徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

    摘 要：本文對(duì)帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)在醫(yī)院心臟手術(shù)室、心血管X線造影室等場(chǎng)所應(yīng)用的必要性和使用中注意的問題等作了簡(jiǎn)要的概述。

    目前，我國(guó)大型綜合醫(yī)院配電系統(tǒng)的接地形式多采用TN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，使斷路器等過電流保護(hù)裝置動(dòng)作，造成停電。顯然TN系統(tǒng)不能滿足醫(yī)院中一些重要場(chǎng)所對(duì)不間斷供電的使用要求。《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱民規(guī)）14.7.6.3條明確規(guī)定：在電源突然中斷后，有招致重大醫(yī)療危險(xiǎn)的場(chǎng)所，應(yīng)采用電力系統(tǒng)不接地（IT系統(tǒng)）的供電方式。

    IT系統(tǒng)及其特點(diǎn)

    1.《民范》14.2.1.3對(duì)IT系統(tǒng)是這樣闡述的：電力系統(tǒng)的帶電部分與大地間無直接連接（或有一點(diǎn)經(jīng)足夠大的阻抗接地），受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線接至接地極。

    國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)中，強(qiáng)烈建議IT系統(tǒng)部分不應(yīng)配出中性線。這是IT系統(tǒng)與我們熟知的TN/IT接地系統(tǒng)的主要區(qū)別。

    圖1所示，正常情況下，當(dāng)IT系統(tǒng)電源線路足夠短時(shí)，系統(tǒng)中僅存在線路對(duì)地微小的電容電源。隨著時(shí)間的推移，配電線路及電器設(shè)備的絕緣水平不斷下降。當(dāng)IT系統(tǒng)發(fā)生第一次單相接地故障時(shí)，故障電流為非故障相對(duì)地電容電流，其值甚小，不致造成人身被電擊或其他事故，所以不必切斷故障回路電源，從而保證了供電的連續(xù)性。但若不及時(shí)排除故障，在異相上又發(fā)生第二次接地故障，形成相間短路，使過電流保護(hù)裝置動(dòng)作，引起供電中斷。

1.IT系統(tǒng)接地故障示意圖

    2.為了防止第二次異相接地故障發(fā)生，引起相間短路，《民規(guī)》14.2.8條規(guī)定：IT系統(tǒng)必須裝設(shè)絕緣監(jiān)視及接地故障報(bào)警或顯示裝置。

    帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)各部分的功能

    1. AITR系列隔離變壓器

    1）IT系統(tǒng)須由專用的隔離變壓器供電。

    2）單相隔離變壓器二次線圈的額定電壓應(yīng)不超過230V。

    3) 隔離變壓器的金屬外殼需與局部等電位連接端子板聯(lián)結(jié)。

    4）隔離變壓器額定視在功率為3.15～8kVA。

    2. AIM-M系列絕緣監(jiān)測(cè)儀

    1）監(jiān)視交流IT系統(tǒng)的絕緣阻抗（必須大于100kΩ）。當(dāng)系統(tǒng)絕緣電阻降低至50kΩ時(shí)，絕緣監(jiān)視器發(fā)出聲光報(bào)警。

    2）測(cè)量電壓（相對(duì)地之間）<25V。

    3）測(cè)試電流<1mA。

    4）監(jiān)視IT系統(tǒng)中隔離變壓器的繞組溫度及負(fù)載電流。

    3. AID系列外接報(bào)警顯示和測(cè)試單元

    安裝在病人或醫(yī)務(wù)工作者的工作場(chǎng)所。用來顯示醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)監(jiān)視儀器的測(cè)量數(shù)據(jù)和報(bào)警情況，通知IT系統(tǒng)的使用者關(guān)于系統(tǒng)的運(yùn)行情況。它能顯示絕緣監(jiān)視儀的所有信息，還可并聯(lián)多個(gè)外接報(bào)警顯示器和測(cè)試單元，通過RS485或CAN接口實(shí)現(xiàn)通信。

    4. ASG100測(cè)試信號(hào)發(fā)生器

    當(dāng)絕緣監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)出IT系統(tǒng)發(fā)生單點(diǎn)接地故障時(shí)，會(huì)啟動(dòng)測(cè)試信號(hào)發(fā)生器輪流在系統(tǒng)某根線與大地之間注入定位信號(hào)，以便絕緣故障定位儀能在故障支路上監(jiān)測(cè)到定位信號(hào)。

    5. AIL100絕緣故障定位儀

    配合測(cè)試信號(hào)發(fā)生器，在系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，迅速的定位出故障回路，方便運(yùn)維人員維護(hù)。

    6. 絕緣監(jiān)視及故障定位產(chǎn)品信息簡(jiǎn)介

    帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)的應(yīng)用

    1.由于IT系統(tǒng)具有當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，其接觸電壓<50V安全電壓，不構(gòu)成對(duì)人體的危害，不需中斷供電等優(yōu)點(diǎn)。所以國(guó)內(nèi)外對(duì)于一些既要求不間斷供電，又需在發(fā)生接地故障時(shí)，保證人身安全的重要用電負(fù)荷，采用了這種電源不接地的供電方式。如建筑工程中的應(yīng)急電源、礦山、井下、大型圖片處理，程序化控制工廠中的一些化工、制藥企業(yè)。這些企業(yè)高的醫(yī)療場(chǎng)所，一旦突然停電，生命攸關(guān)。為此國(guó)際電工委員會(huì)IEC364-7-710標(biāo)準(zhǔn)中將醫(yī)院區(qū)域的用電情況分為三個(gè)“應(yīng)用組”針對(duì)不同的“應(yīng)用組”，規(guī)定了不同的供電系統(tǒng)要求。

    IEC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定下列場(chǎng)所必須選用IT系統(tǒng)

    2.胸部手術(shù)室、心臟手術(shù)室、胸部手術(shù)以外的手術(shù)室、心血管X線造影室。

    帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)在手術(shù)室應(yīng)用示意圖

    3.IEC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定以下場(chǎng)所建議選用IT系統(tǒng)

    導(dǎo)管室、透析室、ICU（集中治療室）、CCU（冠狀動(dòng)脈集中治療室）、重癥病房、分娩室。

    帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)在ICU/CCU室應(yīng)用示意圖

    4.國(guó)外許多國(guó)家參照IEC標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本國(guó)國(guó)情，制定出了IT在醫(yī)院中應(yīng)用場(chǎng)所的詳細(xì)規(guī)定，并相繼向我國(guó)推出了專門用于醫(yī)院的帶絕緣監(jiān)測(cè)裝置的IT系統(tǒng)設(shè)備。如澳大利亞奇勝公司的：“醫(yī)院漏電保護(hù)裝置”（符合澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)AS2500《病人治療地區(qū)安全用電指南》）日本光商工株式會(huì)社的：“絕緣安全監(jiān)視系統(tǒng)”（符合日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格JISF1022《醫(yī)院電氣設(shè)備安全基準(zhǔn)》）。德國(guó)本德爾公司的：“醫(yī)用隔離電源”（符合德國(guó)DIN VDE0107標(biāo)準(zhǔn)）。

    IT系統(tǒng)應(yīng)用中要注意的問題

    1.IT系統(tǒng)與電源隔離的區(qū)別

    IT系統(tǒng)與電源隔離均采用隔離變壓器，但區(qū)別在于IT系統(tǒng)中的電氣設(shè)備外漏導(dǎo)電部分通過保護(hù)線接地，而電源隔離回路中的設(shè)備外殼不做人為接地。它是采用特低電壓回路輔以不接地的等電位聯(lián)結(jié)（將電源隔離區(qū)域內(nèi)的各電氣設(shè)備金屬外殼用絕緣導(dǎo)線互相連通）來獲得好的安全效果。電源隔離適用于浴室、游泳池等電擊危險(xiǎn)大，對(duì)不間斷供電無特殊要求的潮濕場(chǎng)所。

    2.IEC 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定和建議醫(yī)院選用IT 系統(tǒng)的場(chǎng)所內(nèi)，病人接觸到的醫(yī)療用電設(shè)備多為單相，所以使用的IT系統(tǒng)設(shè)備也多為單相。醫(yī)院內(nèi)的三相大型醫(yī)療儀器，使用時(shí)一般不與病人直接接觸，可采用裝設(shè)快速、高靈敏度漏電斷路器的直接接地方式。

    3.因IT系統(tǒng)不宜配出中性（N）線，系統(tǒng)中單相負(fù)荷所需的220V 電源由三相IT 系統(tǒng)中的380/220V 降壓變壓器取得，或由TN 系統(tǒng)中單相220V電源經(jīng)1:1隔離變壓器的二次側(cè)提供。所以IT系統(tǒng)中的配電線路均為帶電導(dǎo)線，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)裝置。

    4.因不同手術(shù)室可能同時(shí)實(shí)施不同的手術(shù)，使用不同的醫(yī)療儀器。為避免醫(yī)療電器設(shè)備的相互干擾，每間需要設(shè)置IT系統(tǒng)的手術(shù)室，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置隔離變壓器。

    5.醫(yī)院內(nèi)的胸部手術(shù)室，心血管X 線造影室，心臟手術(shù)室及檢查室等，應(yīng)具有嚴(yán)格的防電擊保護(hù)措施。這僅靠帶絕緣監(jiān)視的IT系統(tǒng)是不夠的，還應(yīng)輔以局部等電位聯(lián)結(jié)，使保護(hù)區(qū)內(nèi)所有可導(dǎo)電部分都處于同一電位，才能保證供電的安全可靠性，防止心臟手術(shù)及檢查中發(fā)生宏電擊和微電擊。

    6．當(dāng)同一場(chǎng)所尚有TN-S 或TT 系統(tǒng)供電的插座時(shí)，醫(yī)用IT系統(tǒng)的插座應(yīng)為其它系統(tǒng)用的插頭無法插入, 并具有明顯的可供區(qū)別的標(biāo)志。

    7．在IT 系統(tǒng)中，提高回路的絕緣阻抗，降低回路的對(duì)地靜電電容，是提高系統(tǒng)安全可靠性的關(guān)鍵。為此在設(shè)計(jì)中可采取以下措施。

    ⑴ IT 不接地系統(tǒng)的配電箱要盡量安裝在手術(shù)室等醫(yī)用電氣設(shè)備用房的附近，以縮短該系統(tǒng)配電線路的長(zhǎng)度。

    ⑵ 盡量減少系統(tǒng)容量及系統(tǒng)的分支回路數(shù)。

    ⑶ IT系統(tǒng)的配電線路應(yīng)遠(yuǎn)離接地金屬體（如金屬管道等）。

    ⑷ 使用絕緣層較厚的導(dǎo)線（如雙層絕緣護(hù)套線或電纜）。

    ⑸ 心電儀等測(cè)量設(shè)備為防止交流干擾，采用了電容濾波電路，這將使靜電容量增大，應(yīng)避免使用于IT系統(tǒng)。

    ⑹ 嚴(yán)禁把配電導(dǎo)線和接地導(dǎo)線用穿在一根管中，應(yīng)分別穿管敷設(shè)。

    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，將要新建一批現(xiàn)代化的醫(yī)院。原有一些醫(yī)院，因不能滿足使用要求，也面臨著改擴(kuò)建。作為電氣設(shè)計(jì)人員，一方面期待著國(guó)家有關(guān)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌，進(jìn)一步完善。另一方面在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)推廣采用先進(jìn)技術(shù)，體現(xiàn)“以人為本、安全第一”的設(shè)計(jì)理念，為病人和醫(yī)護(hù)人員提供一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、安全可靠的醫(yī)療環(huán)境。

    參考文獻(xiàn)

    〔1〕《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》，1994年12月第二版，中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編

    〔2〕《IT 系統(tǒng)和電源隔離在民用建筑中的應(yīng)用》 王厚余著

    〔3〕《帶絕緣監(jiān)視的IT系統(tǒng)在醫(yī)院中的應(yīng)用》 劉佩智著

    作者簡(jiǎn)介

    徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)獒t(yī)療供配電設(shè)計(jì)<