
醫院建築用電應根據負荷供電(diàn)可靠性要求及中斷供電對人身安全、經濟損失等造成的影響度進(jìn)行(háng)分級(jí), 根據JGJ31-2013《醫療建築電氣設計規範(fàn)》,潔淨區域用(yòng)電負荷屬於一(yī)級負荷中特別重要負荷,如手術室、ICU、CCU、層流病房、生殖中心培(péi)養室、產房及嬰兒病房等涉及患者生命安全的設備及照(zhào)明(míng)用電、重症呼吸道感染(rǎn)區的通風係統用電等,應采用雙路市電(一般采用10kV電源)及應急柴油發電機組, 當市(shì)電停電或故(gù)障時,應急電(diàn)源的供電容量應滿足一級負荷中特別重要負荷。要求中斷供電時間≤0.5S的一級(jí)負荷中特別重要負荷, 應設置在線式不間斷電源裝置(UPS)。

一、供電係統設計
供(gòng)電係統應根據醫用電氣設備工作場所的(de)分類進行設計(jì),“醫療場所"的分類:GB16895.24分為:0類、1類、2類;具(jù)體參考GB16895.24-2005《建築物電氣裝(zhuāng)置 第7-710部分:特殊裝置或(huò)場所的要求醫療場所》,(本部(bù)分等同采用IEC60364-7-710:2002年(第一版)《建築物電氣裝置第7-710部分》附錄A和附錄 B)。
JGJ31-2013《醫療建築電氣設計規範》表3.0.2以及GB 51039-2014《綜合醫(yī)院建築設計規範》表8.1.2 亦有詳細描述(shù)。
分(fèn)類方法僅供參考,重點關注應急電源的切換時(shí)間和供電周期,醫療場所按電氣安全防護要求分為三類(lèi):
(1)0類場所:不使用醫療電氣設備接觸部(bù)件的(de)醫療(liáo)場所(suǒ)。
(2)1類場所:醫療電氣(qì)設備接觸(chù)部件需要與患者體表、體內(除2類醫(yī)療場所所述部位以(yǐ)外)接觸的醫療場所。
(3)2類場(chǎng)所:醫療電氣設備接觸部件需要與患(huàn)者體內(指心髒或接近心髒(zāng)部位)接(jiē)觸以及電源中斷危(wēi)及患者生命的醫療(liáo)場所。其中潔淨區域的手術室、術前準備室、術(shù)後蘇醒室、麻醉室、重症監護室、早產嬰兒室、心血管造影室等屬於2類醫(yī)療場所。2類醫療場所“患者區(qū)域內"帶接觸部件的醫療電氣設備應采用醫療(liáo)IT係統供電(diàn),大型設備可采用TN-S係統或TT係統放射式獨立供電, 且(qiě)應設(shè)置剩餘電流不(bú)超過30mA,Type A或 Type B的VD 型(xíng)剩餘電流動作保護器, 例如手術(shù)台、移動式X光機、>5kVA的大型設備。
二、潔淨區域應采(cǎi)用獨立雙路電源
潔淨區域應(yīng)采用(yòng)獨立雙路電(diàn)源供電(diàn)。潔淨手術部屬於一級用(yòng)電負荷,應由兩路獨立電源供電(雙重電(diàn)源),潔淨(jìng)區域總配電(diàn)櫃的供電電源應直接由低壓配電室的兩個專用回路提供。潔(jié)淨區域總配電櫃應設在非潔淨區域。每個手術室、層流病房、潔淨實驗室、生殖細胞培養(yǎng)室等潔淨間應設獨立的配電箱,置於清潔走廊,不得設在潔淨區域內或手術室內。
三、潔淨(jìng)手術室須(xū)設置應急電源
有生命支持電氣設備的(de)潔淨手術室必須設置應急電源。自動(dòng)恢複供(gòng)電(diàn)時間應(yīng)符合生命支持電氣(qì)設備應能實現在線切換,非治(zhì)療場所和(hé)設備恢複供電時間(jiān)應≤15S,應急電源工作時間不應小於30min三點要求。原因是,有的心外手術在手術過程中要使用體外循環機,是(shì)絕對不允許斷(duàn)電現象出現,必須(xū)采(cǎi)用在線式的UPS作為應急電源(yuán)保證其安全。之所以不(bú)能使(shǐ)用EPS,是(shì)因為其有不同的切換時間,會導致工作中的電器複位(wèi)。技術要(yào)點具體如下:
1、潔(jié)淨手術室及監護病房內的生命支持電氣設備的負荷為特別重要(yào)負荷,除了有兩(liǎng)路市電接入外,還應自備應急電源,並能實現零(líng)秒切換。
2、根據(jù)國標(biāo)2類醫(yī)療場所故障情況下斷(duàn)電自動恢(huī)複的時間應不大於0.5秒,即停電時間t≤0.5s,實際工程中一般采用在線式UPS設備來滿足此要(yào)求。
3、雙電源切換時間和電源穩定時間應小於15s。
4、UPS輸入功率因數(shù)應≥0.8, 輸入電流畸變率THDI<5 %。
5、每(měi)間有生(shēng)命支持電氣設備的潔淨手術室配(pèi)置的UPS宜采(cǎi)用冗餘模塊化UPS, 主機及電池組裝方式靈活,便於(yú)檢修維(wéi)護,並(bìng)隨每間手術室獨立的配電箱安裝。
四、醫療IT係統
潔淨區(qū)域內用於維持(chí)生命和其他位於“患者區域"內的醫療電氣設備和係(xì)統的(de)供電回(huí)路應使用醫療IT係(xì)統。
技術要點:
1、首先要搞(gǎo)清(qīng)楚“患者區域"範圍,請參見GB16895.24-2005。
2、其次應明確醫療IT係統所包含的(de)內容:等電位(wèi)接地(dì)、醫用隔離變壓器、絕緣監視係(xì)統。IT係統的電(diàn)源端不接地或經(jīng)高阻抗接(jiē)地,其電氣裝置的(de)外露導電部分,被單獨地或集中地通(tōng)過保護線(PE)接至接地(dì)極。
3、IT係統隔離變壓器一次側與二(èr)次(cì)側應設置短路保(bǎo)護,不應設置用於切斷電(diàn)源的過負荷保護, 應采用單磁式斷路器保護。應設置過負荷及超(chāo)溫監測裝置,可顯示實時工作電流及醫(yī)用隔離變壓器的溫度值。
4、必須是醫用隔(gé)離變壓器,醫用隔離變壓器應滿足GB19212.16/IEC61558-2-15第16部分:醫療場所(suǒ)供電用隔離變壓器的特(tè)殊要求,醫療係統隔離變壓器(qì)各項技術參數的規定。普通工業用(yòng)隔離變壓器不能替代。驗(yàn)收時,醫用(yòng)隔離變壓器(qì)應出具國家認證(zhèng)部(bù)門的專業檢測報告。
5、為了及時發現IT係(xì)統的絕緣狀態,定位供電係統漏電部位,確(què)保醫療IT供(gòng)電係統穩定安全運行,醫療IT係統應設絕緣監(jiān)測報警裝置。
6、IT係統應安(ān)裝在每個手術室的獨立的配電箱內,可與非患者區域(yù)的TN-S係統安裝在同一櫃內, 並應設置區分明顯標誌。

五、潔淨室非(fēi)生命支持係統(tǒng)采用的回路
潔淨室內非生命支持係統可采用TN-S係統回路,並宜設置剩餘電流不超過30mA,Type A或 Type B的VD 型剩餘電流動作保護器(RCD)作為自動切斷電源的措施。
技術要點:
1、在0類(lèi)和1類醫療場所允許采用額定剩餘動作電流≤30mA的剩餘電流(liú)保護器作為自(zì)動切斷電源的措施(shī)。應根據可能產生的故障電流特性選擇A型或B型剩餘電流保護器。
2、在2類醫療場(chǎng)所中,剩餘電流動作保護器(RCD)隻用於下列負荷(hé):手術(shù)台驅動(dòng)機構、移動式臨時X光機、額定功(gōng)率大於(yú)5kVA的大型設備、非用於(yú)維持生命的(de)電氣設備。
3、TN-S係統圖如下圖所示。

六、潔淨手術室(shì)配電總負荷計算
潔淨手術室的配電總負荷應按手術功能要求計算。一間手術室非治療用電總負荷不應小(xiǎo)於3kVA;治(zhì)療(liáo)用電總(zǒng)負荷不應(yīng)小於6kVA。
配電技術要點如(rú)下:
1、非治療用電(diàn)負荷(hé)包括手術室燈帶、觀片燈、手寫台、控製麵板等負荷。
2、治療用電負荷(hé)包括插座箱、吊塔(tǎ)、無影燈等負荷。
3、潔(jié)淨室用電(diàn)負荷應當充(chōng)分預留,包括空調係統用電(diàn)、潔淨室內(nèi)用電、非潔淨區用電及專用醫療設備等用電,建議在醫療大樓(lóu)設計過程中,同時進行潔淨區域的設計(jì),充分考慮淨化區域的用電負荷需求。
4、潔淨手術(shù)室用電負荷參考(kǎo)如(rú)表(biǎo)。

潔淨室的建設一般有(yǒu):新大樓的構成部分;舊建築物中普通(tōng)區域經改變用途變更為(wéi)潔淨用房;原潔淨室重新改(gǎi)造。不管何種方式,應當(dāng)充(chōng)分考慮潔淨室的負荷情況,給予滿足。
七、潔淨手術部進線(xiàn)電(diàn)源的電(diàn)壓諧波
潔淨手術部進(jìn)線電源的(de)電壓總諧波畸變率不應大(dà)於2.6%, 電(diàn)流總諧波畸變率不應大(dà)於15%。
技術要點如下:
1、諧波的產生
醫院(yuàn)手術室的整個運行係統中,電力電子裝置被廣泛使(shǐ)用(yòng)。比如:空調係統使用(yòng)的變頻器,手術室內(nèi)使用的節能燈,電子鎮流器,二極管無影(yǐng)燈等,直流側采用電容濾波的二極管整流電路也是嚴重的諧波汙染源。使其輸入電流的諧波分量很大,給電網(wǎng)和手術室設備運行造成嚴重電磁汙(wū)染。
諧波的危害:電係統的諧波會嚴重幹擾手術室內(nèi)醫療器械(xiè)的正(zhèng)常安全使用,嚴重影響手(shǒu)術室內醫療檢測裝置的(de)工作精度和可靠性。諧(xié)波注入電網後會使無功功率加大,功率因數降低,甚至有可能引發並聯或串聯諧振,損壞電氣設備以及幹擾通信線路的正常工作,使測量和計量儀器的指示和計(jì)量不準確。
2、諧波的(de)治理
首先,應在設計階段,優先考慮潔淨手(shǒu)術部內每一項用電負荷正(zhèng)常工作時所產生的諧波電流含量達到國家標準和規範要求的指標,從源頭予以關注(zhù)和治理。比如,日光燈的電(diàn)子鎮流器、變頻(pín)器等的諧波汙染降到Z低。其(qí)次,對手術部進線處配電接點進行電能分項計量同(tóng)時(shí)對(duì)進線電源的諧波(bō)電壓和諧波電(diàn)流含量進行監(jiān)測。如果長時間諧波含量(liàng)超標,應采取有效的消除諧波電(diàn)流措施。
消除諧波電(diàn)流措施,分為無源濾波裝置和有源濾波(bō)裝置。有條件(jiàn)應盡可能在諧波源處補償處理(lǐ)。請注意,安裝諧波濾波裝置隻能清除安裝接點對電網的諧波幹擾(rǎo)而不能消減諧波電流(liú)對安(ān)裝接點和負(fù)載之間(jiān)的(de)諧波(bō)電流幹擾(rǎo)。另外,要注意(yì)安裝的諧波(bō)濾波裝置濾去的諧波頻率範圍是否包含3次(cì)、5次、7次、11次等低次諧波含量。
采用閉環控製的有(yǒu)源(yuán)濾(lǜ)波裝置可(kě)實時監(jiān)視線電流,並將測量的諧波轉換為數(shù)字信號,經過控製(zhì)器處理後生成PWM(脈寬調製控製信號),這些信號驅動IGBT電源模塊通過DC電(diàn)容器在電網中注入與(yǔ)諧波電流頻率相同相位相反的濾波電流,有效濾除諧波。有(yǒu)源動態濾波器在濾除諧(xié)波的同時,還能有效平衡線電流,從而達到降低(dī)中性電流的效果。如圖所示。

有源濾波裝置的設計選型需基於各負荷(hé)的諧波電流, 如新建醫院不能(néng)提供相關參數,宜按(àn)照整個係統的的非線性負載電流(liú)的有效(xiào)值(zhí)30%初步估算設計(jì)濾波器電流。有源濾波裝置應(yīng)安(ān)裝在手術部總配電櫃旁(páng), 並留有從櫃(guì)備用位置,當電流電壓畸變率不符合(hé)要(yào)求時,便於增加從櫃,以減小(xiǎo)諧波電流對(duì)電網的汙染。