醫院手術室供配電系統之設計

摘要：參考國外及國際對醫療領域之相應標準，結合我國有關之規范﹑標準，對手術室供配電系統作出了探討；論述了IT配電系統在醫院之應用范圍；分析了IT系統接地故障之特點；提出了醫院手術室IT電源系統之基本配置。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　關鍵詞：手術室配電系統、故障、絕緣監視、漏電

　　隨著醫療電子電器技術之飛速發展，現代醫療日益依賴于電氣和電子設備。陽光電子學校維修專家分析認為：人們對醫院手術室之環境要求越來越高，過去之一些設計遠不能滿足人們對安全保障之要求。陽光電子學校維修專家分析認為：尤其是手術室中大量設備觸及人體內臟和大腦等器官，如發生電氣漏電故障，很容易發生電氣事故。陽光電子學校維修專家分析認為：如何保護醫院之病人以及醫護人員不受漏電事故之傷害已經變得非常重要，已經受到了國內外之繼電保護專家和醫生們之普遍關注。陽光電子學校維修專家分析認為：許多國家和國際標準都對醫療領域，尤其是那些生命攸關之場所，如手術室﹑重癥監護室﹑心臟監護室等處之醫用配電系統做出了特殊規定，其目之就是保證為該場所內之醫療電器設備提供一個安全可靠之電源，以確保病人之安全。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　一、電擊對人體之傷害

　　電流流入人體主要有三種后果。陽光電子學校維修專家分析認為：首先是灼傷，特別是在電流流入和流出人體之地方。陽光電子學校維修專家分析認為：其次是肌肉之麻痹，它湖南陽光電子學校維修專家認為：也許短暫地使呼吸停止。陽光電子學校維修專家分析認為：第三是電擊造成心臟發生心室纖維性顫動，這種心室纖維性顫動會造成心室和心瓣膜之失調，從而使血液循環停止。陽光電子學校維修專家分析認為：前兩種結果會使人感到不適，但很少造成持久性損傷，而發生心室纖維性顫動則需盡快進行處理，否則會造成腦損傷或死亡。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　電擊對人體造成傷害之程度取決于兩個因素：流過人體之電流大小、電流流過人體之時間。陽光電子學校維修專家分析認為：IEC標準中明確標出了15～100Hz之交流電對人體之影響與時間和電流大小之關系。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　在正常情況下，人體對電擊之自然反映可以避免或減少電流對人體之傷害。陽光電子學校維修專家分析認為：第一，人體之皮膚電阻可以限制流過人體之流量。陽光電子學校維修專家分析認為：第二，肌肉在受到電擊時會收縮，一般能夠使人體迅速脫離電源。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　二、相關規范對醫院手術室配電系統之規定

　　國外相關標準有德國之DIN VDE0107﹑法國之NFC15-211﹑美國之NFPA99-1993﹑IEC（國際電工協會）60364-7-710.在國際電工協會IEC60364標準中規定，在醫療領域，由電網電源供電，用于維持生命或外科手術之醫療電器設備﹑以及用于手術室照明和類似照明設備﹑額定電壓超過AC25V或DC60V之設備，必須使用帶絕緣電阻監視儀之IT電源系統。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　同時我國《民用建筑電氣設計規范》中14.7.6.3中規定在電源突然中斷后，有招致重大醫療危險之場所，應采用電力系統不接地（IT系統）之供電方式；14.2.8中規定IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警系統或顯示裝置。陽光電子學校維修專家分析認為：以及我國2002年11月26日發布，12月1日開始實施之《醫療潔凈手術部建筑技術規范》8.3.1.3中規定潔凈手術部用電應從本建筑物配電中心專線供給。陽光電子學校維修專家分析認為：根據使用場所之要求，主要選用TN-S系統和IT系統兩種形式；8.3.2.3中規定潔凈手術室內之電源宜設置漏電檢測報警裝置；8.3.4.2中規定心臟外科手術室必須設置有隔離變壓器之功能性接地系統等相關規定。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　三、IT系統，即中性點不接地配電系統之特點

　　1.IT系統降低了接觸電壓和電網對地漏電流，人身觸電危險降到 小程度；

　　眾所周知，當用電設備對人體心臟直接漏電電流大于10uA時，就會導致病人死亡，在醫學上稱之為微電擊。陽光電子學校維修專家分析認為：而在一般通用建筑中所用之RCD等對地漏電保護開關，其動作響應值是mA級（30mA），遠遠不能滿足醫療領域之需要。陽光電子學校維修專家分析認為：因此，現在國際上對醫療領域中之手術室﹑ICU﹑CCU等重要場所，除了按要求做局部等電位聯結外，配電系統通常采用局部中性點不接地之供電系統（即IT系統或稱隔離電源系統）供電。陽光電子學校維修專家分析認為：通過單相3KVA-10KVA之隔離變壓器給這些場所供電，首先可以防止其它回路中之漏電電流通過接地線竄入手術室﹑ICU﹑CCU之醫療電氣設備上對病人之安全構成威脅；另外，一旦隔離電源上所接負載（如各種醫療電氣設備）出現對地故障，因對地不能構成電氣回路，所以只能產生一個很小之容性漏電流，可有效控制對心臟等器官之直接漏電流，極大地保護了病人免造漏電流之傷害。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　2.IT系統保證供電之連續性，當電網負載出現第一個絕緣故障時，不會引起電源自動開關動作；

　　在醫療領域，某些場所對供電連續性要求很高，故設計為兩路（甚至三路）電源（TN-S系統）自動切換，以保證這些特殊場所之供電連續性。陽光電子學校維修專家分析認為：但此種配電系統如果在負載端出現相對絕緣故障時，故障電流將經過電源中性點對地構成電氣回路，從而形成一個較大之接地故障電流，使上一級自動開關或熔斷器動作， 終導致供電中斷。陽光電子學校維修專家分析認為：不能滿足重要設備用電之可靠性。陽光電子學校維修專家分析認為：而如果在這些場所局部采用IT配電系統時，因其電源中性點不接地，當負載端出現第一點相對絕緣故障時，因其對地構不成電氣回路，只能產生一個很小之容性漏電電流，對人體不會產生危害，同時也不會導致開關動作，從而保證了特殊場所之供電之連續性。陽光電子學校維修專家分析認為：依據規范IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警裝置，提醒絕緣故障之發生，以便維修人員及時發現問題，排除故障，防止IT系統電源二次異相接地故障時切斷電源。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　3.IT系統降低了對地漏電電流，因此也提高了整個配電系統之防火安全性。陽光電子學校維修專家分析認為：四、醫院配電系統之選擇

　　在醫療過程中，為了進行各種目之之測量、診斷或治療，病人常常和各種電氣設備連接，電極有湖南陽光電子學校維修專家認為：也許進入人體或牢固地附著在人體表面（如：心電圖、腦電圖），還湖南陽光電子學校維修專家認為：也許從人體內導出液體，經過處理后再輸入體內（如：腎透析），這些將使人體失去皮膚電阻之保護。陽光電子學校維修專家分析認為：當病人處于麻醉狀態，或因痛覺喪失失去了對電擊之自然反映，會導致人體不能自行脫離電源。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　除上述情況外，在一些手術過程中，導電體會直接觸及心臟（如：埋置心臟起搏器或打開心臟之手術）。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　1.在醫療領域所有以檢查或治療為目之之，與病人直接接觸之設備，有三種應用情況；

　　①組0類：沒有醫療電氣設備與人體接觸之場所。陽光電子學校維修專家分析認為：例如：門診室、候診室、按摩室等。陽光電子學校維修專家分析認為：此類型場所沒有增加被電擊之風險，且電力中斷不會對病人造成危害。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　②應用組1類：使用醫療電氣設備進行診斷或治療之場所，這些設備需要與人體接觸，與病人身體之間有能量交換，監視病人體內之能量交換。陽光電子學校維修專家分析認為：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之診斷。陽光電子學校維修專家分析認為：例如：病房、產房、X光室等。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　在0類和1類場所允許采用帶漏電保護之接地系統供電（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。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　③應用組2類：在這類場合使用之

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