IT系统在医疗场所的应用方案

徐霜

安科瑞电气股份有限公司 上海 嘉定 201801

    摘 要：针对医院对电力系统有很高的要求及使用特点，论述了医院医疗场所的划分以及不同场所的不同类型的电力系统；详细介绍了医疗IT系统的特点、（隔离电源）设备、IT系统的应用方案，以及IT系统应用时注意事项。

    1 概述

    医院建筑是一个救助病人的特殊场所，无论其内部结构，还是医疗设备都必须最大程度地满足医患双方治疗、康复和安全的要求。在其建筑电气当面，最新的国标GB16895.24-2005标准对医院的各个医疗场所按用电的安全等级进行了划分，同时针对不同的医疗场所推荐了不同的电力系统。

    按照最新的国标GB16895.24-2005标准，医疗场所划分为0类场所，1类场所和2类场所。其在医疗0类和1类场所中，由于医疗设备断电不会对患者或诊断造成危害，因此可能使用TN-S系统，须配备剩余电流保护设备（RCD），在发生对地漏电故障时，故障回路可及时断开，同时可安装剩余电流监视设备（RCM），监视系统各回路的漏电流数值，在RCD动作之前即能输出报警信号，避免负载回路断电事故。在医疗2类场所中，医疗设备的断电将对患者构成危害，甚至是生命威胁，因此必须使用医用IT系统，即使发生接地故障，系统也不会发生漏电、失电，从而保证2类场所内病人的安全和维持病人生命的诊疗设备的持续运行。

    2 医疗IT系统功能及特点

    医用隔离电源系统（即医用IT系统），又叫中性点不接地的配电系统，系统负载中的导体和无负载电流经过的导电部分经接地保护线接地。在IT系统中，如果出现单相接地故障，对地漏电流只能经过系统泄漏电容对系统相线构成回路，而系统泄漏电容引起的容抗总是远远大于TN系统中的接地电阻，因此IT系统中的短路其不会因接地电流的存在而引起过电流而动作，从而保证系统能带故障运行。

    医疗IT系统设置在医疗2类场所的作用：

    （1）隔离电源系统即中心点不接地系统，其因降低了接触电压和电网对地的泄漏电流，故有效控制对人体内部的直接漏电，从根本上杜绝产生微电击医疗事故的危险；

    （2）防止接地系统内的漏电流窜入某些与病人连接的医疗电气设备的对地回路；

    （3）当供电系统内出现第一个对地漏电流故障时，不会导致断路器或熔断器动作，保证供电的可靠性。同时，绝缘监视仪报警，提示故障类型，以便维修人员及时修复；

    （4）降低了对地漏电流，从而提高了防火安全性；

    （5）目前国家标准GB16895.24-2005规定中心手术部所有手术室、急诊抢救室、各类重症监护室、心脏导管及造影室等需配置隔离电源系统。

    3 选择设备时应注意的事项

    医院在选择医用IT设备时，应参照相关规范的技术要求，其中：

    （1）《民用建筑电气设计规范》在14.7.6.3中规定：“在电源突然中断后，有招致重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地（IT系统）的供电方式”；14.2.8中规定“IT系统必须装设绝缘监视及接地故障报警系统或显示装置”；

    （2）《医疗洁净手术部建筑技术规范》在8.3.1.3中规定“洁净手术部用电应从本建筑物配电中心专配共给。根据使用场所的要求，主要选用TN-S系统或IT系统两种形式”：8.3.2.3中规定：“洁净手术室内的电源宜设备漏电检测报警装置”；

    （3）国家标准《建筑物电气装置 第7-710部分：特殊装置或场所的要求—医疗场所GB16895.24-2005》在710.413.1.5中规定“在2类医疗场所（即手术室、ICU）内，医疗IT系统应该用于维持生命的、外科手术的和其它位于“患者区域”内的医疗电气设备和系统的供电回路。医用IT系统应配置一个符合规范要气的绝缘监视仪。”

    该规范规定了IT系统内相关产品（包括医用隔离变压器、医用绝缘监视仪以及外接报警显示）的技术指标和要求。其中医院隔离变压器的技术指标为：变压器应符合IEC61558-2-15及以下附加要求：

    （1）当变压器以额定电压和额定频率供电，空载时出现绕组测得的对地漏电流和外护物的泄漏电流均不应超过0.5mA。

    （2）用于移动式和固定式设备的医疗IT系统应采用单相变压器，其额定输出容量不应小于0.5KVA,但不应超过10KVA。

    （3）变压器应紧靠医疗场所安装，可在其内或其外，而且要安装在柜内或外护物内以免被无意地接触其带电部分。

    （4）变压器的二次侧额定电压Un不应超过交流250V。

    医用绝缘监视仪的技术指标为：

    （1）绝缘监视仪需符合IEC61557-8并满足下列规定要求：

    （2）交流内阻抗应至少为100KΩ；测试电压不应大于直流25V；

    （3）即使在绝缘电阻降至50KΩ时，应发出信号。应配置试验此功能的器具；

    （4）绝缘监视仪要求监测医疗IT变压器的过负荷和过热。

    外接报警显示的技术指标为：对于每个医疗IT系统，配备有下列组件的声光报警系统应装设在适当的地方以便医务人员可以经常监视（声光信号），一只绿灯亮表示正常，当绝缘电阻下降到最小整定值时，一只黄灯亮。应不能消除或断开这个亮灯指示，当绝缘电阻下降到最小整定值时，音响报警动作。该音响报警可以解除，当故障被清楚恢复正常后，黄色信号灯应熄灭。

    目前，安科瑞的医用IT系统已广泛医用于各大医院，其包括：AITR系列医院单相隔离变压器、AIM-M系列医用绝缘监测仪、AKH-0.66P26电流互感器、ACLP10-24仪器专用电源、AID系列报警与显示仪、ASG100测试信号发生器和AIL100绝缘故障定位仪。其产品特点为：

    （1）安科瑞AITR系列医用隔离变压器符合国标的技术要求。具备10KVA以下各种规格的变压器，具有噪音低、对地漏电流小、启动浪涌电流小等优点。同时变压器内置了两个温度芯子，当变压器超温时，可在绝缘监视仪上输出报警信号。同时作为手术室IT系统的电源，连接不间运转时间长，符合并高于医用隔离变压器技术指标，其质量和技术经受了长时间实际应用的考验。

    （2）AIM-M系列医用绝缘监测仪具有如下功能：①监测绝缘阻抗，范围为10～999KΩ。②监测负载电流，范围为2.1～50A。③监测隔离变压器温度。④在线监测仪表和电网、N线、PE线的连接。⑤在线监测仪表与电流互感器的连接。⑥在线监测仪表与温度传感器的连接。⑦两路继电器报警输出、LED报警指示。

    （3）AID系列外接报警与显示仪，安装于手术室内信息控制面板上，显示AIM-M系列绝缘监测仪的所有信息，并具有远程设置AIM-M系列绝缘监测仪的报警参数等功能。其中AID200与AIM-M200绝缘监测仪通过CAN接口进行数字通讯，可进行多点显示和集中显示。

    （4）除了绝缘监测技术外，安科瑞公司还能通过AIL100绝缘故障定位仪在线查找绝缘故障发生的回路。AIL100故障定位仪与AIM-M200绝缘监测仪通过CAN接口进行数据通讯，当IT系统发生绝缘故障时，ASG100信号发生器启动并产生定位信号，注入到IT系统与地之间。AIL100绝缘故障定位装置通过传感器逐路巡检，当检测到定位信号流经某支路时，便可确定该支路为绝缘故障所在回路。此时，操作人员可有目的性的针对该故障支路进行断电或其它保护操作，不必逐条支路断电进行排查，不仅大大的提高了工作效率，也有效的保障了系统供电的连续性。因此，对电力系统供电的安全性、连续性和可靠性具有极其重要的意义。

    4 医疗IT系统在医疗场所的应用方案

    根据国标GB16895.24-2005/IEC60364-7-710标准和未出版的综合医院建筑设计规范，医疗IT系统须应用于医疗2类场所，即中心手术部的所有手术室、急诊抢救室、各类重症监护室（ICU）及心脏导管和造影室等。

    （1）ICU、CCU病房配电解决方案

方案一 不带绝缘故障定位功能

方案二 带绝缘故障定位功能

    （2）ICU、CCU病房方案配置表

    （3）手术室配电解决方案（以GGF-O8G隔离配电柜系统图为例）

方案一 不带绝缘故障定位功能

方案二 带绝缘故障定位功能

    （4）手术室方案配置表

    （5）隔离变压器可根据GGF隔离电源柜选型的不同灵活安装于隔离电源柜内、夹层内或吊顶上。绝缘监视仪、稳压电源、电流互感器、测试信号发生器、绝缘故障定位仪可安装在隔离电源柜内，外接报警显示可安装于情报面板上。

    5 IT系统应用时需注意的问题

    1.IT系统的隔离变压器设置位置。

    放置隔离变压器的位置应是靠近手术室的通风和易散热的地方，应尽量缩短变压器出线端与手术室插座之间的距离。通常将隔离变压器放置手术室墙内嵌入式电气柜，手术室天花板吊顶或手术准备房间有立式电气柜内。

    2.二类场所里慎用三相隔离电源。

    三相隔离系统（IT系统）中如果出现单相接地故障，非故障相对地电压将升高对地额定电压的1.7倍，因而具有对地故障扩大的危险，所以应慎用三相隔离电源，尽量采用单相隔离电源系统。

    3.IT系统的配电线路应装设双级开关，作为短路保护。

    因IT系统不宜配出中性（N）线，系统中单相负荷所需的220V电源由IT系统中单相220V电源经1：1隔离变压器的二次侧提供。所以IT系统中的配电线路均为带电导线，应装设双级开关，作为短路保护。

    综上所述，参照新制定的国标GB16895.24-2005/IEC60364-7-710标准，不但充分保障患者的医疗安全，还能保证医疗设备的安全使用，具有很强的实用性。

    参考文献

    〔1〕《医用IT 系统在医疗场所的应用》 邵建勋著

    作者简介

    徐霜，女，本科，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为医疗供配电设计<