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趙斌
安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801
摘 要 本文對帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)在醫(yī)院心臟手術(shù)室、心血管X線造影室等場所應(yīng)用的必要性和使用中注意的問題等作了簡要的概述。
關(guān)鍵詞 絕緣監(jiān)視 故障定位 IT系統(tǒng) 醫(yī)療場所 應(yīng)用
目前，我國大型綜合醫(yī)院配電系統(tǒng)的接地形式多采用TN系統(tǒng)。該系統(tǒng)接地故障多為金屬性短路。因故障電流較大，使斷路器等過電流保護裝置動作，造成停電。顯然TN系統(tǒng)不能滿足醫(yī)院中一些重要場所對不間斷供電的使用要求。《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱民規(guī)）14.7.6.3條明確規(guī)定：在電源突然中斷后，有招致重大醫(yī)療危險的場所，應(yīng)采用電力系統(tǒng)不接地（IT系統(tǒng)）的供電方式。
IT系統(tǒng)及其特點
1.《民范》14.2.1.3對IT系統(tǒng)是這樣闡述的：電力系統(tǒng)的帶電部分與大地間無直接連接（或有一點經(jīng)足夠大的阻抗接地），受電設(shè)備的外露可導電部分通過保護線接至接地極。
國際電工委員會IEC標準中，強烈建議IT系統(tǒng)部分不應(yīng)配出中性線。這是IT系統(tǒng)與我們熟知的TN/IT接地系統(tǒng)的主要區(qū)別。
圖1所示，正常情況下，當IT系統(tǒng)電源線路足夠短時，系統(tǒng)中僅存在線路對地微小的電容電源。隨著時間的推移，配電線路及電器設(shè)備的絕緣水平不斷下降。當IT系統(tǒng)發(fā)生第一次單相接地故障時，故障電流為非故障相對地電容電流，其值甚小，不致造成人身被電擊或其他事故，所以不必切斷故障回路電源，從而保證了供電的連續(xù)性。但若不及時排除故障，在異相上又發(fā)生第二次接地故障，形成相間短路，使過電流保護裝置動作，引起供電中斷。
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1.IT系統(tǒng)接地故障示意圖
2.為了防止第二次異相接地故障發(fā)生，引起相間短路，《民規(guī)》14.2.8條規(guī)定：IT系統(tǒng)必須裝設(shè)絕緣監(jiān)視及接地故障報警或顯示裝置。
帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)各部分的功能
1. AITR系列隔離變壓器
1）IT系統(tǒng)須由專用的隔離變壓器供電。
2）單相隔離變壓器二次線圈的額定電壓應(yīng)不超過230V。
3) 隔離變壓器的金屬外殼需與局部等電位連接端子板聯(lián)結(jié)。
4）隔離變壓器額定視在功率為3.15～8kVA。
2. AIM-M系列絕緣監(jiān)測儀
1）監(jiān)視交流IT系統(tǒng)的絕緣阻抗（必須大于100kΩ）。當系統(tǒng)絕緣電阻降低至50kΩ時，絕緣監(jiān)視器發(fā)出聲光報警。
2）測量電壓（相對地之間）<25V。
3）測試電流<1mA。
4）監(jiān)視IT系統(tǒng)中隔離變壓器的繞組溫度及負載電流。
3. AID系列外接報警顯示和測試單元
安裝在病人或醫(yī)務(wù)工作者的工作場所。用來顯示醫(yī)療場所內(nèi)監(jiān)視儀器的測量數(shù)據(jù)和報警情況，通知IT系統(tǒng)的使用者關(guān)于系統(tǒng)的運行情況。它能顯示絕緣監(jiān)視儀的所有信息，還可并聯(lián)多個外接報警顯示器和測試單元，通過RS485或CAN接口實現(xiàn)通信。
4. ASG100測試信號發(fā)生器
當絕緣監(jiān)測儀監(jiān)測出IT系統(tǒng)發(fā)生單點接地故障時，會啟動測試信號發(fā)生器輪流在系統(tǒng)某根線與大地之間注入定位信號，以便絕緣故障定位儀能在故障支路上監(jiān)測到定位信號。
5. AIL100絕緣故障定位儀
配合測試信號發(fā)生器，在系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障時，迅速的定位出故障回路，方便運維人員維護。
6. 絕緣監(jiān)視及故障定位產(chǎn)品信息簡介
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外形
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名稱
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型號
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功能
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價格（元）
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絕緣監(jiān)測儀
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AIM-M100
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IT系統(tǒng)對地絕緣電阻、負荷電流、變壓器溫度監(jiān)測
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15600
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AIM-M200
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19600
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直流穩(wěn)壓電源
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ACLP10-24
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儀表專用穩(wěn)壓電源
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300
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報警與顯示儀
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AID100
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具有絕緣電阻、變壓器負荷率；可遠程設(shè)置絕緣監(jiān)測儀報警閾值
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900
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AID120
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AID200
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采用CAN通訊，可遠程顯示和設(shè)置多達16套絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)，實時監(jiān)控通訊是否完好
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電流互感器
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AKH0.66-P26
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實時測量變壓器負荷電流
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150
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測試信號發(fā)生器
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ASG100
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采用CAN總線技術(shù)，可與其它設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互，當系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣故障時，可產(chǎn)生故障定位信號注入系統(tǒng)中，可實現(xiàn)L1，L2斷線檢測
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3780
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絕緣故障定位儀
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AIL100-4
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采用CAN總線技術(shù)，當系統(tǒng)中出現(xiàn)絕緣故障時，可配合ASG100實現(xiàn)故障定位功能
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6050
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AIL100-8
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8050
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帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)的應(yīng)用
1.由于IT系統(tǒng)具有當發(fā)生單相接地故障時，其接觸電壓<50V安全電壓，不構(gòu)成對人體的危害，不需中斷供電等優(yōu)點。所以國內(nèi)外對于一些既要求不間斷供電，又需在發(fā)生接地故障時，保證人身安全的重要用電負荷，采用了這種電源不接地的供電方式。如建筑工程中的應(yīng)急電源、礦山、井下、大型圖片處理，程序化控制工廠中的一些化工、制藥企業(yè)。這些企業(yè)高的醫(yī)療場所，一旦突然停電，生命攸關(guān)。為此國際電工委員會IEC364-7-710標準中將醫(yī)院區(qū)域的用電情況分為三個“應(yīng)用組”針對不同的“應(yīng)用組”，規(guī)定了不同的供電系統(tǒng)要求。
IEC標準中規(guī)定下列場所必須選用IT系統(tǒng)
2.胸部手術(shù)室、心臟手術(shù)室、胸部手術(shù)以外的手術(shù)室、心血管X線造影室。
帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)在手術(shù)室應(yīng)用示意圖
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3.IEC標準中規(guī)定以下場所建議選用IT系統(tǒng)
導管室、透析室、ICU（集中治療室）、CCU（冠狀動脈集中治療室）、重癥病房、分娩室。
帶絕緣監(jiān)視及故障定位的IT系統(tǒng)在ICU/CCU室應(yīng)用示意圖
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IT系統(tǒng)應(yīng)用中要注意的問題
1.IT系統(tǒng)與電源隔離的區(qū)別
IT系統(tǒng)與電源隔離均采用隔離變壓器，但區(qū)別在于IT系統(tǒng)中的電氣設(shè)備外漏導電部分通過保護線接地，而電源隔離回路中的設(shè)備外殼不做人為接地。它是采用特低電壓回路輔以不接地的等電位聯(lián)結(jié)（將電源隔離區(qū)域內(nèi)的各電氣設(shè)備金屬外殼用絕緣導線互相連通）來獲得好的安全效果。電源隔離適用于浴室、游泳池等電擊危險大，對不間斷供電無特殊要求的潮濕場所。
2.IEC 標準中規(guī)定和建議醫(yī)院選用IT 系統(tǒng)的場所內(nèi)，病人接觸到的醫(yī)療用電設(shè)備多為單相，所以使用的IT系統(tǒng)設(shè)備也多為單相。醫(yī)院內(nèi)的三相大型醫(yī)療儀器，使用時一般不與病人直接接觸，可采用裝設(shè)快速、高靈敏度漏電斷路器的直接接地方式。
3.因IT系統(tǒng)不宜配出中性（N）線，系統(tǒng)中單相負荷所需的220V 電源由三相IT 系統(tǒng)中的380/220V 降壓變壓器取得，或由TN 系統(tǒng)中單相220V電源經(jīng)1:1隔離變壓器的二次側(cè)提供。所以IT系統(tǒng)中的配電線路均為帶電導線，應(yīng)裝設(shè)過電流保護裝置。
4.因不同手術(shù)室可能同時實施不同的手術(shù)，使用不同的醫(yī)療儀器。為避免醫(yī)療電器設(shè)備的相互干擾，每間需要設(shè)置IT系統(tǒng)的手術(shù)室，應(yīng)單獨設(shè)置隔離變壓器。
5.醫(yī)院內(nèi)的胸部手術(shù)室，心血管X 線造影室，心臟手術(shù)室及檢查室等，應(yīng)具有嚴格的防電
擊保護措施。這僅靠帶絕緣監(jiān)視的IT系統(tǒng)是不夠的，還應(yīng)輔以局部等電位聯(lián)結(jié)，使保護區(qū)內(nèi)所有可導電部分都處于同一電位，才能保證供電的安全可靠性，防止心臟手術(shù)及檢查中發(fā)生宏電擊和微電擊。
6．當同一場所尚有TN-S 或TT 系統(tǒng)供電的插座時，醫(yī)用IT系統(tǒng)的插座應(yīng)為其它系統(tǒng)用的
插頭無法插入, 并具有明顯的可供區(qū)別的標志。
7．在IT 系統(tǒng)中，提高回路的絕緣阻抗，降低回路的對地靜電電容，是提高系統(tǒng)安全可靠性
的關(guān)鍵。為此在設(shè)計中可采取以下措施。
⑴ IT 不接地系統(tǒng)的配電箱要盡量安裝在手術(shù)室等醫(yī)用電氣設(shè)備用房的附近，以縮短該系統(tǒng)
配電線路的長度。
⑵ 盡量減少系統(tǒng)容量及系統(tǒng)的分支回路數(shù)。
⑶ IT系統(tǒng)的配電線路應(yīng)遠離接地金屬體（如金屬管道等）。
⑷ 使用絕緣層較厚的導線（如雙層絕緣護套線或電纜）。
⑸ 心電儀等測量設(shè)備為防止交流干擾，采用了電容濾波電路，這將使靜電容量增大，應(yīng)避
免使用于IT系統(tǒng)。
⑹ 嚴禁把配電導線和接地導線用穿在一根管中，應(yīng)分別穿管敷設(shè)。
隨著我國國力的不斷增強，醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的不斷發(fā)展，將要新建一批現(xiàn)代化的醫(yī)院。原有一
些醫(yī)院，因不能滿足使用要求，也面臨著改擴建。作為電氣設(shè)計人員，一方面期待著國家有關(guān)規(guī)范、行業(yè)標準與國際接軌，進一步完善。另一方面在設(shè)計過程中，應(yīng)推廣采用先進技術(shù)，體現(xiàn)“以人為本、安全第一”的設(shè)計理念，為病人和醫(yī)護人員提供一個技術(shù)先進、功能齊全、安全可靠的醫(yī)療環(huán)境。
參考文獻
〔1〕《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》，1994年12月第二版，中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院等編
〔2〕《IT 系統(tǒng)和電源隔離在民用建筑中的應(yīng)用》 王厚余著
〔3〕《帶絕緣監(jiān)視的IT系統(tǒng)在醫(yī)院中的應(yīng)用》 劉佩智著
作者簡介
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電能管理，Email: 2880157852@qq.com手機：13917437076 QQ:2880157852
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