醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)常見故障的處理

一、概述

隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院的廣泛應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)病人和醫(yī)生已經(jīng)深陷電子儀器和設(shè)備的包圍之中，漏電流對(duì)病人構(gòu)成的潛在威脅也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以前，尤其是病人在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下，各種電極、傳感器直接插入病人體內(nèi)，如有極其微弱的漏電流直接流過病人的心臟，就會(huì)導(dǎo)致病人觸電身亡。

目前，我國大多數(shù)醫(yī)院配電系統(tǒng)仍然采用TN-S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，使斷路器或熔斷器等過電流保護(hù)裝置動(dòng)作，造成房間停電。顯然TN-S系統(tǒng)不能滿足醫(yī)院中一些重要場(chǎng)所對(duì)不間斷供電的實(shí)用要求。故醫(yī)院2類場(chǎng)所：如中心手術(shù)部的所有手術(shù)室；所有CU病房（包括ICU，CCU，NICU，PICU，SICU等）和心臟導(dǎo)管介入室等，應(yīng)當(dāng)采用醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)供電。

二、什么是醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)

I表示電源側(cè)沒有工作接地或經(jīng)過高阻抗接地； T表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。IT系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí)，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場(chǎng)所，或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方，醫(yī)院的手術(shù)室和ICU室等二類場(chǎng)所必須采用IT系統(tǒng)。采用醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)，即電源中性點(diǎn)不接地，一旦設(shè)備漏電，單相對(duì)地漏電電流很小，不會(huì)破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)安全、可靠。

醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)，簡(jiǎn)單說就是隔離變壓器和絕緣監(jiān)視儀以及報(bào)警單元（還包括電流互感器等配件）組合在一起。供電原理很簡(jiǎn)單，說白了就是利用隔離變壓器把TN-S系統(tǒng)變成不接地的IT系統(tǒng)，實(shí)際上一個(gè)隔離變壓器就能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的功能，但考慮到系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，才會(huì)配備絕緣監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整體的絕緣水平。

三、醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的必要性

1.IT系統(tǒng)因降低了接觸電壓和電網(wǎng)對(duì)地漏電流（有效控制對(duì)心臟的直接漏電流），故人身觸電后危險(xiǎn)被降到最小程度；

眾所周知，當(dāng)用電設(shè)備對(duì)人體心臟直接漏電大于10uA時(shí)，會(huì)造成對(duì)病人的微電擊擊傷事故。而在一般通用建筑中所采用的RCD、ELCB等對(duì)地漏電保護(hù)開關(guān)，其動(dòng)作響應(yīng)值是mA級(jí)（如：30mA），遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需要。

因此，現(xiàn)在國際上對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室、ICU、CCU等重要場(chǎng)所通常采用局部“中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)”（即“IT系統(tǒng)”或稱“隔離電源系統(tǒng)”）供電。通過單相3KVA-10KVA的隔離變壓器給這些場(chǎng)所供電，首先可以防止其它供電回路中的漏電流通過接地線竄入手術(shù)室、ICU、CCU的醫(yī)療電氣設(shè)備上對(duì)病人的安全構(gòu)成威脅；另外，一旦隔離電源上所接的負(fù)載（如各種醫(yī)療電氣設(shè)備）出現(xiàn)對(duì)地故障，因?qū)Φ夭荒軜?gòu)成回路，只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流，極大地保護(hù)了病人免遭漏電流的傷害。

2.當(dāng)電網(wǎng)負(fù)載端出現(xiàn)第一個(gè)絕緣故障點(diǎn)時(shí)，不會(huì)引起電源空開動(dòng)作（跳閘），保證了供電的連續(xù)性；

在醫(yī)療領(lǐng)域，某些場(chǎng)所對(duì)供電持續(xù)性要求很高，故設(shè)計(jì)成兩路（甚至三路）電源（接地供電系統(tǒng)）自動(dòng)切換，以保證這些特殊場(chǎng)所的供電連續(xù)性。但如果在負(fù)載端出現(xiàn)相對(duì)絕緣故障時(shí)，故障電流將經(jīng)過電源中性點(diǎn)對(duì)地構(gòu)成回路，從而形成一個(gè)較大的故障電流，使上一級(jí)空開或熔斷器動(dòng)作，最終導(dǎo)致供電中斷。而如果在這些特殊場(chǎng)所局部采用IT配電系統(tǒng)時(shí)，因其電源中性點(diǎn)不接地，當(dāng)負(fù)載端出現(xiàn)第一點(diǎn)相對(duì)地絕緣故障時(shí)，因其對(duì)地不能構(gòu)成回路，只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很小的容性漏電流，對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生危害，同時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致空開動(dòng)作，從而保證了手術(shù)室供電的連接性。

3.降低了對(duì)地漏電流，故提高了防火安全性。

四、醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)常見故障處理

①絕緣故障：

在實(shí)際應(yīng)用中，IT系統(tǒng)一般與TN-S系統(tǒng)通過隔離變壓器進(jìn)行隔離。在正常情況下系統(tǒng)中僅存在線路對(duì)地電容的微小漏電流。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生第一次單相接地故障時(shí)，由于這個(gè)電流值非常小，不會(huì)造成人身電擊或者其它事故，也不會(huì)切斷電源，保證了系統(tǒng)供電的連續(xù)性。但是如果不及時(shí)排除故障當(dāng)另一相同時(shí)發(fā)生接地故障時(shí)，相當(dāng)于形成相間短路，使過電流保護(hù)裝置動(dòng)作，引起供電的中斷，這對(duì)于重要的供電場(chǎng)所來說是不允許的。為了防止上述短路故障的發(fā)生，IT系統(tǒng)必須設(shè)置絕緣監(jiān)視儀，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)，絕緣監(jiān)視儀發(fā)現(xiàn)接地故障，并通過報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通常是聲光報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員在發(fā)生異相接地故障前及時(shí)排除故障，消除隱患，從而有效地保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性。通常的解決方法是逐個(gè)斷開負(fù)載設(shè)備或開關(guān)回路的方法來查找故障設(shè)備或回路。

為方便快速查找故障回路，可以在IT系統(tǒng)中加裝絕緣故障評(píng)估儀，以實(shí)現(xiàn)在線查找絕緣故障。當(dāng)絕緣監(jiān)視儀檢測(cè)到絕緣故障時(shí)，給絕緣故障評(píng)估儀一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，評(píng)估儀開始逐路檢測(cè)，最終找到并指示故障回路的位置，這樣就極大地方便了工作人員進(jìn)行故障排除。在CU病房（包括ICU，CCU，NICU，PICU，SICU等）這種24小時(shí)不間斷工作的場(chǎng)所，非常適宜采用絕緣故障定位系統(tǒng)。

②變壓器過負(fù)荷和超溫：

為了保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性，《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》GB16895.24-2005/IEC60364-7-710：2002中規(guī)定IT系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)視儀必須同時(shí)還具有變壓器負(fù)荷和溫度監(jiān)測(cè)功能。

由于隔離變壓器負(fù)載設(shè)備過多，可導(dǎo)致隔離變壓器過負(fù)荷工作，長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷工作將降低設(shè)備的使用壽命和安全性。絕緣監(jiān)視儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的負(fù)荷狀態(tài)，當(dāng)其負(fù)荷過高時(shí)，報(bào)警單元將有相應(yīng)的過負(fù)荷報(bào)警信號(hào)，以提醒相關(guān)人員及時(shí)處理。通常的解決方法是采用減少IT系統(tǒng)內(nèi)不是必須使用的負(fù)載設(shè)備。

由于隔離變壓器持續(xù)不斷地工作，如果其安裝環(huán)境通風(fēng)不好或系統(tǒng)內(nèi)負(fù)載設(shè)備過多，都可能導(dǎo)致變壓器溫度過高。絕緣監(jiān)視儀實(shí)時(shí)檢測(cè)變壓器的溫度狀態(tài)，當(dāng)其溫度過高時(shí)，報(bào)警單元將有相應(yīng)的溫度報(bào)警信號(hào)，以提醒相關(guān)人員及時(shí)處理。通常的解決方法是改善變壓器的通風(fēng)散熱狀況或減少當(dāng)前不是必須使用的負(fù)載設(shè)備。

③接線監(jiān)視功能：

主要的接線監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：

-與PE線的連接監(jiān)視

-與電流互感器的連接監(jiān)視

-與溫度傳感器的連接監(jiān)視

當(dāng)出現(xiàn)連接故障時(shí)，報(bào)警單元將有相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，以提醒相關(guān)人員及時(shí)處理。通常的解決方法是檢查相應(yīng)的連接線是否斷開或檢查相應(yīng)的接線端子是否松動(dòng)。

④儀器內(nèi)部故障

當(dāng)出現(xiàn)儀器內(nèi)部故障時(shí)，與廠家技術(shù)部溝通聯(lián)系解決。

五、結(jié)束語

隨著人民生活水平的不斷提高，涉及人身安全的醫(yī)療場(chǎng)所的電氣設(shè)計(jì)，將會(huì)要求越來越高，越來越完善。帶有絕緣監(jiān)測(cè)的醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)能夠?yàn)獒t(yī)療場(chǎng)所提供安全、可靠、連續(xù)的供電，這是其它電源系統(tǒng)無法媲美的。隨著我國國力的不斷增強(qiáng)，醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的不斷發(fā)展，隨著人們對(duì)醫(yī)用隔離電源（IT）系統(tǒng)的充分認(rèn)識(shí)，其將得到越來越廣泛的應(yīng)用。