浅谈医疗IT电源系统在某医院中的应用

时间：2020-09-08

摘要：本文主要阐述了 IT 隔离电源系统在深圳市*三人民医院 ICU、手术室内的应用，以及 IT 隔离电源系统的重要性、优点及注意事项。

关键字：IT 隔离电源、系统、接地

1、项目概况

深圳市*三人民医院项目，位于龙岗区布吉镇李朗立交桥西南侧，建设用地 100005 ㎡，总建筑面积 81737 ㎡，包含门诊楼和医技科研楼、住院楼、行政楼、学术报告厅等共十四栋建筑及配套道路、广场、绿化等。为深圳市重大建设项目，是一所与中心城建设相配套适应深圳市规划发展的现代化的平战结合的传染病医院。是集医疗、科研、防保、教学与康复为一体的“三级”传染病医院。

2、关于设置 IT 隔离电源系统的相关规范要求

随着社会经济的不断发展，大型综合型的现代化医院不断投入建设，因而医院电气安全可靠也引起来业界的重视.其中关于 ICU、手术室等重要场合的配电安全可靠越来越引起业界重视。尤其是关于 IT 隔离电源的设置。GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002 标准中规定，在医疗领域 2 类医疗场所内，用于维持生命的、外科手术的和其他位于 “患者区域”内的医疗电器设备和系统的供电回路应选用带绝缘监视的医疗 IT 系统供电。2008 年 8 月 1 日正式实施的《民用建筑电气设计规范》中 12.8.6 对医疗场所采用的 IT 系统供电做了相应要求和规定。

(1)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。

(2)用途相同且相毗邻的房间内，至少应设置一回独立的医疗 IT 系统。并配有绝缘监测器。

(3)每个医疗 IT 系统应设在医务人员可以经常监视的地方，并应装设配备有声光报警系统。

(4)医疗 IT 变压器应装设过负荷和过热的监测装置。

12.8.10 中对辅助等电位联结做了相关规定。同时，在条文说明中规定 12.8.1-12.8.6，12.8.10 是根据国家标准《特殊装置或场所的要求医疗场所》GB16895.24 的规定。其中 2 类场所包括：抢救室(门诊手术室)、手术室、CU 室、导管介入室、血管照影检查室。

3、IT 隔离电源系统简介及医院采用的重要性

1)IT 隔离电源系统，I 表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。T 表示负载侧电气设备进行接地保护。IT 系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，医院的手术室、急救室和 ICU 室等二类场所必须采用 IT 系统。运用 IT 方式供电系统，即电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，因此可以避免电击等电气事故，同时不足以使回路保护电器动作切断电源，保证供电的不间断。所以比电源中性点接地的系统安全、可靠。

2)医院使用隔离电源系统的重要性和必要性。

众所周知，当用电设备对人体心脏直接漏电大于 10uA 时，会造成对病人的微电击事故。

而在一般通用建筑中所采用的对地漏电保护开关，其动作响应值是 mA 级(如：30 mA)，远远不能满足医疗领域的需要。在医院的特殊环境里，漏电流对病人构成了潜在的危险，因此对电气安全设计也提出了特殊的要求。尤其是那些生命攸关的场所，如外科手术室、重症监护室、心脏手术室等地均需安装医用 IT 隔离电源系统，其目的就是为了保证对该场所内的医疗电器提供一个安全可靠的电源，以确保病人的安全。在导电体触及到心脏(例如，打开心脏的手术或埋置心脏起搏器)时，在普通安全接地的导体之间流过的细微电流会造成微电击和死亡的可能。隔离变压器就象一个门一样，将医疗地区的非保护区域和保护区域的电气线路隔开，保护区域内所有带电导体是与地隔离的，防止线路绝缘层上危险电流造成微电击。绝缘监视仪必须与隔离变压器配合使用，用来连续监视隔离变压器二次侧的带电导体与地之间的电阻及电流，例如，手术过程中流出体外的血液和金属制的手术台可能会使病人与地形成一个通路，这样就存在预期危险电流，一旦医疗电子设备的导电体也形成对地通路(如漏电)，将会造成宏电击(不是所有电流都流经心脏)或微电击(所有电流都流经心脏)。一般供电电网是以大地作为参考电位，相线中的电流可以通过任何未绝缘的通道，对地构成回路，这是电击的根本原因。隔离供电是采用隔离变压器供电，电源经隔离变压器后，原电网中的地已不再是参考电位了。隔离变压器任何一根输出线都不能与地构成回路，只能在两根输出线之间构成回路，这就提高了供电的可靠性。用隔离变压器以分隔非保护区域与保护区域，在隔离变压器的次级引出 IT 系统的电源，以防止产生接地故障电流。将 IT 系统引入手术室或急救室，在房间内设一配电箱，箱内放置绝缘监视仪，绝缘监视仪的使用可以及早的显示隔离变压器次级负载部分的绝缘状况，在发生绝缘故障对人身构成威胁前就提供报警信号。而此时电源不会被切断，保证了供电的连续性.医护人员此时可以根据监视仪上显示的漏电流大小和手术的实际情况及时处理，因而人身触电的危险被降低到了zui小。

4、深圳市某医院 IT 隔离电源系统的配置情况

深圳市某医院在所有手术室和 ICU 装设有医用 IT 隔离电源系统。具体组成包括隔离变压器、绝缘监视仪、外接报警和显示仪、电流互感器等，该系统集绝缘监视的连续性，提高防火负荷监视和变压器温度监视于一体，降低了接触电压和对地漏电流，使人身触电危险降低到zui小程度，大大提高了事故预防能力，保持供电安全性。深圳市某医院选用的是德国本德尔 IT 隔离电源系统，其系统图如下：

1)ICU 中的 IT 隔离电源系统如下：

每个 ICU 装设一套 6.3KVA IT 系统(含 6.3KVA 隔离变压器 ES710，绝缘监视仪 107TD47，电流互感器 STW2，外接报警显示和测试仪 MK2007CBM-CN，仪器电源 AN450)。

2)手术室中 IT 隔离电源系统图

每个手术室装设有一套 8KVAIT 隔离电源系统(含隔离变压器 8KVA、绝缘监视仪、电源、外接报警显示和测试仪 MK2007CBM-CN)。

3) 系统设备功能：

a) 绝缘监视仪

-绝缘监视报警系统符合 IEC61557-8、IEC60364-7-710 标准。

- 为医疗 IT 系统绝缘监视仪

- 绝缘监视、负荷监视和隔离变压器温度监视功能

- 带背光的液晶显示

- 绝缘监视响应值调节范围 50kΩ-500Ω

- 过负荷监视响应值调节范围 5A-50A

- 输出报警继电器

- RS485 接口

- 测量值模拟电流信号输出

- 内置或外接自检按钮

- 接线监视

- 导轨安装

-交流内阻抗应至少为 100kΩ;

-测试电压不大于直流 25V;

-即使在故障情况下，其注入电流的峰值不大于 1Ma;

-zui迟在绝缘电阻降至 50 kΩ时，应发出信号。并配置试验此功能的器具。

b) 隔离变压器

-满足《建筑物电气装置 * 7-710 部分：特殊装置或场所的要求—医疗场所

GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002 710.512.1.6中规定:医用隔离变压器应符合 IEC61558-2-15 的要求。

- 容量 *-10kVA

- 绕组内部安装温度传感器

- 噪音低于 35 分贝

- 变压器紧靠医疗场所安装，安装在柜内或外护物内以免被无意地接触期带电部分。

-变压器的二次侧额定电压 Un 不**过 250V，用于移动式和固定式设备的医疗 IT 系统采用单相变压器，其额定输出容量不小于 0.5Kva，不**过 10Kva。

-隔离变压器的金属外壳与局部等电位联结端子板联结。

c) 外接报警显示和测试仪

- 绝缘监视仪的外接报警和显示装置

- 数码管显示绝缘阻值和负荷状况

- 蜂鸣器声报警及消音按钮

- RS485 接口

- 中文面板

- 防水面板易清洗

-实时监视隔离变压器负荷状况及变压器的绕阻温度。

-一只绿灯亮表示工作正常;

-当绝缘电阻下降到zui小整定值时，一只黄灯亮。应不能消除或断开这个亮灯指示;

-当绝缘电阻下降到zui小整定值时，音响报警动作。该音响报警可以解除;

-当故障被清除恢复正常后，黄色信号应熄灭。可监测医疗 IT 变压器的负荷过热。

5、IT 隔离电源系统有以下优点:

1)触电电压和漏电电流很小，不足以引发电击或其它电气事故;

2)供电系统出现对地故障时，不会导致回路保护电器动作切断电源，保证了供电的不间断。

6、采用 IT 隔离电源系统的注意事项

1)IT 系统不能引出中性线，因为在中性线发生接地故障时绝缘监测仪无法故障报警，系统将

变为 TT 或 TN 系统，再发生相线接地故障，则系统电源将被切断，可能会产生严重后果。

2)由于 IT 系统发生一相接地时，另两相对低电压将升高，因此对电气线路及电气设备绝缘

水平要求较高。

3)IT 系统的绝缘监测仪需通过 PE 线接地，因此其与 PE 线的连接必须可靠，否则将无法

7、安科瑞医疗IT隔离电源系统的介绍

7.1 概述

随着电子医疗设备在医院领域的广泛应用，漏电流对病人构成的威胁也越来越大，尤其是那些生命攸关的场所，病人在手术中或麻醉状态下，各种电极、传感器直接插入人体内，微小的漏电流都有可能导致病人触电身亡。另外有些医疗设备用于维持重症病人的生命，一旦设备停电，也会对病人的生命构成威胁。因此，对于医疗这一特殊场所的电气设计，应严格按照国家标准和规范进行。

安科瑞医用IT系统绝缘监测故障定位装置及系统适用于医院的手术室、ICU(CCU)监护病房等重要场所，能为这类场所提供安全、连续、可靠的供电解决方案。

7.2 医用隔离电源系统

医用隔离电源监控系统用于集中监控医疗大楼内所有医疗2类场所医疗IT系统的运行状况。这种集中监控系统可以设置在医院电气运行和维护人员的值班室内，也可以集成在其它电力监控系统中，由专业的电气人员进行监控，一旦某套IT系统出现故障，电气维护人员也能在一时间内做出判断，并根据现场情况进行处理。

系统拓扑图

7.3 软件功能

安科瑞医用隔离电源监控系统是基于触摸屏软件设计，软件具有远程测量、远程参数设置和远程自检等多种功能，为医院2类场所隔离电源系统的集中监控提供了强大的系统集成工具。软件的主要功能如下：

■ 一次图和现场分布显示

系统具有一次图及现场分布图显示功能，能直观的了解并及时地发现IT供电系统的报警地点或区域，从而方便专业人员及时到达现场进行故障排查;

■ 实时数据采集与显示

利用安装于各隔离电源系统中绝缘监测仪表和绝缘故障定位仪表，采集各隔离电源系统的参数。采集到的数据实时显示在监控系统界面，这些监测参量含IT系统对地绝缘电阻、变压器负荷电流、变压器绕组温度及绝缘故障回路等;

■ 故障报警

将各医用隔离电源系统出现的各类故障，如绝缘故障、过载故障、**温故障以及接线断线故障等信息进行统一处理和记录，并可直接在显示界面上弹出显示故障类型、监测值、故障地点以及故障发生时间等信息。同时启动监控系统的声光报警系统，及时提醒相关人员，进行故障处理。其中，声音报警信号可被手动消除。

■ 远程参数设置和查询

通过系统，可根据要求远程调整和设置各医用隔离电源系统中绝缘监测仪的各类报警参数阈值，也可以任意查看这些报警参数值。参数包括绝缘报警值、负载电流报警值和隔离变压器温度报警值等。

■ 图形显示功能：

系统可以以曲线的形式，显示各套隔离电源系统的绝缘状况、负载状况，以及隔离变压器的温升状况，以及它们的变化趋势，以便于分管理人员了解和分析各电源系统的运行变化情况，有针对性的对某些系统进行维护和保养。

7.4 安科瑞医用IT系统四件套选型

医用IT系统绝缘监测产品(四件套)包括AITR S系列医用隔离变压器、AIM-M10医疗智能绝缘监测仪、AKH-0.66P26电流互感器和AID系列(AID10、AID150)外接报警与显示仪等，产品如图5所示。

表1 医用IT系统绝缘监测产品(四件套)

参考文献

[1]德国本德尔 IT 隔离电源系统产品资料.

[2]王厚余论 IT 系统的应用建筑电气，2008(11)：3-7.

[3] 刘建军、IT 隔离电源系统在深圳市*三人民医院的应用.

[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版.

词条
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