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医用隔离电源柜的设计与应用-安科瑞 华梅超

医用隔离电源柜的设计与应用
安科瑞 华梅超
江苏安科瑞电器制造有限公司
摘要:随着医疗电子设备在医疗领域的广泛应用,漏电流对病人构成的威胁也越来越大,尤其是那些生命攸关的场所,为了降低医疗电击事故的发生,提高医疗用电的安全性、可靠性,保障医患双方合法权益,需要在医院二类场所采用供电可靠性好和电流泄露小的IT配电系统进行供电,并且在配电系统中加设绝缘监测装置,以便对IT配电系统的运行情况进行实时的监控。
本文对医用隔离电源柜的组成与设计进行了阐述与研究,详细介绍了医用隔离电源柜在医疗领域中的运用,并提出了一些革新建议,以实例对医用隔离电源柜的设计进行了分析。
关键词:医用隔离电源柜 IT系统 单磁式微型断路器 应用 设计
引言:根据国际电工协会(IEC)有关规定,医用隔离电源供电系统需要包括:绝缘监视仪、隔离变压器、变压器负载和温度监视设备、外接报警显示设备等。因此,许多国际与国家标准认定,使用医用隔离电源供电系统是医疗场所供电安全可靠的关键。本文就医用隔离电源柜的设计、应用等方面进行了详细的阐述。
1 TN-S系统和IT系统供电特点
1.1 TN-S系统
如图1所示,在医疗供电中通常会采用TN-S系统,即电源的中性点直接接地,电气装置所有的外露可导电部分和外界可导电部分与中性线连通,在TN-S系统中中性线(N线)和保护线(PE线)是分开的。设备的外壳虽然采用保护接地,但是当设备发生漏电时,仍有微电流流过人体。尤其在手术室、重症监护室等特殊地方,因病人在麻醉状态下失去或降低防卫能力,各种电极、传感器或者管道直接插入人体内,在这种情况下,如果有10μA 的电流直接流过病人心脏,就会造成病人触电死亡。另外,在TN-S系统中会采用30mA的漏电流保护器,如果有漏电流,断路器会动作,从而影响供电的连续性。
图 1 TN-S漏电示意图
1.2 IT系统
医院二类场所采用IT系统供电,如图2所示,隔离变压器次级采用不接地的方式。首先可以防止其它供电回路中的漏电流通过接地线窜入医疗电气设备中对病人的安全构成威胁。另外,一旦IT系统所接负载出现对地故障时,因与电源端不能构成回路,只产生一个很小的容性漏电流,极大地避免了电流对病人的伤害,从而保护了病人的安全。如果在手术的过程中出现绝缘故障的时候,可先把手术做完,再通知电气维护人员进行故障排查。
图2 IT系统接线示意图
2 IT系统主要元器件
Acrel-IT系统是根据现行的规范标准开发的产品,目前已通过国家继电保护及其自动化设备质量监督检验中心的型式试验认证和EMC认证以及国家强制性产品CCC认证,其系列产品均已批量生产并向全国推广应用,该系列产品主要由以下几部分组成;
图 3 医疗IT系统的构成
            绝缘监测仪                      电流互感器                       电源模块
      信号发生器                    故障定位仪                   报警与显示仪
2.2医用隔离电源柜电气原理
2.3医用隔离电源柜的结构
 
2.4参数信息
2.5医用隔离电源柜执行标准
GB19212.1-2008/IEC 61558-1:2005《电力变压器、电源、电抗器和类似产品的安全 第1部分:通用要求和试验》;
GB19212.16-2005/IEC 61558-2-15:1999《电力变压器、电源装置和类似产品的安全 第16部分:医疗场所供电用隔离变压器的特殊要求》;
GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《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》。
IEC61557-8-2007《交流1000V和直流1500V以下低压配电系统电气安全 防护检测的试验、测量或监控设备 第8部分:IT系统用绝缘检测装置》
GB7251.1-2005《低压成套开关设备和控制设备》
2.6功能特点
u 实现交流220V/220V隔离输出;
u 具有绝缘监测、负载电流监测和变压器温度监视与故障报警功能;
u 具有与被监测系统接线、温度传感器接线以及功能接地接线监测与报警功能;
u 可根据客户需求配用国内外知名品牌厂家元件;
u 可选配GGF-800医用隔离电源集中监控器,实现多个医用隔离电源系统的集中监控;
u 具有RS485通讯接口,使用ModBus-RTU通讯协议;
2.7注意事项
IT系统涉及的微型断路器必须为单磁式微型断路器
因手术过程中不允许出现因负荷过大跳闸的情况,故要求所用的微型断路器具有过载保护功能。
3青岛优抚医院项目医用隔离电源柜应用案例
3.1项目简介
青岛优抚医院是隶属于青岛市民政局的处级事业单位,建于1979年,位于青岛市区浮山脚下,占地面积5.66万平方米,建筑面积1.62万平方米,设置床位220张,是二级精神病专科医院。
该项目采购安科瑞16台医用隔离电源柜用于医院手术室和ICU病房的使用,因考虑到数量较多,现场使用面积有限,我司将医用隔离电源柜柜体设计成嵌入式,既美观又节约空间,柜内元器件接线整齐有序,一目了然,并配有用户接线说明,方便用户维护、使用。下图为该项目实物照片:
4结束语
隔离电源通过隔离变压器为重要场所提供隔离后的安全电源,为医疗场所提供一个安全可靠的电源,保证了医疗机构用电安全。使用医用隔离电源供电系统是保证医疗场所用电安全的关键,对于医疗场所的电气安全有着重要的作用。
【参考文献】
[1] 安科瑞电气股份有限公司产品手册.2015.07版

作者简介:华梅超,女,本科,江苏安科瑞电器制造有限公司,主要研究方向为智能建筑供配电监控系统。

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