ATHB隔离电源柜
随着医疗电子电器技术的飞速发展,现代医疗日益依赖于电气和电子设备。人们对医院手术室的环境要求越来越高,过去的一些设计远不能满足人们对安全保障的要求。尤其是手术室中大量设备触及人体内脏和大脑等器官,如发生电气漏电故障,很容易发生电气事故。如何保护医院的病人以及医护人员不受漏电事故的伤害已经变得非常重要,已经受到了国内外的继电保护专家和医生们的普遍关注。许多国家和国际标准都对医疗领域,尤其是那些生命攸关的场所,如手术室﹑重症监护室﹑心脏监护室等处的医用配电系统做出了特殊规定,其目的就是保证为该场所内的医疗电器设备提供一个安全可靠的电源,以确保病人的安全。
医疗IT配电系统的必要性 电击对人体的伤害
电流流入人体主要有三种后果。首先是灼伤,特别是在电流流入和流出人体的地方。其次是肌肉的麻痹,它可能短暂地使呼吸停止。第三是电击造成心脏发生心室纤维性颤动,这种心室纤维性颤动会造成心室和心瓣膜的失调,从而使血液循环停止。前两种结果会使人感到不适,但很少造成持久性损伤,而发生心室纤维性颤动则需尽快进行处理,否则会造成脑损伤或死亡。
在正常情况下,人体对电击的自然反映可以避免或减少电流对人体的伤害。第一,人体的皮肤电阻可以限制流过人体的流量。第二,肌肉在受到电击时会收缩,一般能够使人体迅速脱离电源。但是众所周知,当用电设备对人体心脏直接漏电电流大于10uA时,就会导致病人死亡,在医学上称之为微电击。在医疗过程中,为了进行各种目的的测量、诊断或治疗,病人常常和各种电气设备连接,电极有可能进入人体或牢固地附着在人体表面(如:心电图、脑电图),还可能从人体内导出液体,经过处理后再输入体内(如:肾透析),这些将使人体失去皮肤电阻的保护。当病人处于麻醉状态,或因痛觉丧失失去了对电击的自然反映,会导致人体不能自行脱离电源,从而对病人造成生命危险。
医疗IT配电系统设计的相关规定
一般通用建筑中所用的RCD等对地漏电保护开关,其动作响应值是mA级(30mA),远远不能满足医疗领域的需要。因此,现在国际上对医疗领域中的手术室﹑ICU﹑CCU等重要场所,除了按要求做局部等电位联结外,配电系统通常采用局部中性点不接地的供电系统(即IT系统或称隔离电源系统)供电。通过单相3KVA-10KVA的隔离变压器给这些场所供电,首先可以防止其它回路中的漏电电流通过接地线窜入手术室﹑ICU﹑CCU的医疗电气设备上对病人的安全构成威胁;另外,一旦隔离电源上所接负载(如各种医疗电气设备)出现对地故障,因对地不能构成电气回路,所以只能产生一个很小的容性漏电流,可有效控制对心脏等器官的直接漏电流,极大地保护了病人免造漏电流的伤害。
国内同样也出台了相对应的安全设计规范。《民用建筑电气设计规范》第 12.8.6 条规定:在2 类医疗场所内,用于维持生命、外科手术和其他位于“患者区域”内的医用电气设备和系统的供电回路,均应采用医疗IT 系统。另《医院洁净手术部建筑技术规范》第8.3.4 条第2 款规定:心脏外科手术室必须设置有隔离变压器的功能性接地系统。国标《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》(GB 16895.24–2005 / IEC 60364–7– 710:2002),对医疗场所做了相应的划分。在病人体表或体内使用的实时监控仪器;用于手术的仪器设备;维持病人生命和躯体功能的设备;用于打开心脏、大脑的设备。在此类场合医疗设备电源中断会引起病人生命危险;微弱的漏电流会产生‘微电击’。在2类场所中每个房间必须至少配备一套医用IT电源供电(隔离供电电源),该电源系统必须安装绝缘监视仪。例如:麻醉室﹑手术室﹑手术准备室﹑手术石膏室﹑手术恢复室﹑心脏导管插入室﹑重症监护室﹑心脏监护室﹑血管造影检查室﹑早产婴儿监护室等。均属于2类场所在应用组2类的医疗场所,必须使用带绝缘监视的隔离电源系统,即IT系统。
医疗IT配电系统的特点
a. 由于系统电源端带电导体不接地,即使系统发生单相接地故障也只能通过系统对地电容构成回路,故障回路阻抗极大,故障电流极小,发生电击的危险很小,所以不必及时切断电源来防电击,从而维持供电的不间断,只有在发生第二此接地故障时才要求切断电源。同时,安装在系统中的绝缘监测器能及时地检测并给出系统绝缘故障报警信号,提醒工作人员及时排除故障。因此IT系统是一个连续、可靠的供电系统。
b. IT系统中的绝缘监测器,一方面实时监测系统的绝缘状态,另一方面还检测系统的过负荷和变压器的温升状态,一旦出现异常立即报警。因此IT系统能够减少因系统发热、漏电等原因引起的电气火灾事故,大大提高了系统的防火安全性。
c. 在IT系统中,提高回路的绝缘阻抗、降低回路对地电容,是提高系统安全性与可靠性的关键。因此在系统设计时要尽量缩短系统配电线路的长度,减小系统容量,减少系统分支回路数,并做好线路的绝缘防护措施。这也就限制了IT系统仅能用在重要的局部的供电场所,如化工、制药企业的一些程序控制生产线,医疗场所的手术室、重症监护室等场所。