隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人民生活水平的提高,人們對(duì)生活質(zhì)量要求不斷提高。近年來醫(yī)院建設(shè)飛速發(fā)展,醫(yī)院功能越來越復(fù)雜,醫(yī)療設(shè)備也越來越多,因此對(duì)醫(yī)院設(shè)計(jì)要求也越來越高。由于醫(yī)院建筑的特殊性,無論對(duì)供電的可靠性,電能質(zhì)量要求均提出了更高的要求,而手術(shù)室是醫(yī)院非常重要的組成部分,手術(shù)室本身也有原來的普通手術(shù)室演變?yōu)闈崈羰中g(shù)室,使醫(yī)院手術(shù)的硬件環(huán)境達(dá)到了一個(gè)新的水平,本人結(jié)合醫(yī)院設(shè)計(jì)的工程實(shí)例,針對(duì)醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。
1工程概況
某醫(yī)院建筑總面積62444平方米,其中地上建筑面積49401平方米。由病房綜合樓、醫(yī)技門診樓、科研后勤樓組成。為三級(jí)甲等綜合性醫(yī)院。病房綜合樓建筑面積為25718平方米,為十九層高層建筑。手術(shù)室設(shè)在病房綜合樓三層,共7間手術(shù)室及其配套用房,包括術(shù)前準(zhǔn)備、術(shù)后蘇醒、麻醉準(zhǔn)備等用房,ICU重診監(jiān)護(hù)室設(shè)在六層,四層為設(shè)備轉(zhuǎn)換層,其中為手術(shù)室配套的潔凈空調(diào)設(shè)在該層。
2供配電系統(tǒng)
2.1負(fù)荷分級(jí)
消防用電(如消火栓泵、噴淋泵、排煙風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、防火卷簾門應(yīng)急照明)、消防電梯及消防電梯排水泵、漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)均為一級(jí)負(fù)荷。住院樓中的公共走道照明、計(jì)算機(jī)系統(tǒng),安防系統(tǒng),電子信息設(shè)備機(jī)房,客梯,排污泵,排水泵、生活水泵用電、手術(shù)室的潔凈空調(diào)用電等為一級(jí)負(fù)荷。醫(yī)院手術(shù)室、重診監(jiān)護(hù)室為一級(jí)負(fù)荷重特別重要負(fù)荷。一般照明、舒適性空調(diào)設(shè)備為三級(jí)負(fù)荷。
2.2供電電源
根據(jù)本工程的特點(diǎn)、負(fù)荷分級(jí)及當(dāng)?shù)爻鞘须娋W(wǎng)的實(shí)際供電情況,本工程引入二路10KV獨(dú)立電源供本建筑群所有負(fù)荷供電。為了保證消防設(shè)備、手術(shù)室、重診監(jiān)護(hù)室、智能化管理機(jī)房設(shè)備、弱電機(jī)房設(shè)備等重要負(fù)荷供電的可靠性,本工程除采用2路市電供電外,還設(shè)置1臺(tái)800kW柴油發(fā)電機(jī)為消防及重要負(fù)荷供電。柴油發(fā)電機(jī)的供電電壓等級(jí)為0.4kV。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)處于常備啟動(dòng)狀態(tài),當(dāng)兩路市電中斷供電時(shí),柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)立即啟動(dòng),并應(yīng)在15~30S內(nèi)向消防及重要負(fù)荷供電。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)與市電連鎖,不得與其并列運(yùn)行。當(dāng)市電恢復(fù)時(shí),柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)自動(dòng)退出工作,并延時(shí)停機(jī)。為了避免用電設(shè)備的電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)而造成柴油發(fā)電機(jī)組熄火停機(jī),用電設(shè)備應(yīng)具有不同延時(shí),錯(cuò)開啟動(dòng)時(shí)間。重要性相同時(shí),先啟動(dòng)容量大的負(fù)荷。自啟動(dòng)機(jī)組的操作電源,機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng),燃料油,潤(rùn)滑油,冷卻水以及室內(nèi)環(huán)境溫度等均應(yīng)保證機(jī)組隨時(shí)啟動(dòng)。水源及能源具有獨(dú)立性,不得受市電停電的影響。為保證柴油發(fā)電機(jī)與市電,變壓器之間不并列運(yùn)行,各主開關(guān)聯(lián)鎖關(guān)系如圖1所示:
注:“√"表示此開關(guān)閉合,“×"表示此開關(guān)斷開,開關(guān)“K3"為電動(dòng)合閘。聯(lián)絡(luò)時(shí)要先斷開K1或K2中的一個(gè),K3才能合上。如取消聯(lián)絡(luò),須先斷開K3,K1或K2才能合上。
3.手術(shù)室配電系統(tǒng)
3.1電擊對(duì)人體的傷害
電流流入人體主要有三種后果。首先是灼傷,特別是在電流流入和流出人體的地方。其次是肌肉的麻痹,它可能短暫地使呼吸停止。第三種盡快處理,否則會(huì)造成腦損傷或死亡。
3.2醫(yī)院手術(shù)室配電系統(tǒng)的規(guī)定
IEC(國(guó)際電工協(xié)會(huì))60364-7-710.在國(guó)際電工協(xié)會(huì)IEC60364標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008 12.8.6.1中規(guī)定,在醫(yī)療領(lǐng)域,由電網(wǎng)電源供電,用于維持生命或外科手術(shù)的醫(yī)療電器設(shè)備﹑以及用于手術(shù)室照明和類似照明設(shè)備﹑額定電壓超過AC25V或DC60V的設(shè)備,使用帶絕緣電阻監(jiān)視儀的IT電源系統(tǒng)。
3.3手術(shù)室配電
3.3.1系統(tǒng)接地故障保護(hù)
手術(shù)室配電采用IT系統(tǒng),即中性點(diǎn)不接地配電系統(tǒng)。當(dāng)用電設(shè)備對(duì)人體心臟直接漏電電流大于10uA時(shí),就會(huì)導(dǎo)致病人死亡,在醫(yī)學(xué)上稱之為微電擊。而在一般通用建筑中所用的漏電保護(hù)開關(guān),其動(dòng)作響應(yīng)值是mA,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要。因此,對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室﹑ICU﹑CCU等重要場(chǎng)所,除了按要求局部等電位聯(lián)結(jié)外,配電系統(tǒng)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。一方面可以防止其它回路中的漏電電流通過接地線竄入手術(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;另一方面一旦隔離電源上所接負(fù)載出現(xiàn)對(duì)地故障,因?qū)Φ夭荒軜?gòu)成電氣回路,所以只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流,可有效控制對(duì)心臟等器官的直接漏電流,保護(hù)了病人免造漏電流的傷害。
3.3.2系統(tǒng)供電的連續(xù)性
手術(shù)室等場(chǎng)所對(duì)供電連續(xù)性要求很高,故設(shè)計(jì)為兩路10KV進(jìn)線,自備柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為第三電源,電源自動(dòng)切換,以保證供電的可靠性,并在手術(shù)室配電箱中增加UPS電源,以保證這些特殊場(chǎng)所的供電連續(xù)性。為使隔離變壓器及UPS容量不至于太大,因此一般的用電設(shè)備不需經(jīng)隔離變壓器配電(如觀片燈、書寫臺(tái)燈等)。手術(shù)室配電箱系統(tǒng)圖如圖2所示。
3.3.3絕緣監(jiān)測(cè)
病人在做手術(shù)時(shí),特別是重要部位的手術(shù)(如心臟手術(shù)),哪怕有微小的一點(diǎn)漏電流也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果,甚至直接導(dǎo)致病人死亡。因此對(duì)于手術(shù)的用電設(shè)備絕緣完好是非常重要,所以設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備,并在顯眼的位置設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)報(bào)警顯示儀,以確保用電的可靠性。
3.3.4手術(shù)室配電箱的安裝位置
潔凈手術(shù)室配電箱不得安裝在手術(shù)室內(nèi)部,應(yīng)安裝在手術(shù)室的外走廊,以避免干擾手術(shù)室內(nèi)部設(shè)備,影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于手術(shù)室配電的重要性,潔凈手術(shù)室內(nèi)的電源宜設(shè)置漏電檢測(cè)報(bào)警裝置。
3.4重診監(jiān)護(hù)室(ICU)配電
重診監(jiān)護(hù)室(ICU、CCU)配電僅次于手術(shù)室配電,采用雙路供電(外帶柴油發(fā)動(dòng)機(jī)),集中設(shè)置一個(gè)EPS電源,以確保供電的連續(xù)性。一般采用幾個(gè)病床共用一個(gè)隔離變壓器及絕緣檢測(cè)儀個(gè)病床共用一個(gè)隔離變壓器及絕緣檢測(cè)儀(一個(gè)回路),幾個(gè)回路集中設(shè)置絕緣監(jiān)
測(cè)顯示儀,一般設(shè)置在護(hù)士站。這種配電方式既能滿足設(shè)備的用電需要,保證用電的可靠性,又能節(jié)約設(shè)備投資。ICU配電箱系統(tǒng)圖如圖3所示。
4.手術(shù)室照明設(shè)計(jì)
手術(shù)室照明一般采用混合照明設(shè)計(jì),分為一般照明,手術(shù)室重點(diǎn)照明,信號(hào)燈照明和觀片燈照明。
手術(shù)室工作照明照度大多在500lx以上,高者甚至達(dá)到1500lx。潔凈手術(shù)室一般照明用光源可選用色溫為4000~5000K之間的潔凈熒光燈,其色溫與無影燈光源的色溫相適應(yīng),其顯色性接近自然光。照明燈具應(yīng)為嵌入式燈具,布置在手術(shù)臺(tái)的四周,且布置在風(fēng)口之外。無影燈應(yīng)根據(jù)手術(shù)室尺寸和手術(shù)要求進(jìn)行配置,為手術(shù)室的重點(diǎn)照明,一般為照明設(shè)計(jì)人員與專業(yè)義務(wù)人員共同研究確定,以達(dá)到更好的效果。手術(shù)室內(nèi)應(yīng)設(shè)置觀片燈,觀片燈的數(shù)量宜根據(jù)手術(shù)室的大小類型配置,一般為多管熒光燈,每支熒光燈單獨(dú)設(shè)置開關(guān),手術(shù)室門外上方還應(yīng)設(shè)置信號(hào)燈,信號(hào)燈的控制開關(guān)設(shè)在手術(shù)室內(nèi)。
5.手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)中其他應(yīng)注意的問題。
5.1防靜電措施
手術(shù)室還應(yīng)根據(jù)需要采取防靜電措施。由于物品摩擦產(chǎn)生的靜電,當(dāng)放電時(shí)產(chǎn)生的電流,如果流過患者的心臟時(shí),一個(gè)很小的電流就會(huì)致患者死亡。靜電也會(huì)對(duì)一些精密醫(yī)療電子儀器產(chǎn)生干擾。一般采用手術(shù)室鋪設(shè)防靜電地板等措施。
5.2其他
潔凈手術(shù)部配電管線應(yīng)采用金屬管敷設(shè),穿過墻和樓板的電線管應(yīng)加套管,套管內(nèi)用不燃材料密封。進(jìn)入手術(shù)室的電線管穿線后,管口應(yīng)采用無腐蝕和不燃材料封閉。特殊部位的配電管線宜采用礦物絕緣電纜。手術(shù)室室內(nèi)應(yīng)注意與手術(shù)室無關(guān)的管線(如通風(fēng)管道、水管等)不得穿越通過。
6醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)的選型與應(yīng)用
6.1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)療這一特殊場(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)范進(jìn)行。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。
6.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于醫(yī)院的手術(shù)室、各類重癥監(jiān)護(hù)室、搶救室、內(nèi)窺鏡室及造影室等醫(yī)療二類場(chǎng)所的醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及自動(dòng)化。
6.3系統(tǒng)架構(gòu)
6.4系統(tǒng)功能
安科瑞IT配電監(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,為各類場(chǎng)所的IT配電系統(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:
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,從而方便專業(yè)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IT配電系統(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。
故障報(bào)警
將各IT配電系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障,如絕緣故障、過載故障、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)消除。
遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和查詢
通過系統(tǒng),可根據(jù)要求遠(yuǎn)程調(diào)整和設(shè)置各IT配電系統(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。
圖形顯示功能
系統(tǒng)可以以曲線的形式,顯示各IT配電系統(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)。
6.5安科瑞產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)
名稱 | 型號(hào) | 圖片 | 功能 | |
IT配電監(jiān)控系統(tǒng) | GGF-800 |
| 基于觸摸屏軟件設(shè)計(jì),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 | |
醫(yī)用隔離電源柜 | GGF-I |
| 三相進(jìn)單相出,包含單套隔離電源系統(tǒng) | |
GGF-O | 三相進(jìn)三相、單相出,包含單套或者多套隔離電源系統(tǒng) | |||
絕緣監(jiān)測(cè)儀 | AIM-M10 |
| 絕緣監(jiān)測(cè),隔離變壓器溫度監(jiān)測(cè),負(fù)載監(jiān)測(cè),接線判斷及故障報(bào)警功能;1路繼電器、1路RS485通訊、24VDC電源輸出 | |
AIM-M100 |
| 絕緣監(jiān)測(cè),隔離變壓器溫度監(jiān)測(cè),負(fù)載監(jiān)測(cè),接線判斷及故障報(bào)警功能;2路繼電器、2路RS485通訊 | ||
AIM-M200 |
| 絕緣監(jiān)測(cè),隔離變壓器溫度監(jiān)測(cè),負(fù)載監(jiān)測(cè),接線判斷及故障報(bào)警功能;2路繼電器、1路RS485通訊、1路CAN通訊;支持絕緣故障定位 | ||
儀用電源 | ACLP10-24 |
| 為AID系列報(bào)警與顯示儀提供24V穩(wěn)壓電源 | |
HDR-60-24 | 為AIM-M200醫(yī)療智能絕緣監(jiān)測(cè)儀、ASG150測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀和AID200集中報(bào)警與顯示儀提供24V穩(wěn)壓電源 | |||
報(bào)警與顯示儀 | AID10 |
| 出現(xiàn)絕緣故障、過負(fù)載、變壓器溫升過高和接線故障時(shí)報(bào)警 | |
AID120 |
| 具有絕緣電阻、變壓器負(fù)荷率實(shí)時(shí)顯示功能;可遠(yuǎn)程設(shè)置絕緣監(jiān)測(cè)儀的報(bào)警閾值 | ||
AID150 |
| 采用RS485通訊,可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)*多16套AIM-M10/AIM-M100/AIM-M200絕緣監(jiān)測(cè)儀和AIM-R100剩余電流監(jiān)視儀的運(yùn)行狀況,也可以遠(yuǎn)程設(shè)置各類報(bào)警參數(shù)和遠(yuǎn)程啟動(dòng)儀表自檢??蓪?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與儀表通訊是否正常,并可記錄20條故障記錄 | ||
AID200 |
| 采用CAN通訊,可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)*多16套AIM-M200絕緣監(jiān)測(cè)儀的運(yùn)行狀況,也可以遠(yuǎn)程設(shè)置各類報(bào)警參數(shù)和遠(yuǎn)程啟動(dòng)儀表自檢??蓪?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與儀表通訊是否正常,并可記錄20條故障記錄 | ||
測(cè)試信號(hào)發(fā)生器 | ASG150 |
| 采用CAN通訊,可與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時(shí),可產(chǎn)生故障定位信號(hào)注入系統(tǒng)中,配合故障定位儀定位故障回路。且具有L1,L2斷線監(jiān)測(cè)功能及故障所在線指示功能 | |
絕緣故障定位儀 | AIL150-4 |
| 采用CAN通訊,可與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。配合測(cè)試信號(hào)發(fā)生器可實(shí)現(xiàn)故障定位功能 | *多可定位4個(gè)支路 |
AIL150-8 | *多可定位8個(gè)支路 | |||
電流互感器 | AKH-0.66P26 |
| 與AIM系列絕緣監(jiān)測(cè)儀配套使用的保護(hù)型互感器。*大可測(cè)電流為50A,變比為2000:1 | |
醫(yī)用隔離變壓器 | AITR3150 |
| 單相隔離變壓器,電壓變比為1:1,用于將TN-S系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為IT系統(tǒng) | *大容量為:3150VA |
AITR5000 | *大容量為:5000VA | |||
AITR6300 | *大容量為:6300VA | |||
AITR8000 | *大容量為:8000VA | |||
AITR10000 | *大容量為:10000VA | |||
剩余電流監(jiān)測(cè)儀 | AIM-R100 |
| 12路剩余電流監(jiān)測(cè),1路繼電器輸出,事件記錄,點(diǎn)陣LCD顯示,RS485/ModBUS通訊,報(bào)警范圍6mA~1A | |
剩余電流互感器 | AKH-0.66/L-20 |
| 與AIM-R100剩余電流監(jiān)測(cè)儀搭配使用的剩余電流互感器 |
7.結(jié)語
本文結(jié)合工程實(shí)例就醫(yī)院手術(shù)室電氣設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)要的分析和總結(jié),文中觀點(diǎn)可能存在些許不足之處,希望得到同行的批評(píng)和指正。
參考文獻(xiàn)
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