医院电力系统保护方式及电气安全.docx

医院电力系统保护方式及电气安全医院电气系统是指医院内部的供电系统和配电系统，用于提供稳定、可靠的电力供应，其直接关系到医患的安全、医疗设备的正常运行以及医疗秩序的正常开展.因此，采取有效的电力系统保护方式及确保电气安全成为了医院后勤保障中不可或缺的一环.一、电力系统的保护方式按照IEC的规定,低压电力系统的保护方式分为TN、TTE三种基本形式，在TN形式中又分为TN-C.TN-S和TN-C-S三种派生形式.基本形式中，第1个字母代表电源中性点接地状态，T表示电源中性点工作接地，I表示电源中性点没有工作接地（或采用阻抗接地）；第2个字母表示负载侧的接地状态,N表示负载保护接零，与系统工作接地相连，T表示负载保护接地，但与系统接地相互独立.TN形式中，第3个字母C表示零线（个性线）与保护零线共用一线；第4个字母S表示零线（中性线）与保护零线各自独立，各用各线。（_）TN-C系统三相四线供电系统，屈保护接零。电源侧中性点接地，该系统保护零线和工作零线共用一根导线（PEN）,简单经济，但PEN线不能装熔断器，一旦断线将破坏系统稳定，对人体和设备构成危险。系统出现单相接地故障时，其故障电流较大，但不及相间短路电流大，因而依据相间短路设计的线路保护装置一股不能及时切断故障线路。此外，这一系统的PEN线上除有中线正常的三相不平衡电流外还会有对人体有危险的高次谐波电流.综上,医院禁止采用TN-C系统.（二）TN-C系统三相五线供电系统，属保护接零，中线N与零线PE分开。电源侧中性点同样接地，也是大电流接地系统.系统的三相不平衡电流不经PE线，避免了TN-C系统的缺点，但中性点对地电位仍会通过PE线使设备外壳有电流和电压,未能彻底解决TN-C系统的缺点.这一系统与剩余电流保护开关联用方能达到较好的保护效果，是目前医院常用的电力系统保护方式.（三）TN-C-S系统TN-C-S是一种TN-C与TN-S系统混合的配电方式同属保护接零.PEN线分出独立的N线后,不能再使之与保护零线PE线合并或互换.变压器不在同一栋建筑的医院一般都采用此系统.（四）TT系统三相四线供电系统，属保护接地.电源侧中性点接地，在接地短路时，其余两相对地电压变大，介于220V至380V之间，但设备正常运行时，其外壳没有接零保护的三相不平衡电流和电压,这是TT系统的主要优点。为安全起见，11系统常与剩余电流保护和断零保护相配合使用.由于TT系统大量采用剩余电流保护保护,系统投资较大，目前我国医院采用得不多.（五）11系统三相三线供电系统,属保护接地。电源侧中性点与地绝缘或经大阻抗接地.在单相碰壳接地时，接触电压易于控制在安全值内；在保证人身和设备安全的同时，用电设备仍能正常工作。这种系统的剩余电流保护电流值不会很大,不会使保护装置及时动作，因此需要设苣绝缘监视系统.目前，在医院2类场所的部分设备采用局部的系统保护。二、医院的接地系统医院接地问题是一个较为敏感的问题,它涉及患者的安全、设备正常运行等。按照我国现行各类规范，均采用的是防雷接地、电力系统接地、设备保护接地的公用接地系统,医院及设备厂家经常提出医用设备、医用等电位接地要单独设置接地极，且要求与防雷接地、保护接地绝缘.实践证明，由于场地的原因，这些单独接地极不可能完全与建筑物的金屈大地绝缘，而一旦绝缘遭到破坏，医用等电位接地与电力系统的保护接地可能不是一个等电位.此时，患者的周围如果存在这样两个电位，将产生触电的危险。而电子仪器的接地宜采用共用一点接地，电子仪器的频率较高，要求地线短而粗，地线过长反而成为干扰源.目前,我国与国际上防雷接地的规范要求除爆炸危险场所外均利用建筑物金属体作为防雷、接地体，因此建筑物内的所有金属体（如钢筋等）不可避免地与防雷系统为一体。而患者周围的金属体如水管、金属门窗等均与建筑物金属体可靠连接，为保证患者的安全，也要求设备仪器等的保护接地与患者周围的金属体为局部等电位.因此，防雷接地、设备的保护接地是不能分开设置的，此类与人体有接触的医用设备是不能单独接地的.有大电流接地的医用设备应避免接t蛾过长，宜采用就地接地,因采用局部等电位连接,周围的患者也是较安全的。对于电磁干扰的问题为减少电磁干扰的感应效应应采用如下措施第一，建筑物及房间外部设置屏蔽,如建筑中含金屈的墙、柱均可以作为格栅屏蔽分流,将建筑物金属等电位连接；第二，电气线路采用穿金属管，减少干扰.关于雷电对患者的影响，由于雷电的陇度大、散流快，建筑中含金属的墙、柱均可以作为格珊屏蔽分流，旦患者周围采取了等电位的措施，因此，在雷电屏蔽范围内患者是安全的设备进入患者体内的部位均位于建筑物内部j殳有外墙，因此患者是很安全的.目前，在医疗系统中防雷接地、电力系统接地、设备保护接地采用公用接地已经成为比较常规的做法，实践证明也是成功的.只有使用这一方法，患者的安全才能得至M呆证。同时，该做法不仅节约了大量投资，而且大型医疗影像等设备投入使用后，图像清晰，运行良好.三、医院特殊场所的电气安全电气安全是一个宽泛的概念，可以从电力系统安全、电气设备安全、设备运行维护安全、安全用电和消防电气安全等各角度进行分析.此处讨论医院中手术室、ICU等特殊场所的电气安全，其他方面如消防配电、应急照明等不再赘述.电气设备对患者的电击包括宏电击和微电击。防止宏电击可以采用接地线及剩余电流保护器来完成.而引起微电击的主要因素是电子仪器的泄漏电流及患者所处的环境非等电位，因此，减少泄漏电流及局部等电位，是在保证电子仪器CF型绝缘条件下克服微电击的重要手段.减少泄漏电流的方式是将电源进行隔离。通过隔离变压器，二次侧两相导线对地高阻抗，减小了系统的泄漏电流.当泄漏电流在072mA范围内设绝缘监视报警，即IT系统.采用局部IT系统辅以局部等电位连接,就可以保证防止心脏手术及检查中的微电击.依据IEC的有关标准规定，手术室、ICU等属于2类场所，即"需要与患者体内（心脏或接近心脏部位）接触以及电源中断危及患者生命的电气装置工作场所在2类医疗场所的手术室和ICU中，位于图3-2-10所示患者区域内的电气装置均应采用医用IT系统，且医用IT系统必须配置绝缘监视器，当系统线路对地绝缘电阻减少到50k0寸能够引发声光警报.PE保护接地KB等电位求绪SfR一广族导电位依舔图3-2-10医用IT系烧示意图IT系统保证了供电的高度可靠性。当系统发生单相接地故障时按TN或TT系统运行，不要求停电，只有发生第二次接地故障时才要求断电；而绝缘监视器能发出声光警报，提示及时排除第一次接地故障，恢复IT系统运行，所以IT系统供电可靠性很强.IT系统的另一优点是用电安全性.系统正常运行时只有极小的对地电容泄漏电流，为A级，IT系统的某相发生第一次接地故障后，非故障相电容性泄漏电流还是A级的,即使施行心脏手术也不至于产生微电击;而如果采用TN或11系统供电，发生接地故障时故障电流较大，足以对患者产生生命威胁，所以系统的使用对术中患者有用电安全的保障.医用IT系统通常采用单相变压器，综合医院建筑设计规范规定了医用IT系统供电范围不超过25m,因此额定容量调整为不宜超过10kVAIT变压器二次侧出线应采用双极空气断路器作为保护电器.从供电可靠性和安全角度来看，变压器一、二次便啦设置过流保护，在过载时，保护应报警而不跳闸以保证手术中患者的生命安全，医用IT变压器均有过载的声光报警功能.但市场上单相空气断路器CB一般为热磁脱扣器，过载下其双金属片作用于跳闸则难以实现规范要求,所以rr变压器一次侧断路器的整定电流均宜有余量，在变压器过载保护报警前不应取卜前。医用rr系统变压器的供电范围包括医疗柱和吊塔及其配出设备、重要的插座和插座箱、无影灯、恒温柜和冰柜、器械柜等医疗监测、治疗设备等.须注意在手术室和ICU中还存在一些TN系统的设备，如手术室一股照明光带、一股插座或插座箱、电动门和手术室辅助间的用电设备。手术室、ICU局部等电位连接非常重要，是电气设计的重要组成部分.为使下列装者达到等电位,在手术室或ICU内应设置辅助等电位连接母排或端子箱。(1)保护线PE或PE排.(2)范围内各种设备的外露可导电部分，如手术床、器械柜、IT变压器外壳、吊塔、医疗电器等.(3)隔离变压器中用于电磁屏蔽的隔阁层。等电位连线将装省与等电位母排连接,而且等电位母排应与混凝块构体上预留的钢板焊接，使手术室或ICU的局部电位被钳制在建筑物基础电位上。等电位母W与局部等电位连接设备之间导体的电阻(包括连接部分的电阻)不应超过02.辅助医用等电位母排或靠子箱应靠近配电屏或在配电屏中.连接一般可采用4mm2铜导线或25×4镀锌扁钢。医用IT系统接线图见图3-2-11.220V电双仪表年川电源图3-2-11医用IT系统接线