【摘要】本文從(cong) IT接地係統的原理出發,通過對IT係統的介紹,提出IT係統在醫院場所的應用的特點及原理,並通過對醫療場所中手術室的配電係統的設計,闡述IT係統在醫院手術室等配電係統的應用方式。
【關(guan) 鍵詞】IT接地係統;醫療IT係統;手術室配電係統
0 前言
隨著社會(hui) 的發展與(yu) 科學技術水平的提高,醫療電子設備得到了迅速的發展,越來越多的電子醫療設備被應用於(yu) 醫療診治過程中,醫院的低壓配電係統接地型式一般為(wei) TN係統,采用這種接地方式的2類醫療場所內(nei) 的電子醫療設備對患者的威脅大,需采用局部醫療IT係統來解決(jue) 這一問題。
1 IT係統
1.1 IT係統接地型式及特點
IT係統:電源端係統的所有帶電部分應與(yu) 地隔離,或係統某一點(一般為(wei) 中性點)通過足夠高的阻抗接地。電氣裝置的外露可導電部分應被單獨或集中地接地,或在滿足電擊安全防護的條件下集中接到係統的保護接地上。IT係統的電源端不做係統接地,在發生第一次接地故障時由於(yu) 不具備故障電流返回電源的通路,故障電流為(wei) 兩(liang) 非故障相對地電容電流的
相量和,故障電流值很小。IT係統因其接地故障電流很小,故障電壓很低,不致引發電擊、火災、爆炸等危險,供電連續性和安全性*高。因此適用於(yu) 不間斷供電要求較高和對接地故障電壓有嚴(yan) 格限製的場所。
2 醫療IT係統
2.1醫療IT係統的特點
對於(yu) 2類場所的手術室以及中斷供電將導致生命危險的場所內(nei) 的醫療電氣設備,國家規範及標準規定需采用1:1隔離變壓器,其配電係統隔離變壓器二次側(ce) 不接地,即采用IT係統接地方式供電。IT係統供電方式對於(yu) 2類場所的手術室以及中斷供電將導致生命危險的場所內(nei) 的醫療電氣設備有如下特點:,
1)係統單一接地故障電流小,無危險的故障電壓

在醫院手術室的配電係統中,為(wei) 了防止在外科手術過程中由於(yu) 發生手術設備的接地故障而產(chan) 生的接地故障電流對人體(ti) 產(chan) 生的微電擊致死情況的發生,一般在手術室配電係統中限製故障電流。采用1:1隔離變壓器,二次回路導體(ti) 不接地,並采用IT係統供電及局部等電位聯結就能有效的限製接地故障電流。如圖1所示,當手術設備發生接地故障時,故障電流流過的路徑為(wei) :隔離變壓器饋線回路→手術設備外殼→PE線→配電箱內(nei) 等電位聯結線→非故障線路對地電容→隔離變壓器首端,由示意圖可知故障電流為(wei) 非故障線路的對地電容


電流,此一小段線路的微量對地電容電流所引起該場所內(nei) 不同設備的電位差很小。
2)係統電源供電的可靠性高
在醫療IT係統中,不能裝設剩餘(yu) 電流保護裝置,而需要裝設具有聲光報警功能的絕緣檢測器。當發生第二故障點尚未發生時采取必要的預防措施,這樣就可以保證供電的連續性。
2.2醫療場所局部IT係統設計要求及配電
係統圖見表1根據國家規範及相關(guan) 要求,手術室配電箱的配電一次係統圖設計如圖2所示。
3醫用隔離電源監控係統的選型與(yu) 應用
3.1概述
隨著電子醫療設備在醫院領域的廣泛應用,漏電流對病人構成的威脅也越來越大,尤其是那些生命攸關(guan) 的場所,病人在手術中或麻醉狀態下,各種電極、傳(chuan) 感器直接插入人體(ti) 內(nei) ,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於(yu) 維持重症病人的生命,一旦設備停電,也會(hui) 對病人的生命構成威脅。因此,對於(yu) 醫療這一特殊場所的電氣設計,應嚴(yan) 格按照國家標準和規範進行。安科瑞醫用IT係統絕緣監測故障定位裝置及係統適用於(yu) 醫院的手術室、ICU(CCU)監護病房等重要場所,能為(wei) 這類場所提供安全、連續、可靠的供電解決(jue) 方案。
3.2應用場所
適用於(yu) 醫院的手術室、各類重症監護室、搶救室、內(nei) 窺鏡室及造影室等醫療二類場所的醫用隔離電源係統的遠程監控及自動化。
3.3係統架構

3.4係統功能
安科瑞IT配電監控係統是基於(yu) 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(wei) 各類場所的IT配電係統的集中監控提供了強大的係統集成工具。軟件的主要功能如下:

一次圖和現場分布顯示
係統具有一次圖及現場分布圖顯示功能,能直觀的了解並及時地發現IT供電係統的報警地點或區域,從(cong) 而方便專(zhuan) 業(ye) 人員及時到達現場進行故障排查;
實時數據采集與(yu) 顯示
利用安裝於(yu) 各IT配電係統中絕緣監測儀(yi) 表和絕緣故障定位儀(yi) 表,采集各隔離電源係統的參數。采集到的數據實時顯示在監控係統界麵,這些監測參量含IT係統對地絕緣電阻、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配電係統出現的各類故障,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行統一處理和記錄,並可直接在顯示界麵上彈出顯示故障類型、監測值、故障地點以及故障發生時間等信息。同時啟動監控係統的聲光報警係統,及時提醒相關(guan) 人員,進行故障處理。其中,聲音報警信號可被手動消除。
遠程參數設置和查詢
通過係統,可根據要求遠程調整和設置各IT配電係統中絕緣監測儀(yi) 的各類報警參數閾值,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
係統可以以曲線的形式,顯示各IT配電係統的絕緣狀況、負載狀況,以及隔離變壓器的溫升狀況,以及它們(men) 的變化趨勢,以便於(yu) 分管理人員了解和分析各電源係統的運行變化情況,有針對性的對某些係統進行維護和保養(yang) 。
3.5安科瑞產(chan) 品功能和技術參數
名稱 | 型號 | 圖片 | 功能 |
IT配電監控係統 | GGF-800 | 
| 基於(yu) 觸摸屏軟件設計,具有遠程測量、遠程參數設置和遠程自檢等多種功能 |
醫用隔離電源櫃 | GGF-I | 
| 三相進單相出,包含單套隔離電源係統 |
GGF-O | 三相進三相、單相出,包含單套或者多套隔離電源係統 |
絕緣監測儀(yi) | AIM-M10 | 
| 絕緣監測,隔離變壓器溫度監測,負載監測,接線判斷及故障報警功能;1路繼電器、1路RS485通訊、24VDC電源輸出 |
AIM-M100 | 
| 絕緣監測,隔離變壓器溫度監測,負載監測,接線判斷及故障報警功能;2路繼電器、2路RS485通訊 |
AIM-M200 | 
| 絕緣監測,隔離變壓器溫度監測,負載監測,接線判斷及故障報警功能;2路繼電器、1路RS485通訊、1路CAN通訊;支持絕緣故障定位 |
儀(yi) 用電源 | ACLP10-24 | 
| 為(wei) AID係列報警與(yu) 顯示儀(yi) 提供24V穩壓電源 |
HDR-60-24 | 為(wei) AIM-M200醫療智能絕緣監測儀(yi) 、ASG150測試信號發生器、AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀(yi) 和AID200集中報警與(yu) 顯示儀(yi) 提供24V穩壓電源 |
報警與(yu) 顯示儀(yi) | AID10 | 
| 出現絕緣故障、過負載、變壓器溫升過高和接線故障時報警 |
AID120 | 
| 具有絕緣電阻、變壓器負荷率實時顯示功能;可遠程設置絕緣監測儀(yi) 的報警閾值 |
AID150 | 
| 采用RS485通訊,可遠程監測*多16套AIM-M10/AIM-M100/AIM-M200絕緣監測儀(yi) 和AIM-R100剩餘(yu) 電流監視儀(yi) 的運行狀況,也可以遠程設置各類報警參數和遠程啟動儀(yi) 表自檢。可實時監測與(yu) 儀(yi) 表通訊是否正常,並可記錄20條故障記錄 |
AID200 | 
| 采用CAN通訊,可遠程監測*多16套AIM-M200絕緣監測儀(yi) 的運行狀況,也可以遠程設置各類報警參數和遠程啟動儀(yi) 表自檢。可實時監測與(yu) 儀(yi) 表通訊是否正常,並可記錄20條故障記錄 |
測試信號發生器 | ASG150 | 
| 采用CAN通訊,可與(yu) 其他設備進行數據交互。當係統出現絕緣故障時,可產(chan) 生故障定位信號注入係統中,配合故障定位儀(yi) 定位故障回路。且具有L1,L2斷線監測功能及故障所在線指示功能 |
絕緣故障定位儀(yi) | AIL150-4 | 
| 采用CAN通訊,可與(yu) 其他設備進行數據交互。配合測試信號發生器可實現故障定位功能 | *多可定位4個(ge) 支路 |
AIL150-8 | *多可定位8個(ge) 支路 |
電流互感器 | AKH-0.66P26 | 
| 與(yu) AIM係列絕緣監測儀(yi) 配套使用的保護型互感器。*大可測電流為(wei) 50A,變比為(wei) 2000:1 |
醫用隔離變壓器 | AITR3150 | 
| 單相隔離變壓器,電壓變比為(wei) 1:1,用於(yu) 將TN-S係統轉換為(wei) IT係統 | *大容量為(wei) :3150VA |
AITR5000 | *大容量為(wei) :5000VA |
AITR6300 | *大容量為(wei) :6300VA |
AITR8000 | *大容量為(wei) :8000VA |
AITR10000 | *大容量為(wei) :10000VA |
剩餘(yu) 電流監測儀(yi) | AIM-R100 | 
| 12路剩餘(yu) 電流監測,1路繼電器輸出,事件記錄,點陣LCD顯示,RS485/ModBUS通訊,報警範圍6mA~1A |
剩餘(yu) 電流互感器 | AKH-0.66/L-20 | 
| 與(yu) AIM-R100剩餘(yu) 電流監測儀(yi) 搭配使用的剩餘(yu) 電流互感器 |
參考文獻:
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[3]GB/T50065-2011,交流電氣裝置的接地設計規範[S].
[4]貝鈺垠.IT 係統在醫療場所的應用.
[5]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) 2022.05版
安科瑞侯文莉