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医院2类场隔离电源系统的必要性
作者:【本德尔-融韧诚翔讯】 时间:2020/08/07

  一、医疗电器漏电可危及病人生命

  在医院的特殊环境里,为了进行各种目的的测量、诊断或治疗,病人常常和各种电气电子设备连接在一起,通常皮肤的电阻可能被击穿,病人也常常因痛觉丧失而失去或降低防卫能力,尤其是病人在手术中或麻醉状态下,各种电极、传感器或管道直接插入病人体内,这是如果有很小的漏电流直接流过病人的心脏,会导致病人触电身亡。

  同时,医院手术室或ICU、CCU病房也是对电力可靠性要求很高的场所,不管出现任何情况,应最大程度地保证电力供应的连续性,否则,将导致因维持生命的设备断电而对病人造成生命危险。

  为了保证2类医疗场所(医疗电器设备的微弱漏电流或断电将导致病人生命危险的医疗场所)的电气安全,世界各国普遍采用带绝缘监视装置的医疗IT系统(隔离电源),即不接地电源系统,给ICU、CCU手术室等2类场所供电。

  二、医疗IT系统的组成和重要性

  医疗IT系统由隔离变压器、绝缘监视仪和安装在手术室现场或护士站的外接报警和显示设备三部分组成。

  隔离变压器的作用是把医院常规的市电系统转换成中性点不接地的IT系统供电。

  绝缘监视仪的基本功能是监视医疗IT系统的对地绝缘阻值和监视变压器的负载电流和绕组温度。一旦医疗IT系统内出现绝缘故障,绝缘监视仪应立即报警,提醒操作人员系统中出现第一个对地故障,但系统仍能带故障运行,需在适当的时间找出并排除,避免再次发生故障后可能引起的短路失电等危害。

  其工作原理如下:

绝缘监视仪工作原理

  如上图,医疗IT系统内隔离变压器二次侧不接地,输出线路和地之间完全浮空隔离,绝缘监视仪连接在系统和地之间,对隔离电源系统进行连续监测。由于中性点不接地的原因,绝缘故障发生时故障电流没有直接返回电源的通路,只能通过系统对地泄露电容构成回路,形成的电容电流主要取决于系统对地电容的容抗,容抗甚大,所以电容电流甚小,远低于IEC标准要求的安全阈值,不会发生电击事故,也不会令供电回路上的断路器或熔断器动作。

  医用隔离电源系统在二类场所的功能和作用:

  1.IT系统因降低了触电电压和电网对地漏电流(有效控制对心脏的直接漏电),故人身触电危险被降到最小程度(避免微电击事故)。

  2.IT系统内部一旦出现第一个对地漏电故障,不会导致系统断路器或熔断器动作,因而保证了电源供电的可靠性(负载出现漏电的情况下不断电)。

  3.采用了医疗专用隔离变压器以后,可以防止接地系统内的漏电流窜入某些与病人连接的医疗电器设备的对地回路。

  4.IT系统因降低了对地漏电流,从而提高了防火安全性。

  由于医疗IT系统(隔离电源)具有以上功能和作用,因而成为世界各国的医疗场所的供电标准,成为手术室和重症监护室等医疗2类场所的标准电源。

  三、国内/外相关标准

  许多国家和国际标准都对医疗领域,尤其是那些生命攸关的场所,如手术室、重症监护室、心脏监护室等二类医疗场所的配电系统作了特殊的规定。其目的就是保证为这些场所内的医疗电器设备提供一个安全、可靠的电源,以确保医患人员的生命安全。

  医疗2类场所内要求采用医疗IT系统的标准举例如下:

  中国GB 16895.24-2005,GB50333-2013,JGJ/T 16-2008

  IEC(国际电工委员会) IEC60364-7-710:2002

  德国 DIN VDE 0100-710

  法国 NFC 15-211

  意大利 CEI 64-4

  美国 NFPA 99-1993

  澳大利亚 AS2500

  英国 HTM2007/2014,BS7671

  巴西 NBR 13543

  四、选用隔离电源系统的注意事项

  由于2类医疗场所内维持生命的、外科手术的和其它位于“患者区域”内的医疗电气设备和系统的供电回路都应采用医疗IT供电,医用隔离电源设备的技术质量控制关系着场所内每一位病人和医护人员的生命安全,所以在医疗IT系统的选择上应该慎之又慎,优中选优。

  IT系统选择需遵循的产品安全标准如下:

  隔离变压器应符合GB19212.16-2017/IEC61558-2-15:2011《变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全第16部分:医疗场所供电用隔离变压器的特殊要求和试验》。

  产品需具备第三方权威检测机构出具的检测报告或标准认证,如在国际电气标准认证领域具有广泛认可度和极高声誉的VDE认证。

  绝缘监视仪应符合GB18216.8-2015/IEC61557-8:2007.附录A《交流1000V和直流1500V以下低压配电系统电气安全防护措施的试验、测量或监控设备第8部分:IT系统中绝缘监控装置附录A:医疗绝缘监控装置(IMDs)》。

  产品需具有第三方权威检测机构出具的检测报告或标准认证,如Lloyd船级社认证等。

  IT系统选择需注重绝缘监视仪的测量方法:

  市场上绝缘监视仪采用的测量方法有两种:

  1.原理:叠加直流测量电压信号(常规品牌)

  应用:纯交流系统

  功能特点:可在无直接接入直流元件的场所内使用。

  2.原理:自适应脉冲信号测量方法(本德尔)

  应用:可应用于各种系统,包括交流系统,直流系统和带直流成分的交流系统。

  功能特点:可成功消除各类医疗设备的高频及直流干扰,精准监视带直流回路

  的IT系统,适用于2类医疗场所等环境。

  IT系统选择需参考元器件产品的关键参数:

  为了保证医疗IT系统本身的安全性,虽然国际和国内标准都对医疗IT系统内隔离变压器和绝缘监视仪的技术规格作出了最低要求,但出于更高和更长远的安全考虑,在未来的医院建设中应选用高品质和高技术要求的医疗IT系统。本德尔等国际一线品牌的产品已经将绝缘监视仪做到了测量电压12V、测量电流0.05mA、内部阻抗200KΩ以上,这些远高于标准技术要求的产品无疑可以更大程度的保证2类场所内的供电安全。

  五、结语

  随着现代医学的日新月异,无论建造或运营一家医院,都必须确保使用医疗电气设施的医护人员和病人的人身安全得到保证,隔离电源系统已经成为医疗领域电气安全的重要保障。

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