摘 要：本文参考国外及国际对医疗领域的相应标准，结合我国有关的规范﹑标准，对手术室供配电系统作出了探讨；论述了IT配电系统在医院的应用范围；提出了医院手术室IT电源系统的基本配置。
关键词：手术室配电系统 故障 绝缘监视 漏电 IT系统
0 引言
随着国民经济的快速发展和人们生活水平的逐年提高，人们对电的需求量陡然增长。与此同时，由于停电、漏电以及线路绝缘故障引发触电、电气火灾事故也随之剧增，对人们的生命财产安全构成了严重威胁。为了加强系统供电的安全性和可靠性，许多国家和国际标准都对医疗领域，尤其是那些生命攸关的场所，如手术室﹑重症监护室﹑心脏监护室等处的医用配电系统做出了特殊规定，其目的就是保证为该场所内的医疗电器设备提供一个安全可靠的电源，以确保病人的安全。
1 电击对人体的伤害
电流流入人体主要有三种后果。首先是灼伤，特别是在电流流入和流出人体的地方。其次是肌肉的麻痹，它可能短暂地使呼吸停止。第三是电击造成心脏发生心室纤维性颤动，这种心室纤维性颤动会造成心室和心瓣膜的失调，从而使血液循环停止。前两种结果会使人感到不适，但很少造成持久性损伤，而发生心室纤维性颤动则需尽快进行处理，否则会造成脑损伤或死亡。
电击对人体造成伤害的程度取决于两个因素：流过人体的电流大小、电流流过人体的时间。IEC标准中明确标出了15～100Hz的交流电对人体的影响与时间和电流大小的关系。
在正常情况下，人体对电击的自然反映可以避免或减少电流对人体的伤害。第一，人体的皮肤电阻可以限制流过人体的流量。第二，肌肉在受到电击时会收缩，一般能够使人体迅速脱离电源。但在手术过程中，电极多数进入人体，或用降低接触电阻的导电液，贴附在皮肤上，使皮肤的电阻旁路。另外从人体内取出液体，经过处理后再输入体内，如心脏手术过程中，进行体外循环，这就为电流进入人体提供低阻通路。再则，病人可能处于麻醉状态，电流的刺激，不容易引起肌肉的收缩，电流可能是来自于紧贴在病人身上的电极，即使肌肉收缩，也不容易脱离心脏手术，导电体触及心脏，在普通安全接地的导体上，流过的微小电流都会造成电击死亡的可能。
2 相关规范对医院手术室配电系统的规定
国外相关标准有德国的DIN VDE0107﹑法国的NFC15-211﹑美国的NFPA99-1993﹑IEC（国际电工协会）60364-7-710.在国际电工协会IEC60364标准中规定，在医疗领域，由电网电源供电，用于维持生命或外科手术的医疗电器设备﹑以及用于手术室照明和类似照明设备﹑额定电压超过AC25V或DC60V的设备，必须使用带绝缘电阻监视仪的IT电源系统。
同时我国《民用建筑电气设计规范》中14.7.6.3中规定在电源突然中断后，有招致重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地（IT系统）的供电方式；14.2.8中规定 IT系统必须装设绝缘监视及接地故障报警系统或显示装置。以及我国2002年11月26日发布，12月1日开始实施的《医疗洁净手术部建筑技术规范》 8.3.1.3中规定洁净手术部用电应从本建筑物配电中心专线供给。根据使用场所的要求，主要选用TN-S系统和IT系统两种形式；8.3.2.3中规定洁净手术室内的电源宜设置漏电检测报警装置；8.3.4.2中规定心脏外科手术室必须设置有隔离变压器的功能性接地系统等相关规定。
3 IT系统配电系统的特点
a. IT系统降低了接触电压和电网对地漏电流，人身触电危险降到最小程度；众所周知，当用电设备对人体心脏直接漏电电流大于10uA时，就会导致病人死亡，在医学上称之为微电击。而在一般通用建筑中所用的RCD等对地漏电保护开关，其动作响应值是mA级（30mA），远远不能满足医疗领域的需要。因此，现在国际上对医疗领域中的手术室﹑ICU﹑CCU等重要场所，除了按要求做局部等电位联结外，配电系统通常采用局部中性点不接地的供电系统（即IT系统或称隔离电源系统）供电。由于系统电源端带电导体不接地，即使系统发生单相接地故障也只能通过系统对地电容构成回路，故障回路阻抗极大，故障电流极小，发生电击的危险很小，所以不必及时切断电源来防电击，从而维持供电的不间断，只有在发生第二次接地故障时才要求切断电源。同时，安装在系统中的绝缘监测器能及时地检测并给出系统绝缘故障报警信号，提醒工作人员及时排除故障。因此IT系统是一个连续、可靠的供电系统，可有效控制对心脏等器官的直接漏电流，极大地保护了病人免造漏电流的伤害。
b. IT系统中的绝缘监测器，一方面实时监测系统的绝缘状态，另一方面还检测系统的过负荷和变压器的温升状态，一旦出现异常立即报警。因此IT系统能够减少因系统发热、漏电等原因引起的电气火灾事故，大大提高了系统的防火安全性。
c. 在IT系统中，提高回路的绝缘阻抗、降低回路对地电容，是提高系统安全性与可靠性的关键。因此在系统设计时要尽量缩短系统配电线路的长度，减小系统容量，减少系统分支回路数，并做好线路的绝缘防护措施。这也就限制了IT系统仅能用在重要的局部的供电场所，如化工、制药企业的一些程序控制生产线，医疗场所的手术室、重症监护室等场所。
4 医院配电系统的选择
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），还可能从人体内导出液体，经过处理后再输入体内（如：肾透析），这些将使人体失去皮肤电阻的保护。当病人处于麻醉状态，或因痛觉丧失失去了对电击的自然反映，会导致人体不能自行脱离电源。
除上述情况外，在一些手术过程中，导电体会直接触及心脏（如：埋置心脏起搏器或打开心脏的手术）。
a. 在医疗领域所有以检查或治疗为目的的，与病人直接接触的设备，有三种应用情况；
①应用组0类：没有医疗电气设备与人体接触的场所。例如：门诊室、候诊室、按摩室等。此类型场所没有增加被电击的风险，且电力中断不会对病人造成危害。
②应用组1类：使用医疗电气设备进行诊断或治疗的场所，这些设备需要与人体接触，与病人身体之间有能量交换，监视病人体内的能量交换。在此类场所医疗设备电源中断不会引起病人生命危险，医疗设备因停电而重新开始不会影响对病人的诊断。例如：病房、产房、X光室等。
在0类和1类场所允许采用带漏电保护的接地系统供电（脱扣电流30mA，脱扣时间100mS），既TT或TN-S系统，禁止使用三相四线制接地系统，即TN-C系统。
③应用组2类：在这类场合使用的医疗电气设备包括：在病人体表或体内使用的实时监控仪器；用于手术的仪器设备；维持病人生命和躯体功能的设备；用于打开心脏、大脑的设备。在此类场合医疗设备电源中断会引起病人生命危险；微弱的漏电流会产生‘微电击’。在2类场所中每个房间必须至少配备一套医用IT电源供电（隔离供电电源），该电源系统必须安装绝缘监视仪。例如：麻醉室﹑手术室﹑手术准备室﹑手术石膏室﹑手术恢复室﹑心脏导管插入室﹑重症监护室﹑心脏监护室﹑血管造影检查室﹑早产婴儿监护室等。均属于2类场所在应用组2类的医疗场所，必须使用带绝缘监视的隔离电源系统，即IT系统。
b. 建议接入医用IT电源系统的用电设备：
A） 呼吸机 B） 恒温培养箱 C） 透析设备 D） 麻醉设备 E） 病人监护设备 F） 高频外科设备 G） 输液泵 H） 注射泵 I） 心肺机 J）心力记录仪 K）脉压泵 L）心律电子脉冲调节器等。
c. 手术室/ICU病房/CCU病房IT电源系统的基本配置应包括：隔离变压器﹑绝缘监测仪﹑外接报警显示设备等。
5 医疗IT隔离电源配电系统的解决方案
5.1主要IT系统电源柜型号及主要附件
安科瑞（Acrel）公司的医用隔离电源柜及其配套绝缘监测装置是针对医疗Ⅱ类场所的供电需求而开发设计的，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合国家相关标准。
5.2医用隔离电源柜的规格及配置
医用隔离电源柜是针对医疗2类场所的供电需求而设计的具有局部IT系统的配电柜，IT系统装设绝缘监测装置来监测系统的绝缘状况，各输出回路采用了具有短路保护功能的断路器；其它系统输出回路则采用了具有漏电保护功能的断路器。产品根据使用场所的不同分为GGF-O系列手术室用隔离电源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔离电源柜两大类，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合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》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低压成套开关设备和控制设备》等标准。
5.2.1 ICU、CCU病房配电解决方案（以GGF-I8隔离配电柜系统图为例）
表1 方案配置表
5.2.2 手术室配电解决方案（以GGF-O8隔离配电柜系统图为例）
表2 方案配置表
6 结束语
随着社会的快速发展，对生命的呵护也越重视。因此，对于医院这一特殊场所的电气设计，因严格按照国家标准和规范进行。带有绝缘监测的IT系统能够为局部场所提供安全、可靠、连续的供电，这是其它系统无法媲美的。因此在一些重要的生产加工场所、医疗场所，以及重要的设备运行场所，可以优先考虑使用IT系统。相信在不久的将来，随着人们对IT系统的充分认识，IT系统也会得到越来越广泛的应用。
参考文献：
[1]安科瑞电气股份有限公司产品资料，2011.03版,
[2]邵建勋.医用IT系统在医疗场所的应用. 信息管理,2008(6):32 -39.
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