醫(yī)院供電網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量異常對(duì)醫(yī)療設(shè)備的影響及對(duì)策

姚 遠(yuǎn) 李 彬

1 南寧市第八人民醫(yī)院（530001）

2 南寧中心血站（530003）

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，是電子工程技術(shù)的飛速發(fā)展和在各個(gè)領(lǐng)域全面滲透結(jié)果。電子工程技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的長(zhǎng)足進(jìn)步，促進(jìn)了醫(yī)療設(shè)備飛速發(fā)展，同時(shí)電子儀器也有一定的可靠性和穩(wěn)定性，直接關(guān)系到患者生命安全，要求醫(yī)療設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性顯得及其重要，有關(guān)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的研究已成為臨床醫(yī)學(xué)工程學(xué)研究和發(fā)展方向。并且出臺(tái)了相關(guān)規(guī)定，建立了相關(guān)管理機(jī)構(gòu)[1]。事實(shí)上影響醫(yī)療設(shè)備可靠性和安全性的因素很多，防止上述因素的研究通常只注重醫(yī)療設(shè)備本身，而對(duì)醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用環(huán)境的研究相對(duì)較少。醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)一般是用電力驅(qū)動(dòng)，電源多數(shù)是由市電電網(wǎng)提供，醫(yī)院為二級(jí)供電，醫(yī)療設(shè)備供電對(duì)醫(yī)療設(shè)備的可靠性和安全性方面影響的研究相對(duì)較少，存在空檔[2]。

1 電能劣質(zhì)產(chǎn)生的原因及不良影響

供電網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量的常見問(wèn)題：三相電壓不對(duì)稱、相電壓不對(duì)、頻率不穩(wěn)、電網(wǎng)諧波、電能的容性或感性帶來(lái)的偏差等。產(chǎn)生原因：有來(lái)自外部，市供電電能質(zhì)量，醫(yī)院之外的用電負(fù)載。來(lái)自內(nèi)部：醫(yī)院本身供電系統(tǒng)，醫(yī)院內(nèi)部的用電負(fù)荷。

1.1 相電壓偏低或高

可能是市供應(yīng)電能不足等原因，也可能來(lái)自醫(yī)院內(nèi)部供電容量不夠，造成電壓下降。市電網(wǎng)絡(luò)電壓異常，醫(yī)院大功率用電設(shè)備集中關(guān)閉，某時(shí)間段用電負(fù)荷大量減少引起用電忽然下降，造成電壓偏高。無(wú)論電壓過(guò)低或過(guò)高，都將對(duì)醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響。

1.2 諧波

任何閉環(huán)和開環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，對(duì)包括計(jì)算機(jī)、整流器、（UPS）電源、調(diào)速器、日光燈、開關(guān)電源、調(diào)光器等各種電子設(shè)備影響很大，它們大都是感性電器，嚴(yán)重影響電壓滯后，也是產(chǎn)生大量諧波的主要根源。對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)及用電設(shè)備極大危害。其包括：產(chǎn)生諧波損耗、輸出功率降低、諧波流過(guò)中性線、產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓；引起閉環(huán)和開環(huán)諧振，產(chǎn)生自激[3]。

1.3 尖波

產(chǎn)生原因：雷擊、放電電弧，電源開關(guān)、接觸器、斷電器等都會(huì)帶來(lái)放電電弧。會(huì)擊穿電器元件，造成計(jì)算機(jī)的各種干擾。

1.4 三相電壓不對(duì)稱

三相電相互間隔120度，電源各相間的電壓不對(duì)稱，是各相的負(fù)荷不均衡產(chǎn)生，其中一相或兩相低（高），或者另一相高（低），造成峰峰值高（低），還和負(fù)荷特性（容、感性）有關(guān)。造成的后果：變壓器的損耗增大，溫度升高，引起電動(dòng)機(jī)諧震，會(huì)增中性線的電流。單相用電器，在高電壓時(shí)會(huì)不正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞，在低電壓運(yùn)行時(shí)會(huì)停機(jī)，數(shù)字儀器會(huì)丟失數(shù)據(jù)，影響醫(yī)療數(shù)據(jù)不真實(shí)[4]。

1.5 噪聲

包括射頻、電磁干擾和其它各種高頻干擾。產(chǎn)生原因：電磁波或高頻波感應(yīng)。噪聲嚴(yán)重干擾醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)行。

2 供電網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)的分析

公共供電網(wǎng)絡(luò)的最低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)管理法規(guī)保證，網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制由供電部門負(fù)責(zé)。醫(yī)院局域供電網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量監(jiān)控是在市供電部門的指導(dǎo)下由醫(yī)院配電部門共同負(fù)責(zé)。醫(yī)院還承擔(dān)的責(zé)任：一方面，醫(yī)院電力部門要對(duì)市供電進(jìn)入醫(yī)院前的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)醫(yī)院用電設(shè)備的用電情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證其運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)公共供電網(wǎng)絡(luò)造成污染。另一方面，要對(duì)醫(yī)院供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面監(jiān)控，保障每臺(tái)醫(yī)療設(shè)備的電能也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要保證每臺(tái)用電設(shè)備在運(yùn)行期間不會(huì)對(duì)醫(yī)院二能網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)污染。醫(yī)療設(shè)備作用特殊，對(duì)其電能供應(yīng)質(zhì)量的監(jiān)控主要由醫(yī)療設(shè)備技術(shù)部門負(fù)責(zé)。醫(yī)療設(shè)備技術(shù)部門根據(jù)實(shí)際狀況，要求配電部門對(duì)醫(yī)療設(shè)備電能供應(yīng)質(zhì)量進(jìn)行必要的控制。

2.1 供電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建立

醫(yī)療設(shè)備種類繁多，數(shù)量極大，規(guī)格大小和用電規(guī)模千差萬(wàn)別。精密電子儀器，特別是數(shù)字式儀器要求醫(yī)院供電網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量極高，如果每臺(tái)（套）都配備電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)工具，醫(yī)療設(shè)備電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的成本將非常高，工作量將非常大，普通醫(yī)療部門無(wú)法承受。所以，可將用電屬性（容性或感性）、規(guī)模相近、規(guī)格相似等對(duì)電能影響略同的醫(yī)療設(shè)備集中歸屬同一相電源上統(tǒng)一進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)。由于大型電動(dòng)設(shè)備在啟動(dòng)或停止瞬間對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的影響和污染非常嚴(yán)重，干擾同線路其它醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)行。也可將大型設(shè)備的供電進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)測(cè)。還可將供電網(wǎng)絡(luò)各級(jí)變電端點(diǎn)及各個(gè)供電支路和大型設(shè)備電能質(zhì)量進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)，集中分析，構(gòu)成了醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備電能供應(yīng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)[5]。

2.2 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)職能

對(duì)大型電器設(shè)備用電情況進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)測(cè)，不僅能夠發(fā)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量對(duì)正常運(yùn)行的大型設(shè)備的影響，而且能夠發(fā)現(xiàn)大型設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量的影響，便于分清故障。各個(gè)端點(diǎn)，不僅能夠在供電質(zhì)量劣化時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、提前控制，避免帶來(lái)嚴(yán)重后果，而且能夠記錄原始數(shù)據(jù)和信息，特別是對(duì)事故的分析提供參考證據(jù)，明確責(zé)任。

3 醫(yī)院供電電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的討論

醫(yī)療設(shè)備電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)研究分硬件與軟件兩個(gè)方面：軟件是指對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的規(guī)程、方法。軟件的研究主要是通過(guò)對(duì)影響醫(yī)療設(shè)備正常運(yùn)行的電能質(zhì)量缺陷等諸多方面的研究，確定對(duì)醫(yī)院電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，通過(guò)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目參數(shù)性質(zhì)的研究，確定這些項(xiàng)目數(shù)據(jù)的測(cè)量方法、操作規(guī)程、數(shù)據(jù)分析和檢測(cè)結(jié)果；硬件主要為醫(yī)療設(shè)備供電電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)規(guī)程和方法的實(shí)施提供的儀器。

目前由于沒有硬件的支持，而且是初級(jí)階段：我們按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、評(píng)估與處理，配合市供電部門對(duì)醫(yī)院局域電網(wǎng)的調(diào)試和維護(hù)；我們對(duì)醫(yī)療設(shè)備電能質(zhì)量的控制，主要局限于醫(yī)院電能質(zhì)量常見問(wèn)題，如電壓偏差（高或低）、電壓波動(dòng)、三相電壓不平對(duì)稱、電能的容性和感性等幾個(gè)內(nèi)容作為電能質(zhì)量監(jiān)控項(xiàng)目。電能的感性與容性的問(wèn)題，普通電能感性與容性的相位差為0度時(shí)，即沒有滯后或超前時(shí)為理想電能質(zhì)量，但由于發(fā)電、輸送、分流——直至用戶用電器設(shè)備等都會(huì)影響電能質(zhì)量變化。因此，不可能有理想質(zhì)量電能，只能盡可能的逼近理想電能值，一般電器要求電容補(bǔ)償達(dá)到92%～95%就可以了，而對(duì)于大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備的儀器，精密等級(jí)高，要求在95%以上，并且要求相對(duì)穩(wěn)定，這樣給市供電部門、醫(yī)院配電管理部門和醫(yī)院供電技術(shù)付與更高的要求[6]。

4 結(jié) 論

對(duì)于其硬件還在研發(fā)階段，目前已經(jīng)生產(chǎn)出通用的電能質(zhì)量檢定儀，并廣泛應(yīng)用于公共供電網(wǎng)絡(luò)電能監(jiān)測(cè)的每個(gè)環(huán)節(jié)，但是通用電能質(zhì)量檢定儀檢定的參數(shù)專業(yè)不同，要求不一樣，規(guī)模與功率很大，檢定儀的造價(jià)普遍較高，多數(shù)沒有針對(duì)醫(yī)療設(shè)備電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，不適用于醫(yī)院供電網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)要求。由于醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備電能質(zhì)量監(jiān)控對(duì)醫(yī)院醫(yī)療安全起關(guān)鍵性的影響，開展醫(yī)療設(shè)備電能質(zhì)量監(jiān)控研究具有深遠(yuǎn)意義，同時(shí)滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)需要，所以非常迫切開發(fā)出一套性價(jià)比高，具備有線或無(wú)線聯(lián)網(wǎng)功能，能夠?qū)嵤z測(cè)、記錄醫(yī)院供電網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量缺陷并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，適用于醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備電能供應(yīng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)監(jiān)控儀。

[1]湯黎明,吳敏,于春華.醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制體系建立的探討[J].解放軍醫(yī)院管理雜志,2008,15(1)：31-33.

[2]湯黎明,戚仕濤,全青英.醫(yī)院供電質(zhì)量對(duì)醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量保證的影響[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2009,22(8)：847-850.

[3]GB/T15543-2008.電能質(zhì)量：5-相電壓允許不平衡度[S].2008.

[4]GB/T12325-2003.電能質(zhì)量：供電電壓允許偏差[S].2003.

[5]GB/T15945-1995.電能質(zhì)量：電力系統(tǒng)頻率允許偏差[S].1995.

[6]GB/T14549-93.電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波[S].1993.