淺談醫(yī)院手術室電氣設計的若干體會

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對于醫(yī)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(yī)院手術室電氣設計中關于應急電源EPS、醫(yī)療IT系統(tǒng)淵隔離變壓器供電系統(tǒng)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(tǒng)

1前言

目前我國的醫(yī)院手術室配電系統(tǒng)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(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)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(yī)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(yī)院配電系統(tǒng)

根據(jù)《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》和《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)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(tǒng)，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(yī)院家屬區(qū)供電從原來與醫(yī)療病區(qū)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(yī)院醫(yī)療病區(qū)雙回路供電,將新建的醫(yī)院變2設計成為醫(yī)院中心變專線一路為主供和現(xiàn)有的西郊變一路為備供,雙回路供電,并相互閉鎖。

(2)按照醫(yī)院整體規(guī)劃,醫(yī)院家屬區(qū)全部社區(qū)化管理,對醫(yī)院現(xiàn)有的醫(yī)院變1進行改造,將醫(yī)院變1上的病區(qū)門診CT負荷由醫(yī)院變2的聯(lián)絡線供電,并與北郊變一路相互閉鎖。家屬區(qū)和公寓樓供電與醫(yī)院醫(yī)療病區(qū)分開后,從北郊變一路公網(wǎng)市電由物業(yè)管理部門購電和供電。

(3)全部醫(yī)院醫(yī)療病區(qū)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(lián)絡線,停所有家屬區(qū)負荷,由北郊變倒閘轉換開關給病區(qū)門診、CT負荷供電。

(4)醫(yī)院醫(yī)療病區(qū)雙回路發(fā)生全部停電的情況下,由門診綜合樓配備的大功率發(fā)電機和各重點科室備用小功率發(fā)電機給手術樓ICU醫(yī)療病區(qū)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(fā)電機外,規(guī)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(fā)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(tǒng)。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(yōu)點就是切換時間為零這對于大型電子計算機系統(tǒng)等不允許斷電的設備供電來說是bi不可少的。而手術室的呼吸機和監(jiān)控儀等醫(yī)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(jié)能和造價方面的巨大優(yōu)勢。

4.2手術室應急電源

手術部總配電柜設在非潔凈區(qū)，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(yī)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(yī)療設備漏電產(chǎn)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(tǒng),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(lián)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(tǒng)(隔離變壓器供電系統(tǒng))

目前我國大多數(shù)醫(yī)院配電系統(tǒng)的接地形式多采用TN系統(tǒng)我院配電系統(tǒng)(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(tǒng)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(tǒng)的基礎上再輔以醫(yī)用IT系統(tǒng)，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(tǒng)為帶電保護的接地系統(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(fā)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(fā)生心室纖額的危險。可見,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(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB50333-2002設計規(guī)范要求，對于設備插入心臟或患者體內的手術室配電系統(tǒng)需要使用帶絕緣電阻監(jiān)視的隔離電源系統(tǒng)(IT系統(tǒng))每間百級手術室設置一套8 kVA的IT監(jiān)測系統(tǒng)，每間萬級手術室設置一套6.3 kVA的IT監(jiān)測系統(tǒng)。

(3)醫(yī)用IT系統(tǒng)的幾個特點:

a絕緣故障的發(fā)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(yī)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(fā)生停電事故。

由此可見，醫(yī)用IT系統(tǒng)在確保手術室正常工作中起著非常重要的作用。

5醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)的選型與應用

5.1概述

隨著電子醫(yī)療設備在醫(yī)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(tài)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(yī)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(yī)療這一特殊場所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規(guī)范進行。安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的手術室、ICU(CCU)監(jiān)護病房等重要場所，能為這類場所提供安全、連續(xù)、可靠的供電解決方案。

5.2應用場所

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

5.3系統(tǒng)架構

5.4系統(tǒng)功能

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

一次圖和現(xiàn)場分布顯示

系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場分布圖顯示功能，能直觀的了解并及時地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報警地點或區(qū)域，從而方便專業(yè)人員及時到達現(xiàn)場進行故障排查；

實時數(shù)據(jù)采集與顯示

利用安裝于各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀表和絕緣故障定位儀表，采集各隔離電源系統(tǒng)的參數(shù)。采集到的數(shù)據(jù)實時顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面，這些監(jiān)測參量含IT系統(tǒng)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(tǒng)出現(xiàn)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(tǒng)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(jiān)測值、故障地點以及故障發(fā)生時間等信息。同時啟動監(jiān)控系統(tǒng)的聲光報警系統(tǒng)，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(shù)設置和查詢

通過系統(tǒng)，可根據(jù)要求遠程調整和設置各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀的各類報警參數(shù)閾值，也可以任意查看這些報警參數(shù)值。參數(shù)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(tǒng)可以以曲線的形式，顯示各IT配電系統(tǒng)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(tǒng)的運行變化情況，有針對性的對某些系統(tǒng)進行維護和保養(yǎng)。

5.5安科瑞產(chǎn)品功能和技術參數(shù)

6結束語

綜上所述．醫(yī)院手術室的電氣設計在配電系統(tǒng)、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(jù)項目的實際情況全面考慮，優(yōu)化設計方案，在滿足要求的前提下節(jié)約投資，并有良好安全使用效果，為我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻。

參考文獻：

1. 中國建筑設計研究院，全國智能建筑技術情報網(wǎng).醫(yī)院建筑電氣設計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011．

[2]張林.醫(yī)院手術室電氣設計的若干體會

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版

作者簡介：任運業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事醫(yī)用IT隔離電源系統(tǒng)的研發(fā)與應用。