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成都某医院洁净手术室的电气设计

时间:2019-05-06 10:58:04    标签:行业动态    来源:未知



  【摘 要】在以某医院手术室的的强电设计为例,对洁净手术室的供配电、电气安全、接地与照明设计进行论述。   【关键词】洁净手术室 供配电 IT隔离电源系统 剩余电流动作保护器RCD 照明 安全与接地 电位联结 

  引 言 
  近年来,随着我国医疗事业的发展及人民生活水平的提高,传统的国家医疗保健体系已不能满足人民的保健需求。我国正进入一个改建,扩建,新建医疗建筑的高峰期。洁净手术室取代普通手术室,是一个必然趋势。洁净手术室设计对电气部分也增加许多新的内容,2005 年国家引用了 IEC 的一套新标准,名称为《建筑物电气装置 第 7 - 710 部分:特殊装置或场所的要求 医疗场所》,特别是 2008 年新版的《民用建筑电气设计规范》对医疗场所的设计加入了很多新的内容。本文就洁净手术室电气设计作一些介绍和探讨。 
  1、洁净手术室的供配电设计 
  1.1 洁净手术室必须保证供电的可靠性为了减少因外来尘、菌的侵入而带来交叉感染,洁净手术部的总配电柜,应设于非洁净区内。洁净手术部必须保证用电可靠性,当采用双路供电源有困难时,应设置备用电源,并能在规范规定的时间内自动切换,主电源应从本建筑物配电中心专线供给。备用电源可以采用 EPS 来解决。 
  洁净手术室内用电应与辅助用房用电分开,每个手术室的干线必须单独敷设。每个洁净手术室应设有一个独立专用配电箱,为了检修时工作人员不进手术室 , 减少外来感染,配电箱不得设在手术室内,应设在该手术室的外廊侧墙内。洁净手术室的配电总负荷应按设计要求计算,并不应小于 8 kVA。当电网电源中断或电网电压低于标称电压的90%时,为避免电压的质量问题引起的医疗事故,需通过转换开关将供电自动转换至自备电源上。 
  1.2 洁净手术室必须保证供电的安全性 
  在医疗过程中,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设备连接,电极有可能进入人体或牢固地附着在人体表面 ( 如:心电图、脑电图、B 超等 ),还可能从人体内导出液体,经过处理后再输入体内 ( 如:肾析等 ),这些将使人体失去皮肤电阻的保护。当病人处于麻醉状态,或因痛觉丧失了对电击的自然反映,会导致人体不能自行脱离电源。那么此时就需要一种经过特殊处理的安全电源。 
  1.2.1 采用 IT 系统供电时,用医用的 IT 隔离电源系统 
  最新的《民用建筑电气设计规范》(2008 版)12.8.6 条内规定 2 类场所(见注 1)用途相同且相毗邻的几个房间内至少配备一套医用 IT 电源供电 ( 隔离供电电源 ),且该电源系统必须安装绝缘监视仪。即在手术室内或贴近处安装一台 1:1 的隔离变压器,其二次回路不接地,以 IT 系统供电。 
  众所周知,当用电设备对人体心脏直接漏电大于 10 uA 时,会造成对病人的微电击事故。而一般在通用建筑中采用的 RCD、ELCB 等对地漏电保护开关,动作响应值是 mA 级的(如:30 mA),远远不能满足医疗领域的需要。而 IT 隔离电源系统因降低了接触电压和电网对地漏电流(有效控制对心脏的直接漏电流),故人身触电危险发生第一次对地故障时,因为二次回路不接地,其接地故障电流为非故障带电导体的对地电容电流,故障电流非常小,可将接触电压限制到极低值。诸如某些心脏手术等,既要保证供电的连续性,又要严格控制其第一次故障电流。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“中性线不接地供电系统”(即“IT系统”或称“隔离电源系统”)供电。同时单相 3 kVA~10 kVA的隔离变压器给这些场所供电,首先可以防止其他供电回路中的漏电流通过接地线窜入手术室、ICU、CCU 的医疗电器设备上对病人的安全构成威胁。另外,造成供电中断的电气短路绝大部分是接地故障。 
  如图 1,一旦隔离电源上所接的负载(如胸腔手术设备等各种医疗电器设备)处发生第一次接地故障时,因对地不构成回路,仅有很小的对地电容电流Ic,所以不必切断电源,从而保证供电的连续性和手术防电击的安全性。同时通过绝缘监视系统报警及时地排除故障。 
  下面就一个工程实例来说明 IT 系统的应用应注意如下几点: 
  (1)医用 IT 系统装用的隔离变压器的电源测和负载侧的回路上,不允许也没必要装设因防过载而切断重要医疗设备的电源,但可装设熔断器作为短路保护。(如某一工程实例平面图图 2 以及系统图图 3)。 
  (2) 医疗 IT 系统应装设过负荷和过热的监测装置。绝缘监视器装设在回路相线与地之间。用于监测第一次接地故障,当电气装置的绝缘水平降至整定值以下时它即动作于发出信号。每个 IT 系统应在医务人员可以经常监视到的地方(比如护士长站)装设绝缘监视装置。如图2,笔者在这项工程的设计中应用了国外某一知名品牌的医疗专用的隔离电源系统(6.3 kVA)。并采用了剩余电流,即漏电流监视设备,包括绝缘监视仪107TD47(置于手术室内的中央控制屏上)、外接报警显示监视系统 MK2007 置于护士站。 
  (3) 2类医疗场所内给病人进行治疗处应设置 
  多个由 IT 系统供电的插座 ( 如图 3,图 4)。该插座必须与同房间的 TN-S 或 TT 系统的插座区分开来。可以加上指示灯以及作明显的永久性的 IT 系统标志,以防误插入非 IT 系统的设备而将 IT 系统的隔离变压器烧毁。 
  1.2.2 采用带漏电保护的 RCD 作为线路保护。1 类医疗场所(见注 2)中应采用最大剩余动作电流为30 mA 的剩余电流动作保护器作为附加防护。2 类医疗场所中要注意仅规范规定的电气设备回路才可以采用。特别要注意的是当多台设备同时接入同一回路时,还应考虑医疗设备本身固有的泄漏电流引起剩余电流动作保护器的 RCD 误动作。   1.2.3 采用安全特低电压系统(SELV)、保护特低电压系统(PELV) 
  2、插座设置及配线等其他问题 
  (1)洁净手术室内医疗备用电插座,在每侧墙面上至少安装 3 个插座箱(如图 4),插座箱接地端子,其接地电阻不应大于 1 欧姆。如在地面上安装插座,插座应有防水措施。 
  (2)洁净手术部配电管线采用金属敷设,穿过墙和楼板的电线管应加套管,套管内用不燃材料密封。进入手术室内的电线管穿线后,管口应采用无腐蚀和不燃材料密闭,为在火灾发生时也不会因烧毁电线绝缘而短路,宜采用矿物绝缘电缆,同时手术室内不应有明露管线。 
  2、洁净手术室的照明设计 
  2.1 照度 
  根据《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)规定手术室一般照明的照度为 750 lx 左右,而辅助用房则按洁净室最低标准取 200 ~ 300 lx 设置。 
  2.2 光源及灯具设置 
  洁净手术室一般照明用光源可选用色温为4000~5000K 之间的洁净荧光灯,其色温与无影灯光源的色温相适应,其显色性应接近自然光,要求显色指数 Ra 大于 90。同时为克服荧光灯的频闪效应,对荧光灯带可采用三相均匀配电。手术室重点照明为手术无影灯。无影灯应根据手术室尺寸和手术要求进行配置,宜采用多头型;调平板的位置应在送风面之上,距离送风面不应小于 5 cm。手术无影灯选择与设计涉及到照明和医学等多方面知识,一般由照明设计人员与专业医务人员研究确定,以达到满意效果。手术室大门外侧上方手术工作指示灯可由室内 
  侧开关单独控制,也可与手术室自动感应门或无影灯等标志手术开始的设备连锁控制。手术室内应设置观片灯,观片灯联数可根据手术室大小类型配置 (3~6 联 / 每间 )。观片灯应嵌入术者对面的墙上,不凸出墙面,安装高度可定为中心距地 1.5 m。多联观片灯通常每联灯光单独控制,开关可设于观片灯下侧的控制面板上。洁净手术室采用的是空气洁净技术,所以不必设置紫外线灭菌灯进行消毒灭菌。 
  3、洁净手术室的接地设计 
  医疗及诊断电气设备,应采用保护接地、功能接地、等电位接地或不接地等形式 , 并根据使用的功能要求设置防静电接地。这里主要说说等电位接地联结的应用。如图 5 接地平面图,CE 为医用接地中心, E 为接地端子。 
  (1) 应尽量减少 1 类和 2 类场所内的电位差,在该场所内设置局部等电位联结,即在该区域的配电箱旁设置一局部等电位联结端子板,用联结线将下列部分联结到端子板上。 
  1) 外界可导电部分;2) PE 线;3) 防电场干扰的屏蔽层;4) 隔离变压器一、二次绕组间的金属屏蔽层;5) 地板下可能有的金属网格等。在 2 组场所内局部等电位联结的接地电阻总和不应大于 0.2 欧姆。另外固定的可导电但不用电的病人躺坐的台、椅等也宜与局部等电位联结系统连接,除非这些部分要求与地绝缘。 
  (2) 医用 IT 系统的 PE 线不能独立于医院内的原有的 TN 或 TT 系统而另设接地装置,而应共用一个接地装置,以此来减少电位差,避免电击危险。 
  结 语 
  随着现代科技的日益发展,手术室内的医疗电气设备越来越多,其供电的安全问题更显得重要。医疗电气设备不仅与人体表面接触,有的与人的内脏直接接触,但是医疗电气设备和电子仪器绝缘难免会有绝缘损坏,电流泄漏等现象,这就不可避免地带来医疗电击事故的发生。为此我们应根据不同手术室的要求,合理地设计选用安全的供电设备,为患者创建一个安全可靠舒适的医疗环境。以上是笔者在医院洁净手术室电气设计及学习中的一些体会,不足之处,请指出批评。 
  注 1:2 类场所:将接触部件用于诸如心内诊疗术手术室以及断电(故障)将危及生命的重要医疗场所。使用下列医疗设备的场所:呼吸机,恒温培养箱,透析设备,麻醉设备,病人监护设备,高频外科设备,输液泵,注射泵,心肺机,心力记录仪,脉压机,心率电子脉冲调节器等。 
  注 2:1 类场所,接触部件接触躯体外部。除 2 类场所外的,接触部件其侵入躯体的任何部位。