摘要：參考國外及國際對醫療領(lǐng)域的相應標準，結合我國有關(guān)的規范﹑標準，對手術(shù)室供配電系統作出了探討；論述了IT配電系統在醫院的應用范圍；分析了IT系統接地故障的特點(diǎn)；提出了醫院手術(shù)室IT電源系統的基本配置。

　　關(guān)鍵詞：手術(shù)室配電系統、故障、絕緣監視、漏電

　　隨著(zhù)醫療電子電器技術(shù)的飛速發(fā)展，現代醫療日益依賴(lài)于電氣和電子設備。人們對醫院手術(shù)室的環(huán)境要求越來(lái)越高，過(guò)去的一些設計遠不能滿(mǎn)足人們對安全保障的要求。尤其是手術(shù)室中大量設備觸及人體內臟和大腦等器官，如發(fā)生電氣漏電故障，很容易發(fā)生電氣事故。如何保護醫院的病人以及醫護人員不受漏電事故的傷害已經(jīng)變得非常重要，已經(jīng)受到了國內外的繼電保護專(zhuān)家和醫生們的普遍關(guān)注。許多國家和國際標準都對醫療領(lǐng)域，尤其是那些生命攸關(guān)的場(chǎng)所，如手術(shù)室﹑重癥監護室﹑心臟監護室等處的醫用配電系統做出了特殊規定，其目的就是保證為該場(chǎng)所內的醫療電器設備提供一個(gè)安全可靠的電源，以確保病人的安全。

　　一、電擊對人體的傷害

　　電流流入人體主要有三種后果。首先是灼傷，特別是在電流流入和流出人體的地方。其次是肌肉的麻痹，它可能短暫地使呼吸停止。第三是電擊造成心臟發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)，這種心室纖維性顫動(dòng)會(huì )造成心室和心瓣膜的失調，從而使血液循環(huán)停止。前兩種結果會(huì )使人感到不適，但很少造成持久性損傷，而發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)則需盡快進(jìn)行處理，否則會(huì )造成腦損傷或死亡。

　　電擊對人體造成傷害的程度取決于兩個(gè)因素：流過(guò)人體的電流大小、電流流過(guò)人體的時(shí)間。IEC標準中明確標出了15～100Hz的交流電對人體的影響與時(shí)間和電流大小的關(guān)系。

　　在正常情況下，人體對電擊的自然反映可以避免或減少電流對人體的傷害。第一，人體的皮膚電阻可以限制流過(guò)人體的流量。第二，肌肉在受到電擊時(shí)會(huì )收縮，一般能夠使人體迅速脫離電源。

　　二、相關(guān)規范對醫院手術(shù)室配電系統的規定

　　國外相關(guān)標準有德國的DIN VDE0107﹑法國的NFC15-211﹑美國的NFPA99-1993﹑IEC（國際電工協(xié)會(huì )）60364-7-710.在國際電工協(xié)會(huì )IEC60364標準中規定，在醫療領(lǐng)域，由電網(wǎng)電源供電，用于維持生命或外科手術(shù)的醫療電器設備﹑以及用于手術(shù)室照明和類(lèi)似照明設備﹑額定電壓超過(guò)AC25V或DC60V的設備，必須使用帶絕緣電阻監視儀的IT電源系統。

　　同時(shí)我國《民用建筑電氣設計規范》中14.7.6.3中規定在電源突然中斷后，有招致重大醫療危險的場(chǎng)所，應采用電力系統不接地（IT系統）的供電方式；14.2.8中規定IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警系統或顯示裝置。以及我國2002年11月26日發(fā)布，12月1日開(kāi)始實(shí)施的《醫療潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》8.3.1.3中規定潔凈手術(shù)部用電應從本建筑物配電中心專(zhuān)線(xiàn)供給。根據使用場(chǎng)所的要求，主要選用TN-S系統和IT系統兩種形式；8.3.2.3中規定潔凈手術(shù)室內的電源宜設置漏電檢測報警裝置；8.3.4.2中規定心臟外科手術(shù)室必須設置有隔離變壓器的功能性接地系統等相關(guān)規定。

　　三、IT系統，即中性點(diǎn)不接地配電系統的特點(diǎn)

　　1.IT系統降低了接觸電壓和電網(wǎng)對地漏電流，人身觸電危險降到最小程度；

　　眾所周知，當用電設備對人體心臟直接漏電電流大于10uA時(shí)，就會(huì )導致病人死亡，在醫學(xué)上稱(chēng)之為微電擊。而在一般通用建筑中所用的RCD等對地漏電保護開(kāi)關(guān)，其動(dòng)作響應值是mA級（30mA），遠遠不能滿(mǎn)足醫療領(lǐng)域的需要。因此，現在國際上對醫療領(lǐng)域中的手術(shù)室﹑ICU﹑CCU等重要場(chǎng)所，除了按要求做局部等電位聯(lián)結外，配電系統通常采用局部中性點(diǎn)不接地的供電系統（即IT系統或稱(chēng)隔離電源系統）供電。通過(guò)單相3KVA-10KVA的隔離變壓器給這些場(chǎng)所供電，首先可以防止其它回路中的漏電電流通過(guò)接地線(xiàn)竄入手術(shù)室﹑ICU﹑CCU的醫療電氣設備上對病人的安全構成威脅；另外，一旦隔離電源上所接負載（如各種醫療電氣設備）出現對地故障，因對地不能構成電氣回路，所以只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流，可有效控制對心臟等器官的直接漏電流，極大地保護了病人免造漏電流的傷害。

　　2.IT系統保證供電的連續性，當電網(wǎng)負載出現第一個(gè)絕緣故障時(shí)，不會(huì )引起電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作；

　　在醫療領(lǐng)域，某些場(chǎng)所對供電連續性要求很高，故設計為兩路（甚至三路）電源（TN-S系統）自動(dòng)切換，以保證這些特殊場(chǎng)所的供電連續性。但此種配電系統如果在負載端出現相對絕緣故障時(shí)，故障電流將經(jīng)過(guò)電源中性點(diǎn)對地構成電氣回路，從而形成一個(gè)較大的接地故障電流，使上一級自動(dòng)開(kāi)關(guān)或熔斷器動(dòng)作，最終導致供電中斷。不能滿(mǎn)足重要設備用電的可靠性。而如果在這些場(chǎng)所局部采用IT配電系統時(shí)，因其電源中性點(diǎn)不接地，當負載端出現第一點(diǎn)相對絕緣故障時(shí)，因其對地構不成電氣回路，只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電電流，對人體不會(huì )產(chǎn)生危害，同時(shí)也不會(huì )導致開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而保證了特殊場(chǎng)所的供電的連續性。依據規范IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警裝置，提醒絕緣故障的發(fā)生，以便維修人員及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，排除故障，防止IT系統電源二次異相接地故障時(shí)切斷電源。

　　3.IT系統降低了對地漏電電流，因此也提高了整個(gè)配電系統的防火安全性。

　　四、醫院配電系統的選擇

　　在醫療過(guò)程中，為了進(jìn)行各種目的的測量、診斷或治療，病人常常和各種電氣設備連接，電極有可能進(jìn)入人體或牢固地附著(zhù)在人體表面（如：心電圖、腦電圖），還可能從人體內導出液體，經(jīng)過(guò)處理后再輸入體內（如：腎透析），這些將使人體失去皮膚電阻的保護。當病人處于麻醉狀態(tài)，或因痛覺(jué)喪失失去了對電擊的自然反映，會(huì )導致人體不能自行脫離電源。

　　除上述情況外，在一些手術(shù)過(guò)程中，導電體會(huì )直接觸及心臟（如：埋置心臟起搏器或打開(kāi)心臟的手術(shù)）。

　　1.在醫療領(lǐng)域所有以檢查或治療為目的的，與病人直接接觸的設備，有三種應用情況；

　�、俳M0類(lèi)：沒(méi)有醫療電氣設備與人體接觸的場(chǎng)所。例如：門(mén)診室、候診室、按摩室等。此類(lèi)型場(chǎng)所沒(méi)有增加被電擊的風(fēng)險，且電力中斷不會(huì )對病人造成危害。

　�、趹�用組1類(lèi)：使用醫療電氣設備進(jìn)行診斷或治療的場(chǎng)所，這些設備需要與人體接觸，與病人身體之間有能量交換，監視病人體內的能量交換。在此類(lèi)場(chǎng)所醫療設備電源中斷不會(huì )引起病人生命危險，醫療設備因停電而重新開(kāi)始不會(huì )影響對病人的診斷。例如：病房、產(chǎn)房、X光室等。

　　在0類(lèi)和1類(lèi)場(chǎng)所允許采用帶漏電保護的接地系統供電（脫扣電流30mA，脫扣時(shí)間100mS），既TT或TN-S系統，禁止使用三相四線(xiàn)制接地系統，即TN-C系統。

　�、蹜�用組2類(lèi)：在這類(lèi)場(chǎng)合使用的醫療電氣設備包括：在病人體表或體內使用的實(shí)時(shí)監控儀器；用于手術(shù)的儀器設備；維持病人生命和軀體功能的設備；用于打開(kāi)心臟、大腦的設備。在此類(lèi)場(chǎng)合醫療設備電源中斷會(huì )引起病人生命危險；微弱的漏電流會(huì )產(chǎn)生‘微電擊’。在2類(lèi)場(chǎng)所中每個(gè)房間必須至少配備一套醫用IT電源供電（隔離供電電源），該電源系統必須安裝絕緣監視儀。例如：麻醉室﹑手術(shù)室﹑手術(shù)準備室﹑手術(shù)石膏室﹑手術(shù)恢復室﹑心臟導管插入室﹑重癥監護室﹑心臟監護室﹑血管造影檢查室﹑早產(chǎn)嬰兒監護室等。均屬于2類(lèi)場(chǎng)所在應用組2類(lèi)的醫療場(chǎng)所，必須使用帶絕緣監視的隔離電源系統，即IT系統。

　　2.建議接入醫用IT電源系統的用電設備：

　　A） 呼吸機 B） 恒溫培養箱 C） 透析設備 D） 麻醉設備 E） 病人監護設備 F） 高頻外科設備 G） 輸液泵 H） 注射泵 I） 心肺機 J）心力記錄儀 K）脈壓泵 L）心律電子脈沖調節器等。

　　3.手術(shù)室/ICU病房/CCU病房IT電源系統的基本配置應包括：隔離變壓器﹑絕緣監視儀﹑變壓器負載和溫度監視設備﹑外接報警顯示設備等。

　　五、手術(shù)室設備設計舉例

　　奇勝公司的漏電保護產(chǎn)品

　　應用于2類(lèi)醫療場(chǎng)所的隔離供電系統隔離變壓器E14，絕緣及過(guò)載監視器E05.

　　工作原理：?jiǎn)味顺霈F對地故障不會(huì )造成漏電，LIOM持續監控輸出線(xiàn)路對地絕緣。僅在輸出線(xiàn)L1、L2之間存在220V電壓，當其中一條線(xiàn)發(fā)生對地短路故障時(shí)，沒(méi)有實(shí)際的漏電流通過(guò)。另外還可以防止接地系統內的漏電流竄入與病人連接的設備回路。一旦發(fā)生一端接地的故障后，絕緣監視器就能夠檢測到這個(gè)故障并發(fā)出報警，而此時(shí)電源不會(huì )被切斷，保證了供電的連續性。醫護人員可以根據監視器上顯示的預期漏電流大小和手術(shù)的實(shí)際情況及時(shí)處理，因而人身觸電的危險被降低到了最小。

　　產(chǎn)品特性：電源：220Vac，50Hz；環(huán)境溫度：10°C 到35°C；顯示器：面板上有10格顯示表，最低的一格指示燈始終亮著(zhù)，表示已連通電源。顯示表的其他部分亮起表示測得的PHC值（PHC：預期危險電流）；PHC報警：表示所測得的PHE已超過(guò)5mA的報警標準，當動(dòng)作時(shí)表示為淡黃色燈閃亮；過(guò)負荷報警LED：顯示變壓器的二次側電流已至少連續三秒鐘超過(guò)隔離變壓器的額定值。當動(dòng)作時(shí)，表示為淡黃色燈閃亮。15A或20A的組件分別用于3.6kVA和4.8kVA的變壓器；雙音頻報警器：兩個(gè)不同頻率的振蕩器輪流驅動(dòng)一個(gè)信號發(fā)生器，聲音大小由生產(chǎn)廠(chǎng)在印刷線(xiàn)路板上設定：1米的距離82dB（標準的）；音頻按扭：按下此按扭聲音報警即停止。同時(shí)啟動(dòng)靜音發(fā)光二極管，當報警狀態(tài)取消后，靜音的功能即恢復；停止報警發(fā)光二極管：表示報警已經(jīng)停止下來(lái)，動(dòng)作時(shí)表示為淡黃色燈恒亮；測試按鈕：按下此按鈕隔離系統與地之間的試驗阻抗線(xiàn)路就會(huì )接通，試驗阻抗的PHC近似7.5mA，同時(shí)E05反映出此數值，使它的報警器發(fā)出聲音，同時(shí)PHC報警LED閃亮；外接報警繼電器：根據報警電路情況驅動(dòng)報警繼電器去驅動(dòng)一個(gè)外接報警器，這個(gè)繼電器不受靜音功能的影響，并有失壓轉接繼電器觸頭，其額定容量為5A 220Vac。