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王丹丹
星空体育彩票手机版下载官网最新 上海嘉定 201801
【摘要】該文介紹了手術室低壓配電係統和接地係統的原理和安全性，並分析低壓配電係統對手術室醫護人員和患者以及醫療設備的影響，提出保護醫護人員、患者人身安全和保證醫療設備安全運行的措施。
【關(guan) 鍵詞】TN－S；IT；國際電工委員會(hui) ；PE線；剩餘(yu) 電流保護器；總等電位聯結；局部等電位聯結；醫用IT隔離電源；隔離變壓器
0前言
手術室是為(wei) 患者提供手術及搶救的場所，承擔全院患者手術治療任務。手術室的電氣配電係統和接地的好壞，直接影響到患者和醫護人員的人身安全及手術過程中醫療設備的正常使用。根據國家有關(guan) 負荷分級及供電要求的標準，醫院手術室作為(wei) 不允許中斷供電的場所，需要是一級負荷中的特別重要負荷。因此對手術室的低壓配電係統要求很高，既要保證電氣裝置突發故障情況下不能斷電，又要保證患者和相關(guan) 醫護人員的人身安全。本研究就手術室低壓配電係統和接地係統進行概述，並重點分析兩(liang) 種係統在手術室的應用。
1低壓配電係統概述
國家相關(guan) 電氣安全規範要求，手術室使用間接接觸防護低壓的配電係統主要指TN－S係統和IT係統［1］。
1.1 TN－S係統
在變電所電源端引出的低壓配電係統是3L＋1N＋1PE線。其中N線和PE線是分開的。PE線基本不通過電流，也不帶電位；隻在發生接地故障時通過故障電流。因此電氣裝置的外露可導電部分對地麵平時幾乎不帶電位，比較安全。
1.2 IT係統
在變電所電源端不做係統接地或經高電阻接地，隻做保護接地，用戶端電氣裝置接地係統做等電位聯結的係統。IT係統平時需要使用絕緣監測器（IMD）監測電氣裝置的絕緣水平。當發生一次接地故障時由於(yu) 故障電流沒有返回電源的通路，故障電流很小，在保護接地的接地電阻R上產(chan) 生的對地麵故障電壓很低，不致引發電擊事故，不會(hui) 切斷供電電源。但IMD會(hui) 發出報警信號，提示係統出現接地故障，在手術完成後應停電檢修。如果不及時檢修排除故障而繼續帶故障運行，當發生第二次接地故障時就轉變成相間短路，這是因為(wei) 手術室各種醫療設備PE線相互連通，在某些情況下當第一台醫療設備外露可導電部分發生接地故障時，使得其接地故障電流通過PE線傳(chuan) 遞到相鄰醫療設備的外露可導電部分上，當第二台醫療設備外露可導電部分也發生接地故障，也就是發生第二次接地故障時，兩(liang) 台醫療設備的相線和PE線之間形成短路電流回路，導致設備的操作人員發生電擊傷(shang) 害事故。IT係統就演變成TN係統或TT係統。隻能通過過電流保護電器或剩餘(yu) 電流保護器（RCD）強製切斷供電電源，造成手術間停電跳閘。IT係統一般不引出N線，這是因為(wei) 當引出N線時，IT係統發生單相接地故障，相間對地電壓將升高為(wei) 380 V，N線對地電壓將為(wei) 220 V，導致醫療設備的絕緣損壞；同時醫護人員的直接接觸或間接接觸的預期接觸電壓可高達380 V，電擊死亡危險變大［2］。由於(yu) 沒有引出N線，不能提供220 V電源電壓，其應用受到限製。它主要適用於(yu) 對供電不間斷要求很高的地方。如醫院的手術室、重症監護病房（ICU）等一旦發生係統短路造成停電危及患者生命安全的場所。
2手術室的接地係統概述
手術室的接地係統包括總等電位聯結和局部等電位聯結。總等電位聯結是通過進線配電箱旁的接地母排將下級配電箱的PE線、建築物的金屬結構和接地裝置互相連通，形成一個(ge) 大的接地係統。局部等電位聯結是在局部場所內(nei) 將各個(ge) 可導電部分連通，也可將就近的PE線、金屬管道和建築物金屬構件連通，形成一個(ge) 局部的接地係統。當發生單相接地故障時，局部等電位聯結可以進一步減少接地電阻，從(cong) 而進一步降低接觸電壓，這是局部等電位聯結的優(you) 勢所在。
3手術室低壓配電係統和接地係統的應用
按照國際電工委員會(hui) 標準，醫療場所按照醫療電氣設備與(yu) 人體(ti) 接觸的狀況、斷電的危險程度和允許間斷供電時間的分級分為(wei) 0類、1類、2類場所［3］。其中2類場所內(nei) 可以使用用於(yu) 心髒手術的醫療設備或是中斷供電將導致生命危險的醫療設備。手術室就是2類場所，需要使用IT係統或TN－S係統，不允許使用TN－C係統。
前麵提到的IT係統發生第一次接地故障時既不切斷電源，又不發生電擊事故，隻通過絕緣監測器發出報警信號，第一次接地故障時保護電器動作特性需滿足下列公式：
RA Id≤50V
RA—外露可導電部分的接地電阻（Ω）；Id—發生第一次接地故障時，相線和外露可導電部分阻抗可忽略不計的故障電流（A）。
為(wei) 滿足上述公式的要求，應降低接地極的接地電阻RA，或者減少設備對地正常泄漏電流以及限製線路總長度［4］。所以手術室發生第一次接地故障時接觸電壓會(hui) 控製在50 V以下，對現場操作的醫護人員和手術患者是安全的。根據國家電氣安全的相關(guan) 規範標準，在幹燥環境下發生接地故障時預期接觸電壓不允許＞50 V，潮濕環境下≤25 V，水下環境≤12 V。手術間的IT係統故障狀態下*高允許不停電的接觸電壓隻能是50 V，醫護人員接觸＞50 V就可能發生觸電危險。
手術室的進線配電箱使用的IT係統，但為(wei) 了能提供給監護儀(yi) 、呼吸機、麻醉機等醫療設備220 V的電壓，應使用380／220 V的變壓器，這種變壓器既起到變換電壓的作用，又有安全隔離的效果。其容量≥0.5 kVA，但≤10 kVA。在隔離變壓器後IT係統局部等電位聯結。醫療設備的PE線在和局部等電位聯結後仍和醫院內(nei) TN－C－S係統或TN－S係統的PE線連通，但手術室不能再單獨打接地極，以免發生重複接地的錯誤。因為(wei) 如果在別處發生單相接地短路時，當通過PE線傳(chuan) 遞接地故障電流經過手術間正常使用的醫療設備上的外露可導電部分時，瞬間使得該地局部等電位聯結麵上醫療設備和地的電位同時升高。相對於(yu) 設備與(yu) 地之間無電位差，使手術台上的患者和相鄰操作醫療設備的醫護人員免受電擊傷(shang) 害。而如果手術室出現重複接地時，就會(hui) 因為(wei) 局部等電位聯結與(yu) 大地“0"電位之間出現電位差，對手術間人員人身安全十分不利。由於(yu) 兩(liang) 個(ge) 接地係統間可能出現電位差，通過別處PE線傳(chuan) 遞過來的雜散電流會(hui) 竄進監護儀(yi) 、呼吸機、麻醉機等精密醫療設備當中，幹擾設備的各種參數，甚至會(hui) 擊穿精密的電路板。
手術室總的進線配電箱使用的是TN－S係統，即3L＋1N＋1PE的接線方式。但IEC規定離手術台周邊水平距離1.5 m，高度為(wei) 2.5 m內(nei) 被稱為(wei) 患者環境。圍繞著患者環境的手術台鄰近手術間懸臂吊塔應采用局部醫療IT係統供電。在懸臂吊塔上的插座主要用於(yu) 維持生命或進行外科手術的醫療設備。使用1：1變比的單相隔離變壓器通過懸臂吊塔的插座給生命支持醫療設備供電，將局部醫療IT係統內(nei) 所有的醫療設備和隔離變壓器的PE線端子及進線配電箱的PE線端子相連通，以保證整個(ge) 局部患者環境處在局部等電位聯結的保護範圍內(nei) 。手術室等電位聯結係統中，局部等電位聯結端子板與(yu) 插座PE線端子、醫療設備PE線端子，以及裝置外可導電部分等連接線和連接點的電阻總和≤0.2Ω，使整個(ge) 手術室接地係統的電位差接近相等。
手術室應將IT係統的絕緣監測的聲光信號安裝在合適的位置，使醫務人員在手術過程中便於(yu) 監視。應以不同顏色的燈光顯示係統不同的絕緣狀況。當絕緣電阻下降時，*遲降至50 kΩ時應發出信號。在故障未排除前不允許切斷，音響信號允許中止，但燈光信號不應切斷。
在實際工程中，也可以在同一手術間內(nei) 分別設計TN－S係統和IT係統的插座，懸臂吊塔采用IT係統供電，手術間牆壁采用TN－S係統供電。但應嚴(yan) 格區分和標記清楚，相關(guan) 醫療設備防止混插。提供生命支持的設備，如呼吸機、麻醉機、監護儀(yi) 及手術無影燈等醫療設備需要使用IT係統的插座，以保證在一次接地故障時保護電氣裝置不跳閘。而其他手術輔助醫療設備可使用TN－S係統的插座。每個(ge) 係統有各自的過電流保護裝置和剩餘(yu) 電流保護器，以免TN－S係統出現接地故障時過電流保護裝置或剩餘(yu) 電流保護器跳閘殃及IT係統。分開設計的*大優(you) 點就是降低隔離變壓器的容量和發熱，提高隔離變壓器的使用壽命，使隔離變壓器能更好地為(wei) IT係統服務。
4醫用隔離電源監控係統的選型與(yu) 應用
4.1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。
4.2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。
4.3係統架構
4.4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) 。
4.5安科瑞產(chan) 品功能和技術參數
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