摘  要：闡述了醫用IT供電系統，IT隔離變壓器功能性接地系統。介紹了IT系統絕緣監測功能的擴展：醫用隔離電源，IT系統隔離變壓器溫度檢測，IT系統接地故障定位檢測，以及絕緣監測、各類檢測的中央監控系統。

關鍵詞：IT系統　絕緣監測　過負荷檢測　隔離變壓器溫度檢測

1　概述

醫院因其工作的特殊性，醫療建筑也因此成為功能、結構想對復雜的民用建筑。醫院的供配電方式與其他民用建筑有較大區別，尤其在醫院的特殊環境里，漏電流對病人構成了潛在的危險，因此對電氣安全設計提出了特殊而且嚴格的要求。尤其是那些生命攸關的場所，如外科手術室、重癥監護室等地均需安裝醫用IT供電系統（IT指不接地供電系統，此系統俗稱醫用隔離電源)，其目的就是為了保證對該場所內的醫療電器提供一個安全可靠的電源，以確保病人的安全。

我國現有的醫院供配電系統，大多是上世紀八十年代左右的設計，設計思路已經跟不上國際發展的趨勢，并存在設備和供電線路老化等諸多問題。2005年北京供電公司和市衛生局曾對全市醫療單位的用電安全進行了大檢查，結果發現存在不少安全隱患。工作人員素質不高，工作時間睡覺、離崗，配電系統不完善，應急預案可行性不強等問題普遍存在。

很多在手術過程中出現漏電問題導致病患死亡或癱瘓的事件發生，事實上對于收治重癥病人、做大手術的大醫院來說，配電室、手術室、急癥室、重癥救治中心都是要害部門，醫院應該有預見意外風險的危機意識。

天災不可逆，人禍本可防。“海恩法則”認為：每一起嚴重事故的背后，必然有２９次輕微事故和３００次未遂先兆，以及１０００個事故隱患。衛生主管部門重視醫院應急用電設施建設，并做到防患于未然，給病人生命以更好的保障當然也需要有好的產品配合——安科瑞公司的醫用隔離電源柜及其配套絕緣監測裝置是針對醫療Ⅱ類場所的供電需求而開發設計的，能夠很好的滿足各類手術室和重癥監護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合國家相關標準。

2　類別和級別劃分

醫療場所根據接觸部件和患者之間的接觸形式以及醫療場所的具體用途，根據《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求—醫療場所》GB 16895.24-2005國家標準，可將醫療場所分為0類、1類和2類場所。

a. 應用組0類：沒有醫療電氣設備與人體接觸的場所。例如：門診室、候診室、按摩室等。此類型場所沒有增加被電擊的風險，且電力中斷不會對病人造成危害。

b. 應用組1類：使用醫療電氣設備進行診斷或治療的場所，這些設備需要與人體接觸，與病人身體之間有能量交換，監視病人體內的能量交換。在此類場所醫療設備電源中斷不會引起病人生命危險，醫療設備因停電而重新開始不會影響對病人的診斷。例如：病房、產房、X光室等。

在0類和1類場所允許采用帶漏電保護的接地系統供電（脫扣電流30mA，脫扣時間100mS），既TT或TN-S系統，禁止使用三相四線制接地系統，即TN-C系統。

c. 應用組2類：在這類場合使用的醫療電氣設備包括：在病人體表或體內使用的實時監控儀器；用于手術的儀器設備；維持病人生命和軀體功能的設備；用于打開心臟、大腦的設備。在此類場合醫療設備電源中斷會引起病人生命危險；微弱的漏電流會產生‘微電擊’。在2類場所中每個房間必須至少配備一套醫用IT電源供電（隔離供電電源），該電源系統必須安裝絕緣監視儀。例如：麻醉室﹑手術室﹑手術準備室﹑手術石膏室﹑手術恢復室﹑心臟導管插入室﹑重癥監護室﹑心臟監護室﹑血管造影檢查室﹑早產嬰兒監護室等。均屬于2類場所在應用組2類的醫療場所，必須使用帶絕緣監視的隔離電源系統，即IT系統。

在某些醫療場所內，對電源的自動轉換時間有一定的時間要求，為了保證供電的可靠性需配置安全電源，當失去正常供電電源時，該安全電源應在預定的切換時間內投入運行。

3　對低壓配電系統的接地型式要求

在醫療場所內使用的醫療電氣設備（接觸部件），首先應考慮對醫務人員和患者的安全，對2類危機生命的醫療場所，不僅要加強電氣設備用電安全性，同時要提高供電的可靠性。因此醫療場所內的電氣設計與設備安裝有別于其他公共建筑。

首先醫療場所內不允許采用TN-C系統的接地型式。0類和1類醫療場所使用TT和TN-S系統的接地型式，2類醫療場所中包括手術臺的驅動機構、X光機、額定功率大于5kVA的大型設備和不用于維持生命的電氣設備的供電回路也可采用TT和TN-S系統的接地型式。其他2類醫療場所內的醫療設備必須采用醫療IT系統的接地型式，滿足供電的可靠性和用電的安全性要求。

4　低壓配電系統的供電方式

0類醫療場所內的電氣設備與醫務人員和患者無任何接觸，因此對供電方式無具體要求。1類醫療場所內，由于醫療電氣設備與醫務人員及患者有接觸，應采用剩余電流動作保護器作為附加保護，由于1類醫療場所內的電氣設備的額定電流一般不大于32A，應采用最大剩余電流為30mA的剩余電流動作保護器。2類醫療場所中手術臺的驅動機構、X光機、額定功率大于5kVA額定電流小于32A的大型設備和不用于維持生命的電氣設備也可采用最大剩余電流為30mA的剩余電流動作保護器作為附加保護。其他2類醫療場所內，包括用于維持生命的、外科手術的和其他位于“患者區域”（距患者1.5m半徑、2.5m高的區域）內的醫療電氣設備和系統的供電應采用IT系統隔離電源的供電方式，要求具有對供電系統絕緣監視、對隔離變壓器的負荷和溫度過熱進行監視等功能。圖1以手術室供配電方案為例，介紹1、2類醫療場所的供配電方式。本方案中重要回路采用IT系統（2類場所內的大部分設備）與不重要回路（1類場所及部分2類場所）采用TN-S系統的基本組合方式。重要回路采用IT系統可實現供電系統絕緣監視、負荷和隔離變壓器溫度監視等功能，非重要回路采用帶剩余電流動作保護開關的TN-S系統，可實現剩余電流達到30mA時，開關動作。另外手術室的電氣設計可根據醫院的實際需要和財力，配置絕緣故障定位和剩余電流定位等功能。2類醫療場所采用IT系統的供電方式可將隔離變壓器之前電氣回路的導體與其后電氣回路的導體做完全的電氣分隔，防止之前供電回路的事故電流通過接地線竄入手術室等重要場所。如果隔離變壓器上所接的負荷發生帶電導線碰金屬外殼及絕緣損壞等故障時（即第一次故障），由于IT系統的接地型式對地不能構成電氣通路，只能產生一個很小的容性電流，因此對人體根本不造成傷害，但該系統必須配置絕緣監視器以便盡早發現故障，并及時排除，保證供電的連續性。當同一設備或系統內其他設備再次發生帶電導線碰金屬外殼及絕緣損壞時（即第二次故障），由于此時形成的是短路，該電流將足以使保護電氣在規定時間內切斷電源，故IT系統既保證了供電的連續性，又可使人免于電擊，保證醫務人員和患者的人身安全。當IT變壓器只為一臺設備供電時，該變壓器可不裝設絕緣監視器。

 

5　應用案例

安科瑞（Acrel）公司的醫用隔離電源柜是針對醫療2類場所的供電需求而設計的具有局部IT系統的配電柜，IT系統裝設絕緣監測裝置來監測系統的絕緣狀況，各輸出回路采用了具有短路保護功能的斷路器；其它系統輸出回路則采用了具有漏電保護功能的斷路器。產品根據使用場所的不同分為GGF-O系列手術室用隔離電源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜兩大類，能夠很好的滿足各類手術室和重癥監護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求-醫療場所》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低壓成套開關設備和控制設備》等標準。

采用IT系統的2類醫療場所包括有手術室、急診搶救室、各類重癥監護室（ICU）、心臟導管及造影室等。每個房間應配有獨立的隔離電源系統。對于多個這類場所，可以采用如圖1所示的配電方案。

圖1　2類醫療場所配電方案

圖中各個手術室和重癥監護室分別采用獨立的IT供電系統，所有的IT系統由手術部與ICU總配電柜通過TN-S系統配電。各IT系統的絕緣監測器及總配電柜內的剩余電流監測設備又通過基于Modbus協議的RS485總線將各個監測信號反饋到手術部的中央監控室內，并由中央控制室的上位機通過中央控制系統軟件進行集中監控。各個IT系統與TN-S系統的運行狀態，都可以顯示在中央監控室的上位機上，方便工作人員對系統進行集中監控與管理。

各類手術室和重癥監護室根據各系統容量分別配置單獨的IT系統，主要的醫療儀器、無影燈、多功能吊塔等用電設備須從IT系統中取電。照明燈、觀片燈和電動門等可以不從IT系統取電。 圖2為采用醫療隔離電源系統的手術室或ICU配電系統圖。絕緣監測儀時刻監測IT系統的絕緣狀態，并在系統出現故障時給出報警信號，外接的報警與顯示儀通過RS485接口與絕緣監測儀進行實時的數字通信，顯示絕緣監測儀的檢測結果，并在報警時發出聲光報警信號。除了絕緣監測設備外，系統還配置了絕緣故障測試儀和絕緣故障評估儀。絕緣故障測試儀能夠在線查找故障發生的回路，它和絕緣監測儀一起工作，當絕緣監測儀探測到系統絕緣故障后，絕緣故障測試儀立即開始故障定位，由絕緣故障評估儀周期性地送出一個特殊的測試電流，測試電流流經故障部位，由電流互感器探測，并由電子評估儀對故障回路進行評估，評估的結果送報警與顯示儀中顯示。

圖2　手術室或ICU配電系統圖

其工作原理：單端出現對地故障不會造成漏電，絕緣監測儀AIM-M100持續監控輸出線路對地絕緣。當其中一條線發生對地短路故障時，沒有實際的漏電流通過。另外隔離變壓器AITR還可以防止接地系統內的漏電流竄入與病人連接的設備回路。一旦發生一端接地的故障后，絕緣監測儀AIM-M100就能夠檢測到這個故障并通過報警與顯示儀AID100發出報警，而此時電源不會被切斷，保證了供電的連續性。醫護人員可以根據報警與顯示儀AID100上顯示的預期漏電流大小和手術的實際情況及時處理，因而人身觸電的危險被降低到了最小。

6　主要IT系統電源柜型號及主要附件

安科瑞（Acrel）公司的醫用隔離電源柜是針對醫療2類場所的供電需求而設計的具有局部IT系統的配電柜，IT系統裝設絕緣監測裝置來監測系統的絕緣狀況，各輸出回路采用了具有短路保護功能的斷路器；其它系統輸出回路則采用了具有漏電保護功能的斷路器。產品根據使用場所的不同分為GGF-O系列手術室用隔離電源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜兩大類，能夠很好的滿足各類手術室和重癥監護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求-醫療場所》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低壓成套開關設備和控制設備》等標準。

 

6.1 ICU、CCU病房配電解決方案（以GGF-I8隔離配電柜系統圖為例）

表1　方案配置表

6.2 手術室配電解決方案（以GGF-O8隔離配電柜系統圖為例）

表2　方案配置表

7　結束語

保護醫院的病人以及醫護人員不受漏電事故的傷害。隨著我國國力的增強，醫療衛生事業將在一定時期得到長足的發展，作為我們醫療工作人員，要不斷了解、學習最新的醫療設備技術，學習了解國內外的新規范，重視醫院的電氣安全，大力推廣安全可靠的配電及接地系統。相信在不久的將來，隨著人們對IT系統的充分認識，IT系統也會得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

[1]上海安科瑞電氣股份有限公司產品資料，2011.03版.

[2]王厚余. 低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗. 第二版. 北京：中國電力出版社，2007：48 - 52 .

[3]邵建勛. 醫用IT系統在醫療場所的應用. 信息管理, 2008(6): 32 - 39.