫療IT系統進(jìn)行設計的時(shí)候，需要注意以下問(wèn)題。

醫療中的IT系統在運行時(shí)，要從醫療場(chǎng)所出發(fā)，加強對供電用隔離變壓器的有效應用，主要結合電力變壓器安裝的安全內容，對醫療場(chǎng)所中的內容進(jìn)行整合，保證供電用隔離變壓器運行的穩定性，避免出現其它的特殊問(wèn)題。要想在IT系統的基礎上，保證醫療系統運行的穩定性，需要強化此系統的絕緣強度。在對IT系統的配電箱進(jìn)行安裝時(shí)，要保證其在使用場(chǎng)所附近，減小系統在運行中的容量，加強對系統分支數的控制，不斷縮短系統配電線(xiàn)路自身的長(cháng)度，明確其中的注意事項 [6]

由于心臟手術(shù)的危險系數比較高，所以在對其中的用電設備進(jìn)行設計時(shí)，要做好防電擊等工作。如果在此過(guò)程中僅靠帶絕緣監測的IT系統，就會(huì )影響這種系統用電的整體安全性。這就需要做好局部的電位聯(lián)結工作，提高電位水平，減少其它用電安全事故的發(fā)生。

8　結語(yǔ)

由此可見(jiàn)，由于醫院的用電設備直接影響著(zhù)患者的生命安全，所以在信息化時(shí)代背景下要加強對IT系統的科學(xué)安裝，對整體的安裝流程進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現對醫院用電設備的合理配置，避免用電事故的發(fā)生，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國醫療事業(yè)在社會(huì )中的持續發(fā)展。

參考文獻

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[3] 孫建軍.醫院安全用電問(wèn)題及管理對策研究[J].工程技術(shù)研究,2019,4(7):241-242.

[4] 陳曉紅.高校實(shí)驗室設備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與安全用電管理[J].電子元器件與信息技術(shù),2021,5(1):114-115.

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[6]張院平.分析IT系統在醫院安全用電中的應用.

[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版