IT配电系统在医院手术室的应用

在医院的手术室中，对病人进行手术时，有时需要用电子医疗设备深入到病人的身体内部，由于病人处于麻醉状态，在普通接地的导体之间流过细微电流会造成微电击发生。如不采取相应措施，就有可能危及病人的安全，造成医疗事故的发生。目前，我国大型综合医院配电系统接地形式多采用TN系统，该系统接地故障多为金属性短路。因故障电流较大，使断路器等过电流保护装置动作，造成停电。显然TN系统不能满足医院中一些重要场所不间断供电的使用要求。《民用建筑电气设计规范》14.7.6.3条明确规定：在电源突然中断后，重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地(IT系统)的供电方式。同时《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002中规定：2类医疗场所在维持患者生命，外科手术和其他位于患者周围的电气装置均应采用医用IT系统。如：抢救室(门诊手术室)、手术室、心脏监控治疗室、导管介入室、血管照影检查室等。

1、医用绝缘监测产品的组成

1.1 IT系统须由专用的AITR系列医用隔离变压器供电，国家标准对设备要求：

1)医用IT系统通常采用单相变压器，其额定容量不应低于0.5kVA，且不超过10kVA。

2)隔离变压器应尽量靠近医疗场所，并采取措施防止人们无意的接触。

3)隔离变压器二次侧的额定电压不应超过250V。

4)当隔离变压器处于额定电压和额定频率下，空载运行时，流向外壳或大地的漏电流不应超过0.5mA。

5)2类医疗场所，配电系统应设置过流保护。隔离变压器的一次侧与二次侧禁止使用过载保护。二次侧应设置双级断路器。

6)2类医疗场所内，IT系统的每组插座回路，应独立设置过流保护，宜独立设置过载报警。

1.2 医疗智能绝缘监测仪应符合IEC61557-8并满足下列规定要求

1)医用绝缘监视仪交流内阻抗应至少为100KΩ。

2)测量电压不应大于直流25V。

3)即使故障情况下，其注入电流的峰值不应大于1mA。

4)最迟在绝缘电阻降至50KΩ时，应发出信号。应配置试验此功能器具。

1.3 监视IT系统中隔离变压器的绕组温度及负载电流。

1.4外接报警与显示仪。安装在病人或医务工作者的工作场所。用来显示医疗场所内监视仪器的测量数据和报警情况，通知IT系统的使用都关于系统的运行情况。它能显示绝缘监视仪的所有信息，还可并联多个外接报警显示器和测试单元。

1.5测试信号发生器。当绝缘监测仪检测出系统中出现绝缘故障时，会启动测试信号发生器产品绝缘故障定位信号，配合绝缘故障定位仪，定位到出现绝缘故障的回路。

1.6绝缘故障定位仪。配合测试信号发生器，在系统出现绝缘故障时，迅速的定位出故障回路，方便运维人员维护。

安科瑞医用绝缘监测产品包括：AITR系列隔离变压器、AIM系列医疗智能绝缘监视仪、AID系列外接报警显示仪、AIL系列故障定位仪、ASG信号发生器等设备组成。

2、医疗领域选用IT系统的必要性

2.1IT系统因降低了接触电压和电网时地漏电流(有效控制对心脏的直接漏电流)，故人身触电危险被降到最小程度。众所周知，当用电设备对人体心脏直接漏电大于10μA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RCD等对地漏电保护开关，其动作响应值是mA级(如：30mA)运行不能满足医疗领域的需要。因此，现在国际上对医疗领域中的手术室、ICU、CCU等重要场所通常采用局部“中性点不接地的供电系统”(即IT系统)供电。通过单相0.5kVA-10kVA的隔离变压器给这些场所供电，首先可以防止其它供电回路中的漏电流通过接地线窜入手术室、ICU、CCU的医疗电气设备上对病人的安全构成威胁;另外，一旦隔离电源上所接的负载(如各种医疗电气设备)出现对地故障，因对地不能构成回路，只能产生一个很小的容性漏电流，极大地保护了病人免遭漏电流的伤害。

2.2当电网负载出现一个绝缘故障点时，不会导致断路器或熔断器动作，因而保证了电源供电的可靠性;在医疗领域，某些场所对供电持续性要求很高，故设计成两路(甚至三路)电源(接地供电系统)自动切换，以保证这些特殊场所供电连续性。但如果在负载端出现相对绝缘故障时，故障电流将经过电源中性点对地构成回路，从而形成一个较大的故障电流，使上一级空开或熔断器动作。最终导致供电中断。而如果在这些特殊场所局部采用IT配电系统时，因其电源中性点不接地，当负载端出现第一点相对地绝缘故障时，因其对地不能构成回路，只会产生一个很小的容性漏电流，对人体不会产生危害，同时也不会导致空开动作，从而保证了手术室供电的连接性。IT系统内的绝缘监视仪监视相线对地的绝缘阻值;一旦相线对地出现绝缘故障，绝缘监测仪立即报警，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，需要适当的时间找出并排除。如果IT系统内未安装绝缘监测仪，当出现第一个故障时，操作人员得不到任何报警信息，如果再出现第二、第三个故障时，逐步增加的故障电流最终将导致系统内的小型断路器或熔断器动作，使整个IT系统失电。如果两个故障发生不同相上，还会对地构成相同短路，对IT电源系统造成极大危害，给病人带来生命危险。

2.3降低了对地漏电流，提高了防火安全性。

3 主要产品和应用方案

安科瑞电气股份有限公司的医疗隔离电源解决方案是针对医疗Ⅱ类场所的供电需求而开发设计的，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合国家相关标准。

3.1 ICU、CCU病房配电解决方案(以GGF-I8G隔离配电柜系统图为例)

方案配置表

3.2 手术室配电解决方案(以GGF-O8G隔离配电柜系统图为例)

4主要产品及电源柜的报价方案

为了方便广大客户对安科瑞产品的选择，现列出产品报价，如下表所示：

4.1 GGF-I系列ICU/CCU病房隔离电源柜

4.2 GGF-O系列手术室隔离电源柜

4.3 医疗IT绝缘监测产品

5 IT系统应用时需注意的问题

1.IT系统的隔离变压器设置位置。

放置隔离变压器的位置应是靠近手术室的通风和易散热的地方，应尽量缩短变压器出线端与手术室插座之间的距离。通常将隔离变压器放置手术室墙内嵌入式电气柜，手术室天花板吊顶或手术准备房间有立式电气柜内。

2.二类场所里慎用三相隔离电源。

三相隔离系统(IT系统)中如果出现单相接地故障，非故障相对地电压将升高对地额定电压的1.7倍，因而具有对地故障扩大的危险，所以应慎用三相隔离电源，尽量采用单相隔离电源系统。

3.IT系统的配电线路应装设双级开关，作为短路保护。

因IT系统不宜配出中性(N)线，系统中单相负荷所需的220V电源由IT系统中单相220V电源经1：1隔离变压器的二次侧提供。所以IT系统中的配电线路均为带电导线，应装设双级开关，作为短路保护。

参考文献：

[1]IT系统在医院中的应用.建筑科技2006年13期

[2]安科瑞电气股份有限公司产品选型手册2013.1版.