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摘要:醫療建筑是我國民用建筑的重要構成,對供電要求較高。供配電設計水平與建筑物的整體安全性能具有密切關系。為了更好地確保醫療建筑中電力系統的安全、高效地運行,本文對醫療建筑供配電過程中的重點環節展開探討。
關鍵詞:醫療建筑;供配電;設計
伴隨我國社會經濟的發展,科學技術得到較大的進步,使得醫院的先進醫療設備、儀器等逐漸增多,醫療建筑中很多配套性的電氣設備也投入使用,對供配電系統提出了更高的要求,增加了現代醫院內部的供配電設計難度,相關電氣工程師必須加強醫療建筑電源、供配電系統、安全防護等相關問題的研究。
一、供電電源
第一,柴油機的機房應當遠離醫技部、門診部及病房等。如果醫療建筑的條件有限,設在醫技、門診等部門的時候,也要有效地采取相關措施,例如:機組消聲、機房隔聲等。以免發生噪聲污染。據調查,城市環境中,0類標準噪聲應控制在:白天50dB,夜間40dB。第二,在選擇機組的時候,要嚴格達到以下標準:其一,集中地設置柴油發電機組,總容量要達到一定的醫用需求。即應急照明、重要負荷、最大單體的消防器材分區總體的供電需求。其二,單臺的發電機組,應急的備用容量通常要>2250kW。其三,發電機組需要配備必要的自動裝置,包括電壓調節、電源快速啟動、電源切換裝置等。其四,發電機組的儲存供油時間,對于二級以上的醫院,其醫療建筑中發電機組的儲存供油時間最好超過24h,機房中的儲油室不宜大于8h。第三,若醫療建設的供配電系統滿足以下條件時,則要進行UPS的設置,以在線型為主。①ICU病房、手術室等照明、醫療設備需持續供應的場所。②可中斷供電時間為毫秒級別的電子照明信息系統的負荷。③UPS適宜選用多機組,多模塊構成的“N+1”安全模式,可實現在線檢修、維護。④UPS裝置的額定功率必須高出醫療設備最大理論負荷的1.52倍,并高出電子信息系統理論負荷的1.2倍。⑤UPS輸出的功率因數應大等于0.8,諧波電流及電壓的畸變率要達到國家相關的I級標準。⑥配置了柴油發電機組,可用于應急情況時,要確保UPS裝置的供電時間超過10分鐘。⑦UPS電源端,要依據以下標準進行重復接地。其一,若UPS供電電源為TN-S時,且UPS的旁路未增設隔離變壓裝置,則UPS的出線側PE線、N線不可連接。若UPS的旁路加設了隔離變壓裝置,則UPS的出線側需進行重復接地。其二,若UPS供電電源為TN-S時,且UPS旁路未增設隔離變壓裝置,但是,在UPS輸出側的配電柜設置了隔離變壓器,則需在PDU柜的出線側連接PE線、N線,進行重復接地。⑧對于兩個市電電源,其轉換開關最好用PC級,配電系統中的保護裝置應當彼此配合。
二、供配電系統
第一,X光機、核磁共振機等龐大、復雜的診治設備,一般要設置專門的變壓器供電,或者應用專線展開單獨供電,從而削弱諧波給電力系統造成的影響。供電線路的電壓降需要達到電力設備的工作標準。第二,放射科,最大需要的負荷在160kVA以上時,最好在科室附近設置一個獨立的配電變壓器。第三,二級及以上醫院,變配電站應當設置相應的監控系統。系統功能如下:其一,遙測。包括高壓進出線的電壓、電流、無功功率、功率因數、有功功率、電能、頻率計量等;變壓器的溫度以及低壓進線的各項指標測量;柴油發電機組的運行狀態、油箱油位;UPS狀態、機柜溫度;0.4kV零序電流、功率因數的補償電流等。其二,遙信。高壓進線、饋線、聯絡斷路器的故障錄波、裝置故障報警、記錄事件、跳閘報警;變壓器的超溫報警;低壓進出線的開關故障、跳閘報警;柴油發電機組運行故障報警;UPS裝置故障報警。其三,遙控。變配電站內部的線路、設備,應當安裝設備運行異常、短路故障的繼電保護器。電子監控系統中,通信控制層既要及時采集、整理、儲存現場設備回送的信息,又要及時下達上位機對各個設備發出的控制命令。對于條件較差的變配電站,在控制高低壓配電器的時候,可選用開關柜,實施就地操作。其四,遙調。可對低壓保護的定值、時限進行在線調節。第四,導體選擇。關于室內線纜的鋪設,二級以上的醫療建筑,可選擇低煙、無鹵阻燃式;一級及以下的醫療建筑,適宜選擇低煙、無鹵阻燃式。
三、醫療場所的安全防護
(一)TN系統的場所
第一,不準用TN-C系統,用TN-C-S系統的時候,應當在電源進線部位,把PEN線分開設置,分別為PE線、中性線,即PEN線不要出現在醫院。第二,I類醫療場地的32A及以下的末端回路,需在自動斷開的電源處安裝I△n≤30mA的RCD動作,其他回路不要安裝RCD。例如:手術臺電源、X光機電源、普通電氣設備。
(二)IT系統的場所
在2類醫療場所中,手術臺附近水平距離1.5m、高2.5m內的環境屬于“患者區域”。在這里,用來維持患者生命,或者手術用的醫療電氣設備,一定要選擇IT系統供電。
(三)醫療IT系統、隔離變壓器
第一,醫療場所,有的IT系統包括絕緣監視儀、隔離變壓器、外接的報警設備,且應用了單相的隔離變壓器,額定容量應控制在(0.5-10)kVA區間,建議8kVA以下。變壓器二次端的額定電壓,宜小于250V。第二,醫療IT系統,建議設在醫務工作者可監視區域;且安裝帶有照明、聲光報警功能的裝置。第三,所有的IT系統,應當至少配置二組獨立運行的供電插座回路。并分別設短路保護。醫療IT系統,專用的插座要設置醒目的標志。第四,隔離變壓器建議鄰近手術室等場所,采取安全措施。盡量縮小供電插座、變壓器出線端的距離,確保良好的散熱、通風效果。現場應當安裝外接的報警設備。第五,若隔離變壓器處在額定頻率及容量下空載運行狀態下,大地的泄漏電流宜小于0.5mA。
四、結束語
總之,醫療建筑是一個復雜、供配電要求較高的建筑。相關電氣設計師應當系統地了解各個醫療區域以及醫療場所的實際情況,全面分析各方面因素,依據國家相關的供配電標準,制定科學的電氣設計方案,為醫療設備的有效運行提供保障。
參考文獻
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作者:李英澤 單位:寧夏醫科大學總醫院基建辦公室