淺談醫院手術室電氣設計的若干體會

程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，人們對于醫療服務的安全性要求也在迅速增長，尤其是對手術室這個與人的生命安全密切相關部門的配電可靠性提出了更高要求，本文對醫院手術室電氣設計中關于應急電源EPS、醫療IT系統淵隔離變壓器供電系統冤、等電位接地和諧波治理等方面問題進行探討，并提出了一些自己的看法。

【關鍵詞】手術室；配電；EPS；接地；IT系統

1前言

目前我國的醫院手術室配電系統及接地等電氣設計內容，需要在建筑設計階段完成，而新建手術室要求按照《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333—2002設計，因此，本文結合我院新建的門診綜合樓工程項目對醫院手術室電氣設計過程中與在施工中需要注意的幾個方面做簡單分析。

2新建門診綜合樓工程項目簡介

漢中市第1O層。

3手術室負荷等級和醫院配電系統

根據《綜合醫院建筑設計規范》和《醫療建筑電氣設計規范》，重要手術室的照明及涉及生命安全的設備屬于一級負荷中的特別重要負荷。我院配電系統，由于門診綜合樓和職工公寓樓兩個項目的實施。用電容量大幅增加。需要向***申請將醫院家屬區供電從原來與醫療病區共用的雙電源中分離出來,單獨由北郊變電站供電。并采用以下的調整方案,具體如圖1所示。

(1)為保證醫院醫療病區雙回路供電,將新建的醫院變2設計成為醫院中心變專線一路為主供和現有的西郊變一路為備供,雙回路供電,并相互閉鎖。

(2)按照醫院整體規劃,醫院家屬區全部社區化管理,對醫院現有的醫院變1進行改造,將醫院變1上的病區門診CT負荷由醫院變2的聯絡線供電,并與北郊變一路相互閉鎖。家屬區和公寓樓供電與醫院醫療病區分開后,從北郊變一路公網市電由物業管理部門購電和供電。

(3)全部醫院醫療病區由中心變主供停電時，由西郊變備給新門診供電，同時斷開聯絡線,停所有家屬區負荷,由北郊變倒閘轉換開關給病區門診、CT負荷供電。

(4)醫院醫療病區雙回路發生全部停電的情況下,由門診綜合樓配備的大功率發電機和各重點科室備用小功率發電機給手術樓ICU醫療病區供應室、透析室、計算機中心機房、電梯等確保用電的科室和設施供電。

4手術室電氣設計的幾點體會

4.1手術室應急電源

手術室除應具備雙路供電自動切換的功能并備有發電機外,規范中要求手術室在故障情況下斷電自動恢復供電時間不大于0.5 s10 kV電源切換和發電機自動啟動都無法滿足這個要求因此需要在手術室設置以蓄電池為備用電源的應急電源系統。目前常用的方式為UPS和EPS兩類應急電源其特點比較如表1所列。從表1可以看出在線式UPS的*大優點就是切換時間為零這對于大型電子計算機系統等不允許斷電的設備供電來說是必不可少的。而手術室的呼吸機和監控儀等醫療設備,在不大于05s的短暫斷電后重新啟動不會造成不良后果。因此,在手術室的應急電源選擇中，采用EPS具有節能和造價方面的巨大優勢。

4.2手術室應急電源

手術部總配電柜設在非潔凈區，考慮到檢修時工作人員不能進入手術室以減少交叉感染，從總配電柜到各個手術室的配電箱不能設置在手術室內，應設在手術室外廊側墻上，只在手術室內設置控制裝置顯示面板，用于照明控制、各類氣體控制、空調控制、呼叫控制等，而且控制面板的檢修口需要設在手術室外。

4.3手術室內照明燈具應為嵌入式密封燈帶

手術室內照明應在送風口之外、手術臺的四周布置，燈具應為嵌入式密封燈帶，*好選用接近自然光線的熒光燈以保證手術室內無強烈反光，與手術無影燈相適應。

4.4手術室內醫療設備的插座箱上應設接地端子

為了有效地防范手術過程中因醫療設備漏電產生的電擊事故,手術室需要設置安全保護接地和等電位接地系統,在手術室的建設過程中,在手術床外延伸到2.5m的范內的所有金屬部件進行等電位聯接,配電箱、插座箱內均應設接地端子。

4.5心臟外科手術室需要局部采用IT系統(隔離變壓器供電系統)

目前我國大多數醫院配電系統的接地形式多采用TN系統我院配電系統(包括原有的8間手術室)一直全部采用三五線制供電(TN-S系統本次門診綜合樓項目手術部的電氣設計應考慮在TN-S系統的基礎上再輔以醫用IT系統，才能構成完善的手術室供電體系,原因有如下幾點。

(1)TN-S系統為帶電保護的接地系統該系統接地故障多為金屬性短路，因故障電流較大使斷路器等過流保護裝置動作切斷電源，造成停電。一般電擊情況下,通過人體的總電流不超過30 A就不致發生心室纖顫而導致死亡。而在做心臟手術時,心臟能承受通過的電流極小電流直接全部通過心臟電流如超過5 A即有發生心室纖額的危險?？梢?采用通常的漏電保護措施,由于故障電流較大,對于設備插入心臟或患者體內的手術病人將是非常危險和有安全隱患的。

(2)按照《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002設計規范要求，對于設備插入心臟或患者體內的手術室配電系統需要使用帶絕緣電阻監視的隔離電源系統(IT系統)每間百級手術室設置一套8 kVA的IT監測系統，每間萬級手術室設置一套6.3 kVA的IT監測系統。

(3)醫用IT系統的幾個特點:

a絕緣故障的發生不會導致保護裝置動作面切斷電源確保手術中維持生命的醫療電器設備可以正常工作;

b故電被減小到安全圍內;

c由于供電故障被避免，因此手術室不會發生停電事故。

由此可見，醫用IT系統在確保手術室正常工作中起著非常重要的作用。

5醫用隔離電源監控系統的選型與應用

5.1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的場所，病人在手術中或麻醉狀態下，各種電極、傳感器直接插入人體內，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于維持重癥病人的生命，一旦設備停電，也會對病人的生命構成威脅。因此，對于醫療這一特殊場所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規范進行。安科瑞醫用IT系統絕緣監測故障定位裝置及系統適用于醫院的手術室、ICU(CCU)監護病房等重要場所，能為這類場所提供安全、連續、可靠的供電解決方案。

5.2應用場所

適用于醫院的手術室、各類重癥監護室、搶救室、內窺鏡室及造影室等醫療二類場所的醫用隔離電源系統的遠程監控及自動化。

5.3系統架構

5.4系統功能

安科瑞IT配電監控系統是基于觸摸屏軟件設計，軟件具有遠程測量、遠程參數設置和遠程自檢等多種功能，為各類場所的IT配電系統的集中監控提供了強大的系統集成工具。軟件的主要功能如下：

一次圖和現場分布顯示

系統具有一次圖及現場分布圖顯示功能，能直觀的了解并及時地發現IT供電系統的報警地點或區域，從而方便專業人員及時到達現場進行故障排查；

實時數據采集與顯示

利用安裝于各IT配電系統中絕緣監測儀表和絕緣故障定位儀表，采集各隔離電源系統的參數。采集到的數據實時顯示在監控系統界面，這些監測參量含IT系統對地絕緣電阻、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配電系統出現的各類故障，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，并可直接在顯示界面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。同時啟動監控系統的聲光報警系統，及時提醒相關人員，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

通過系統，可根據要求遠程調整和設置各IT配電系統中絕緣監測儀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

系統可以以曲線的形式，顯示各IT配電系統的絕緣狀況、負載狀況，以及隔離變壓器的溫升狀況，以及它們的變化趨勢，以便于分管理人員了解和分析各電源系統的運行變化情況，有針對性的對某些系統進行維護和保養。

5.5安科瑞產品功能和技術參數

	基于觸摸屏軟件設計，具有遠程測量、遠程參數設置和遠程自檢等多種功能
醫用隔離電源柜	GGF-I		三相進單相出，包含單套隔離電源系統
GGF-O	三相進三相、單相出，包含單套或者多套隔離電源系統
絕緣監測儀	AIM-M10

	為AID系列報警與顯示儀提供24V穩壓電源
HDR-60-24	為AIM-M200醫療智能絕緣監測儀、ASG150測試信號發生器、AIL150-4/AIL150-8絕緣故障定位儀和AID200集中報警與顯示儀提供24V穩壓電源
報警與顯示儀	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絕緣監測儀和AIM-R100剩余電流監視儀的運行狀況，也可以遠程設置各類報警參數和遠程啟動儀表自檢?？蓪崟r監測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，可與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個支路
AIL150-8	*多可定位8個支路
電流互感器	AKH-0.66P26		與AIM系列絕緣監測儀配套使用的保護型互感器。*大可測電流為50A，變比為2000:1
醫用隔離變壓器	AITR3150		單相隔離變壓器，電壓變比為1：1，用于將TN-S系統轉換為IT系統	*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
剩余電流監測儀	AIM-R100

	12路剩余電流監測，1路繼電器輸出，事件記錄，點陣LCD顯示，RS485/ModBUS通訊，報警范圍6mA~1A
剩余電流互感器	AKH-0.66/L-20		與AIM-R100剩余電流監測儀搭配使用的剩余電流互感器

6結束語

綜上所述．醫院手術室的電氣設計在配電系統、應急電源配置、接地、以及設備安裝等方面有其特殊性，我們應根據項目的實際情況全面考慮，優化設計方案，在滿足要求的前提下節約投資，并有良好安全使用效果，為我國醫療衛生事業的發展做出自己的貢獻。

參考文獻：

中國建筑設計研究院，全國智能建筑技術情報網.醫院建筑電氣設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2011．

[2]張林.醫院手術室電氣設計的若干體會

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版

審核編輯 黃宇