醫(yī)院手術(shù)部電氣設(shè)計(jì)

1、醫(yī)院手術(shù)部電氣設(shè)計(jì)中國(guó)中元國(guó)際工程公司（建筑一所）涂 路摘 要：本文結(jié)合規(guī)范要求，從供電、配電、照明、空調(diào)配電、用電 安全及接地幾個(gè)方面詳細(xì)闡述手術(shù)部電氣設(shè)計(jì)做法。關(guān)鍵詞：供電等級(jí) 分布式 集中式 醫(yī)用IT系統(tǒng) 用電安全 等電位一、手術(shù)部供電設(shè)計(jì)手術(shù)部是醫(yī)院中供配電要求最高的場(chǎng)所之一。根據(jù)GB50052-95«供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第2.0.1條有關(guān)負(fù)荷分級(jí)的要求，重要的或施行大型或 復(fù)雜手術(shù)的手術(shù)室為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。 與國(guó)際電工委員會(huì)（IEC） 的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接軌，新編綜合醫(yī)院設(shè)計(jì)規(guī)范在這個(gè)方面更加明確而具體， 規(guī)定手術(shù)室屆于2類(lèi)場(chǎng)所，即“需要與患者體內(nèi)（心臟或接近心臟部位） 接觸

2、以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作場(chǎng)所”，故障情況下斷電自動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間應(yīng)不大于0.5秒即停電時(shí)間t <0.5s ,實(shí)際工程中一般采 用UPS設(shè)備來(lái)滿足此要求。綜合醫(yī)院一般都配置手術(shù)部，數(shù)量從幾問(wèn)至幾十間手術(shù)室不等，而且 發(fā)展的趨勢(shì)越來(lái)越大，如筆者最近設(shè)計(jì)的某外科大樓工程手術(shù)室已達(dá)48間的規(guī)模。再綜合考慮醫(yī)院中大量存在其它重要負(fù)荷如急診處置、搶救、 危重監(jiān)護(hù)病房、DSA血液透析、產(chǎn)房及消防報(bào)警和滅火設(shè)備等，一般均 設(shè)置自備柴油發(fā)電機(jī)作為醫(yī)院應(yīng)急電源以滿足規(guī)范要求。所以醫(yī)院工程的較常用的供電設(shè)計(jì)為：雙路市電（一般采用10kV電源）滿足正常供電要求，再以柴油發(fā)電機(jī)組滿足應(yīng)急供電要求，手術(shù)室

3、、ICU、CCU產(chǎn)房及嬰 兒病房等一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷設(shè)置 UP索置電源以滿足t <0.5s的要 求。由于發(fā)電機(jī)能在t < 15s內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)，所以UPS電源的蓄電池標(biāo)準(zhǔn)配 置為15min或10min即可以滿足要求。門(mén)診手術(shù)室或要求比較低的簡(jiǎn)單手術(shù)室也可以不設(shè)置UPS但這時(shí)一股采用配置應(yīng)急蓄電池的手術(shù)無(wú)影燈，能夠在故障停電情況下確保施行簡(jiǎn) 單手術(shù)。從UP般備的配置方式角度，手術(shù)部的電氣設(shè)計(jì)一般有兩種方式：分 布式和集中式，分別見(jiàn)附圖1和附圖2 （圖2中手術(shù)專(zhuān)用配電箱與圖1類(lèi) 似）：分布式適用于中小型手術(shù)部，是比較常用的方式，即每個(gè)手術(shù)室均配 置一個(gè)UP以相應(yīng)配電裝置。單個(gè)UPS勺容

4、量較小但全部加起來(lái)總?cè)萘扛撸?工程上常用的配置是10kVA/問(wèn)。設(shè)計(jì)應(yīng)注意配電小問(wèn)面向活潔走廊，這 樣正常工作或維護(hù)和檢修時(shí)減少對(duì)潔凈區(qū)的影響。這個(gè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：1. 供電可靠性較高、UP以生故障的情況下影響面小，但維護(hù)工作量 大，對(duì)手術(shù)部影響大。一般UP敞用幾年后的維護(hù)工作量逐漸增大， 需要 進(jìn)入手術(shù)部維護(hù)或檢修，對(duì)手術(shù)部門(mén)的正常工作會(huì)產(chǎn)生影響，尤其是UPS設(shè)備的電池組是薄弱環(huán)節(jié)，性能不穩(wěn)定，使用壽命短，給管理部門(mén)帶來(lái)大 量維護(hù)更換等工作；2. 配電小問(wèn)因放置UPSS備需要較大面積，占用了手術(shù)室的有效面 積，而且UPS®熱大增加了空調(diào)及通風(fēng)需求。要很好地解決多點(diǎn)分散的 UPS

5、74;風(fēng)及降溫問(wèn)題在工程上是困難的。 所以規(guī)模比較大的手術(shù)部多采用 UPS設(shè)備集中設(shè)置。集中式方式的特點(diǎn)是：可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好、維護(hù)管理方便、基本不 對(duì)手術(shù)部產(chǎn)生影響。一般在靠近手術(shù)部或鄰層的位置設(shè)大容量 UPS占，考 慮到同時(shí)系數(shù)，UPS的總配置容量比分布式系統(tǒng)小，可節(jié)省總投資，不但 經(jīng)濟(jì)而且可靠性也高。集中式 UPS系統(tǒng)有兩種方式：1. UPS設(shè)一組或多組，每組承擔(dān)一部分負(fù)載。為了提高供電可靠性，UP織用多組設(shè)置可以減少檢修或故障時(shí)的影響面，如圖2所示。2. 另一種集中式UPS系統(tǒng)是采用n+1方式的冗余并聯(lián)式UP繇統(tǒng)（手 術(shù)部一般采用1+1方式），即所謂“一用一備”熱備用 UPS系統(tǒng)，兩臺(tái)

6、 UPS勻能為100冊(cè)術(shù)負(fù)荷供電。理論上兩組UPSR時(shí)故障的概率極小，當(dāng) 一臺(tái)UPS設(shè)備維修或故障時(shí)另一臺(tái)仍可持續(xù)供電不受影響，可靠性極高，但一次投資大，設(shè)備總?cè)萘勘确植际较到y(tǒng)更大。這種系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國(guó)家較為 常用。因?yàn)閁PS占在手術(shù)部潔凈區(qū)域外獨(dú)立設(shè)置， 集中式能很好解決UPS的 維護(hù)問(wèn)題而不直接對(duì)手術(shù)部產(chǎn)生影響；而且集中設(shè)置有利于解決 UPS設(shè)備 空調(diào)和通風(fēng)，分布式供電UPS發(fā)生故障率高的原因之一就在于不能很好解 決通風(fēng)I可題。二、手術(shù)部配電及照明設(shè)計(jì)手術(shù)部配電設(shè)計(jì)一般分成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)：手術(shù)室配電系統(tǒng)和手術(shù)部?jī)艋照{(diào)配電系統(tǒng)。凈化空調(diào)配電系統(tǒng)將在下面的章節(jié)專(zhuān)門(mén)討論， 手 術(shù)室配電設(shè)計(jì)最突

7、出的特點(diǎn)是采用了醫(yī)用 IT不接地系統(tǒng)，UP般備以后 的配電系統(tǒng)一般如下圖3所示。根據(jù)規(guī)范要求：2類(lèi)醫(yī)療場(chǎng)所中，外科手術(shù)和其他位于患者周?chē)碾?氣裝置均應(yīng)采用醫(yī)用IT系統(tǒng)，且醫(yī)用IT系統(tǒng)必須配置絕緣監(jiān)視器，當(dāng)系 統(tǒng)線路絕緣電阻減少到50 k Q時(shí)能夠聲光警報(bào)。系統(tǒng)保證了供電高度可 靠性和手術(shù)用電安全性，IT系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)按 TN或TT系統(tǒng)運(yùn) 行，不要求停電，只有發(fā)生第二次接地故障時(shí)才要求斷電； 而絕緣監(jiān)視器 能聲光警報(bào)提示及時(shí)排除第一次接地故障，恢復(fù)IT系統(tǒng)運(yùn)行，所以IT系統(tǒng)供電可靠性很高。IT系統(tǒng)另一優(yōu)點(diǎn)是用電安全性。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)只有極小的對(duì)地電容 泄漏電流，為 皿級(jí)，IT系統(tǒng)發(fā)生第

8、一次接地故障后，非故障相電容性泄 漏電流還是級(jí)的，所以施行心臟手術(shù)時(shí)即便發(fā)生一次接地故障也不至 于產(chǎn)生微電擊。而如果采用TN系統(tǒng)供電，發(fā)生接地故障時(shí)故障電流較大 （至少為mA足以引起漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作），足以對(duì)患者產(chǎn)生生命威脅， 所以IT系統(tǒng)的使用對(duì)術(shù)中患者有用電安全的保障。醫(yī)用IT系統(tǒng)通常采用單相變壓器，其額定容量不應(yīng)超過(guò)10kVA IT變壓器二次側(cè)出線應(yīng)采用雙極空開(kāi)。 從供電可靠性和手術(shù)安全角度，變壓 器一二次側(cè)應(yīng)設(shè)置過(guò)流保護(hù)，規(guī)范要求過(guò)載保護(hù)應(yīng)報(bào)警而不跳閘以保證手 術(shù)中患者的生命安全。醫(yī)用IT變壓器均有過(guò)載的聲光報(bào)警功能，但市場(chǎng) 上單相空氣開(kāi)關(guān)MC礦股為熱磁脫扣器，過(guò)載下將在雙金屆片作用下

9、跳閘 難以實(shí)現(xiàn)規(guī)范要求，所以IT變壓器原副側(cè)開(kāi)關(guān)的整定電流宜有余量，在 變壓器過(guò)載保護(hù)報(bào)警前不應(yīng)動(dòng)作跳閘。另一個(gè)需要注意的問(wèn)題是IT變壓器的供電范圍。一般每個(gè)手術(shù)室配 一個(gè)醫(yī)用IT變壓器，供電包括：醫(yī)療柱或吊塔及其配出設(shè)備、插座箱、 無(wú)影燈、恒溫或冰柜、器械柜、手術(shù)信號(hào)及控制設(shè)備等，但手術(shù)室一般照 明光帶、電動(dòng)門(mén)和手術(shù)室輔助問(wèn)的用電設(shè)備不在這個(gè)范圍，詳見(jiàn)圖3。有時(shí)為了限制UPS的容量，也把這些負(fù)荷排除在 UPSa電系統(tǒng)之外。手術(shù)室的照明要求較高：1 .平均照度要求不低于750lx,在醫(yī)院各種場(chǎng)所為最高值；2. 手術(shù)室的潔凈要求高，必須采用潔凈燈具；3. 從照明性質(zhì)看，因其特別重要，一般按一級(jí)負(fù)

10、荷要求供電；三、手術(shù)部?jī)艋照{(diào)配電設(shè)計(jì)凈化空調(diào)及通風(fēng)對(duì)手術(shù)的正常進(jìn)行非常重要，一般按一級(jí)負(fù)荷要求供電：即分別從兩個(gè)配電變壓器的母線上引一路電源且在凈化機(jī)組配電房做 末端自動(dòng)切換控制，保證在不失去全部市電的情況下總能堅(jiān)持工作。手術(shù)部?jī)艋照{(diào)用電量很大，往往除風(fēng)機(jī)外還有電加熱設(shè)備（主要夏 季用）和電加濕設(shè)備（冬季用），平均每間手術(shù)室的潔凈空調(diào)用電的設(shè)備 容量約20-30kW,用電總量遠(yuǎn)大于手術(shù)室的其它配電照明負(fù)荷，如果接入 應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)將使應(yīng)急電源系統(tǒng)膨脹 2-3倍、系統(tǒng)復(fù)雜且投資急增, 所以規(guī)范并沒(méi)有提這么高的要求，這些負(fù)荷不作為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù) 荷對(duì)待。條件有限情況下手術(shù)部?jī)艋照{(diào)也

11、作為二級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)。凈化空調(diào)機(jī)組與手術(shù)室一般一一對(duì)應(yīng)設(shè)置， 供電電源問(wèn)題解決后其配 電設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。而且一般配電控制箱隨機(jī)組成套供應(yīng)， 將電源送至各機(jī) 組配電箱即可。需要注意，盡管手術(shù)部潔凈空調(diào)重要，但區(qū)別于消防負(fù)荷，在手術(shù)部 發(fā)生火災(zāi)時(shí)應(yīng)自動(dòng)切除其電源，以滿足消防規(guī)范要求。四、手術(shù)室局部等電位連接設(shè)計(jì)手術(shù)室局部等電位連接非常重要，是手術(shù)室設(shè)計(jì)的重要組成部分。已 經(jīng)有很多論著詳細(xì)介紹了等電位連接的重要性， 這里不再重復(fù)。具體闡述 手術(shù)室局部等電位連接的做法。為使下列裝置達(dá)到等電位，在手術(shù)室內(nèi)應(yīng)設(shè)置輔助醫(yī)用等電位連接母 排或端子箱，等電位連線將下列裝置與等電位母排連接， 而且等電位母排 應(yīng)與混凝土結(jié)構(gòu)體上預(yù)留的鋼板焊接，使手術(shù)室的電位被鉗制在大樓電位 上。等電