安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定   201801

 

【摘要】根據(jù)醫(yī)療場(chǎng)所分類說明醫(yī)院尤其是 2 類 醫(yī)療場(chǎng)所的接地方案，分析醫(yī)療場(chǎng)所自動(dòng)切斷電源措 施，提出校驗(yàn)醫(yī)療 IT 系統(tǒng)配出回路長(zhǎng)度；說明 RCD、RCM、IMD、IFLS 等的用途和范圍；就應(yīng)急醫(yī) 院 2 類場(chǎng)所的配電方案進(jìn)行探討。 

【關(guān)鍵詞】醫(yī)院；接地；自動(dòng)切斷電源；輔助等 電位聯(lián)結(jié)；醫(yī)用 IT 系統(tǒng)；

       國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集 08SD706 - 2 《醫(yī)療場(chǎng)所電氣設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝》（以下簡(jiǎn)稱 《原圖集》）于 2009 年發(fā)布，彼時(shí)可依據(jù)的醫(yī)療場(chǎng)所專用設(shè)計(jì)規(guī)范 主要為 GB 16895. 24 - 2005 / IEC 60364 - 7 - 710：2002《建筑物電氣裝置 第 7 - 710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求 醫(yī)療場(chǎng)所》。近10年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，一大批醫(yī)院在新建、改擴(kuò)建，以滿足人們?nèi)找驷t(yī)療服務(wù)需要。在此期間針對(duì)醫(yī)療場(chǎng)所的專用設(shè)計(jì)規(guī)范也陸續(xù)發(fā)布，如：JGJ 312 - 2013《醫(yī)療建 筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50333- 2013《醫(yī)院潔凈手術(shù) 部建筑技術(shù)規(guī)范》、GB 51039- 2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》等。同時(shí)可以看到 IEC 標(biāo)準(zhǔn)和英國(guó) BS 標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)醫(yī)療場(chǎng)所電氣設(shè)計(jì)、通用場(chǎng)所電氣安全的相關(guān)規(guī)范也在不斷 更新中，如：IEC 60364 - 7- 710： 2018 CDV《Low ? voltage electrical installations — Part 7 - 710：Requirements for special installations or locations — Medical locations》、 BS 7671： 2008 Amendment 3 ： 2015 《Requirements for Electrical Installations — Part 7：Special installations or locations — Section 710：Medical locations》 以及 IEC 60364 - 4 - 41：2017 《 Low ? voltage electrical installations — Part 4 - 41：Protection for safety—Protection against electric shock》等均已更新或正在更新中。在此基礎(chǔ)上新出版的國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集19D706 - 2 《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝》（以下簡(jiǎn)稱《圖集》） 在 《原圖集》 的基礎(chǔ)上也作了更新。其中關(guān)于醫(yī)療場(chǎng)所的接地及安全防護(hù)內(nèi)容也參照國(guó)內(nèi)外新的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行了更新、編制。本文就以下內(nèi)容進(jìn)行討論：醫(yī)院的接地、醫(yī)療場(chǎng)所的自動(dòng)切斷電源措施、醫(yī)療場(chǎng)所配電系統(tǒng)的監(jiān)控與保護(hù)、應(yīng)急醫(yī)院 2 類場(chǎng)所的配電方案思考。 

1. 1 醫(yī)院醫(yī)療場(chǎng)所分類 

       國(guó)內(nèi)及歐洲的標(biāo)準(zhǔn)均將醫(yī)療場(chǎng)所分為 3 類，其定義為：a．0 類：不使用醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件的醫(yī)療場(chǎng)所；b．1 類：醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體表、體內(nèi) （除 2 類醫(yī)療場(chǎng)所所述部位外） 接觸的醫(yī)療場(chǎng)所；c．2 類：醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體內(nèi)接觸、手術(shù)室以及電源中斷或故障后將危及患者生命的醫(yī)療場(chǎng)所。 

國(guó)內(nèi)各醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)及歐洲醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于以上 3 類醫(yī)療場(chǎng)所的定義與劃分基本一致，其簡(jiǎn)要?jiǎng)澐忠姳?1。

注：根據(jù)我國(guó)的規(guī)范，手術(shù)輔助用房如術(shù)前準(zhǔn)備室、術(shù)后復(fù) 蘇室、麻醉室等為 1 類醫(yī)療場(chǎng)所，而 IEC 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) （IEC 60364- 7 - 710：2018 CDV） 中將上述用房等歸為 2 類醫(yī)療場(chǎng)所。

1. 2 醫(yī)院的接地 

       a．醫(yī)院建筑的接地裝置宜優(yōu)先采用自然接地體，當(dāng)采用人工接地體時(shí)，應(yīng)采取有效的防腐措施。接地裝置承擔(dān)著保護(hù)性接地和功能性接地兩種功能， 應(yīng)優(yōu)先考慮保護(hù)性要求。根據(jù) GB 16895. 3 - 2017/IEC 60364 - 5 - 54：2011《低壓電氣裝置 第 5 - 54部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝 接地配置和保護(hù)導(dǎo)體》規(guī)定，接地極的材料和尺寸的選擇，應(yīng)使其既耐腐蝕又具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)利用自然接地導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)確保接地導(dǎo)體的可靠性，禁止利用可燃液體或氣體管道、供暖管道及供水管道做保護(hù)接地極。 

       b．醫(yī)院建筑低壓配電系統(tǒng)的接地型式宜采用TN - S 或 TT 系統(tǒng)，并采用共用接地和保護(hù)等電位聯(lián)結(jié)。此處所說的低壓配電系統(tǒng)的接地型式是由低壓配電系統(tǒng)主配電盤的出線端處開始考慮。以 TN 系統(tǒng)為例，由變壓器低壓側(cè)中性線套管引至主配電箱（柜）盤低壓母線的出線是PEN線，由主配電箱（柜）盤低壓母線的引出線再分為 N 線和PE 線。 

       c．醫(yī)院建筑內(nèi)由 IT 系統(tǒng)供電的設(shè)備金屬外殼接地應(yīng)與TN - S 系統(tǒng)共用接地裝置。2 類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)通常采用局部IT 系統(tǒng)，其余部位仍采用TN - S 系統(tǒng)，如為 IT 系統(tǒng)設(shè)單獨(dú)接地極，在同一場(chǎng)所內(nèi)將存在兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的接地裝置，兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的接地裝置之間可能存在電位差，這對(duì)人身安全不利，在 2 類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)更不允許這種電位差的出現(xiàn)。 

       d．在 1 類及 2 類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)，應(yīng)做輔助等電位聯(lián)結(jié)，并將下列設(shè)備進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)：① 保護(hù)接地導(dǎo)體 （PE 線）；② 外露可導(dǎo)電部分；③ 抗電磁干擾場(chǎng)的屏蔽物；④ 導(dǎo)電地板金屬網(wǎng)格；⑤ 隔離變壓器的金屬屏蔽層；⑥ 固定安裝的可導(dǎo)電但不用電的患者支撐物，諸如手術(shù)臺(tái)、理療椅和牙科治療椅，除非該設(shè)備要求與地絕緣。 

       e．等電位聯(lián)結(jié)母線應(yīng)位于醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)或靠近醫(yī)療場(chǎng)所。在每個(gè)配電箱內(nèi)或附近應(yīng)裝設(shè)附加的等電位聯(lián)結(jié)母線，應(yīng)將輔助等電位導(dǎo)體和保護(hù)接地導(dǎo)體與該母線相連接。連接的位置應(yīng)使接頭清晰易見，并便于單獨(dú)拆卸。上述要求是為了加強(qiáng) 2 類場(chǎng)所的輔助等電位聯(lián)結(jié)的可靠性，盡量減少其間距，從而降低這些部分與等電位聯(lián)結(jié)母線之間的電阻值。輔助等電位聯(lián)結(jié)的定義范圍包括在區(qū)域內(nèi)所有外露可導(dǎo)電部分 （包括插座的 PE 插孔） 之間、外露可導(dǎo)電部分與裝置外可導(dǎo)電部分之間均應(yīng)相互連接。為此，該等電位聯(lián)結(jié)母線安裝在配電柜 （箱） 內(nèi)，有困難時(shí) （例如已有的箱柜條件受限），則盡可能靠近箱柜。這種要求高于其他普通場(chǎng)所的常規(guī)做法是有道理的。

f．醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)的電子設(shè)備應(yīng)設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)，等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)可采用 S 型結(jié)構(gòu)、M 型結(jié)構(gòu)或 SM 組合型結(jié)構(gòu)。 

1.3 2類醫(yī)療場(chǎng)所的接地 

       2 類醫(yī)療場(chǎng)所低壓配電通常采用局部 IT 系統(tǒng) （醫(yī)用 IT 系統(tǒng)） 供電。以手術(shù)室為例，手術(shù)室的配電通常采用 TN - S （或 TT 系統(tǒng)） 加醫(yī)用 IT 系統(tǒng)共同供電的方式。《圖集》提供了兩種醫(yī)用 IT 系統(tǒng)在手術(shù)室中的接地與等電位聯(lián)結(jié)方案。圖 1 是 《圖集》 提供的 IT系統(tǒng)接地方案（一）的簡(jiǎn)化，僅畫出單相并縮減了部分TN 系統(tǒng)配電內(nèi)容，引自 BS 7671：2008 Amendment 3：2015。圖 2 是 《圖集》 提供的 IT 系統(tǒng)接地方案（二）的簡(jiǎn)化，僅畫出單相并縮減了部分 TN 系統(tǒng)配電內(nèi)容，引自BS 7671：2018《Requirements for Electrical Installations IET Wiring Regulations Eighteenth Edition》。分析圖 1、圖 2，可以看出，兩方案主體相同，細(xì)節(jié)略有差異，其異同點(diǎn)見表 2。對(duì)于方案一、方案二的不同點(diǎn)，筆者認(rèn)為其主要是基于等電位聯(lián)結(jié)范圍內(nèi)導(dǎo)體電阻的考慮。即：在2 類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)，電源插座的保護(hù)接地導(dǎo)體端子、安裝設(shè)備的保護(hù)接地導(dǎo)體端子或任何外界可導(dǎo)電部

分與等電位聯(lián)結(jié)母線排之間的導(dǎo)體的電阻 （包括連接部分的電阻） 不應(yīng)超過 0. 2 Ω ［1］。這一規(guī)定的目的是保證輔助等電位聯(lián)結(jié)的可靠性，故障防護(hù)時(shí)降低人的雙手承受的接觸電壓值［4］。以 IT 系統(tǒng)電源專用插座和非電手術(shù)臺(tái)金屬構(gòu)架間為例，按上述等電位聯(lián)結(jié)電阻 ≤ 0. 2 Ω 的要求，其包含的聯(lián)結(jié)如下： 

       a．為 SEBT 至非電手術(shù)臺(tái)金屬構(gòu)架聯(lián)結(jié)導(dǎo)體。 

       b．為方案一中：IT 電源配電箱 PE 端子至IT系統(tǒng)電源專用插座的聯(lián)結(jié)線 （PE 線）；方案二中：SEBT 至 IT 系統(tǒng)電源專用插座的聯(lián)結(jié)線。 

       c．為 SEBT 至 IT 電源配電箱 PE 端子的聯(lián)結(jié)線。則方案一的聯(lián)結(jié)導(dǎo)體包括 a + b + c；而方案二的聯(lián)結(jié)導(dǎo)體包括 a + b。由此可以得到如下結(jié)論： 

       a．由于插座面板聯(lián)結(jié)的導(dǎo)線截面通常為 2. 5 mm2 、4 mm2 等固定規(guī)格，因此方案一、方案二中的導(dǎo)線 b 截面通常一致。基于此，方案二的導(dǎo)體長(zhǎng)度無疑更短，更容易滿足電阻 ≤ 0. 2 Ω 的要求。 

       b．導(dǎo)線 c 通常為截面不小于 10 mm2 的銅導(dǎo)體， 其電阻較 2. 5 mm2 銅導(dǎo)體電阻小得多。以 2. 5 mm2 、10 mm2 的銅導(dǎo)線電阻為例，2. 5 mm2 銅導(dǎo)線電阻值為0. 006 9 Ω / m，10 mm2銅導(dǎo)線電阻值為 0. 001 8 Ω / m。 因此實(shí)際使用中方案二的聯(lián)結(jié)范圍內(nèi)導(dǎo)體電阻更低，但由于導(dǎo)線 c 的電阻不高，因此方案一、方案二的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體間的電阻值差異不會(huì)太大。 

       c． 采用方案二時(shí)，如假定SEBT 至電源插座的保護(hù)接地導(dǎo)體端子、安裝設(shè)備的保護(hù)接地導(dǎo)體端子或任何外界可導(dǎo)電部分與等電位聯(lián)結(jié)母線排之間的導(dǎo)體均為2. 5 mm2 的銅導(dǎo)線，則按 0. 2 Ω反推聯(lián)結(jié)線長(zhǎng)度約為29ｍ，對(duì)于常規(guī)手術(shù)室當(dāng)采用S型等電位聯(lián)結(jié)方案時(shí)，需嚴(yán)格控制聯(lián)結(jié)導(dǎo)線長(zhǎng)度、截面大小。 

       d．方案二中輔助等電位聯(lián)結(jié)還包括外界可導(dǎo)電部分 （普通照明和燈具外殼），這樣 2 類場(chǎng)所內(nèi)的輔助等電位聯(lián)結(jié)范圍更大，原則上是應(yīng)聯(lián)結(jié)的設(shè)備盡數(shù)聯(lián)結(jié)。