醫(yī)院制氧機房電氣設(shè)計探討

陳興忠

（中國中元國際工程有限公司，北京100089）

0 引言

O2是醫(yī)療救護過程中的必備氣源，隨著醫(yī)院建設(shè)規(guī)模的擴大，對O2的需求也越來越大，很多醫(yī)院都建設(shè)制氧機房來滿足醫(yī)院的使用需求，而如何保證制氧機房安全可靠的運行則是設(shè)計人員必須要思考的問題，本文針對制氧機房的電氣設(shè)計進行分析，主要包括電源設(shè)計、線纜選擇及敷設(shè)、照明設(shè)計及接地設(shè)計。

1 電源設(shè)計

根據(jù)JGJ 312-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第4.2.2條：醫(yī)用氣體供應(yīng)系統(tǒng)中的真空泵、壓縮機、制氧機等設(shè)備負(fù)荷等級及其控制與報警系統(tǒng)負(fù)荷等級應(yīng)為一級；第3.0.2條：制氧機房為0類場所，自動回復(fù)供電時間要求為0.5s～15s。制氧機房應(yīng)采用兩路電源供電，并在制氧機房內(nèi)互投，當(dāng)醫(yī)院設(shè)有柴油發(fā)電機時，應(yīng)由柴油發(fā)電機供電，保證制氧機房的供電安全，典型制氧機房供電系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 典型制氧機房供電系統(tǒng)圖

2 線纜的選擇及敷設(shè)

根據(jù)JGJ 312-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第5.5.1條：醫(yī)療建筑二級以上負(fù)荷的供電回路，控制、檢測、信號回路，醫(yī)療建筑內(nèi)腐蝕、易燃、易爆場所的設(shè)備供電回路，應(yīng)采用銅芯線纜；第5.5.2條：二級及以上醫(yī)院應(yīng)采用低煙、低毒阻燃類線纜，二級以下醫(yī)院宜采用低煙、低毒阻燃類線纜。制氧機房的供電線路及其內(nèi)的線路應(yīng)采用低煙無鹵阻燃線纜。

根據(jù)對已建成醫(yī)院的回訪可知，制氧機一般都是滿負(fù)荷運行，夏季時其機房內(nèi)環(huán)境溫度較高（＞40℃），且制氧機房為火災(zāi)危險場所，因此制氧機的供配電電纜截面應(yīng)適當(dāng)加大，宜大于斷路器長延時脫扣器整定電流的1.25倍（參考GB 50058-2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》第5.4.1條第6款），避免線纜過熱引起火災(zāi)事故。

根據(jù)GB 50030-2013《氧氣站設(shè)計規(guī)范》附錄（參見表1），制氧機房內(nèi)的線纜應(yīng)穿鋼管或沿橋架敷設(shè)，并且與氧氣管道的間距應(yīng)＞0.5m；由于目前的施工水平不高，無法避免橋架敷設(shè)時的電纜機械損傷，電纜宜采用鎧裝電纜，避免電纜外皮損傷后對橋架放電引起的火災(zāi)事故。

制氧機房的配電控制箱宜安裝在配電間或值班控制室內(nèi)，如果安裝在制氧設(shè)備間內(nèi)，配電箱距離制氧機及其管路應(yīng)＞1.5m。

表1 廠區(qū)及車間架空氧氣管道與其他架空管線之間的最小凈距

3 照明設(shè)計

制氧機房為火災(zāi)危險場所，應(yīng)盡量減少房間內(nèi)插座、開關(guān)的數(shù)量，制氧機房內(nèi)的管路較多，很難符合1.5m的安全間距要求，因此開關(guān)宜設(shè)置在控制值班室內(nèi)，插座宜采用防爆型，照明燈具宜采用密閉型。

4 接地設(shè)計

接地按用途可分為功能性接地、保護性接地、電磁兼容性接地；其中，保護性接地按功能分保護接地、雷電防護接地、防靜電接地、陰極保護接地，防靜電接地對制氧機房內(nèi)的管路及院區(qū)內(nèi)的氧氣管路十分重要，用于消除由于管內(nèi)氣流摩擦等產(chǎn)生的靜電，氧氣系統(tǒng)內(nèi)靜電聚集是引發(fā)火災(zāi)事故的重要因素。

筆者參與處理過一起由于電氣原因引起的制氧機房火災(zāi)事故（見圖2），事故發(fā)生后經(jīng)現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)以下問題。

圖2 減壓閥與過濾器

（1）1號配電箱主電源電纜在轉(zhuǎn)彎處有打火燒焦的痕跡，撥開外皮后里面銅芯完好，此處應(yīng)是電纜對橋架放電造成的；1號配電箱的備用電源電纜在強電豎井最上端的轉(zhuǎn)彎處燒焦，撥開外皮后里面A相銅芯已經(jīng)燒斷，應(yīng)是此處發(fā)生了A相與橋架間的單相接地短路，事故時變電所開關(guān)已跳閘，由于電纜均為阻燃電纜，因此電纜本身并沒有引起大的火災(zāi)事故。發(fā)生事故的兩處均為電纜轉(zhuǎn)彎處，電纜的轉(zhuǎn)彎半徑過小，不滿足15D的要求，長時間過熱導(dǎo)致絕緣破損放電引起事故。

（2）機房內(nèi)的管路及設(shè)備外殼未按圖紙要求做等電位連接，管路的連接處未按規(guī)范要求做跨接。

（3）三處起火點有一共同特點是“管路連接處且連接處都有絕緣材料”。過濾器為鋁合金外殼，其主要功能為過濾氧氣中的灰塵，過濾器內(nèi)應(yīng)積有灰塵，過濾器與管路連接為絲扣連接（中間有施工中常用的白色絕緣密封帶），管路帶電后與過濾器之間形成放電，引燃過濾器內(nèi)的灰塵發(fā)生爆炸，把過濾器炸出一個大洞，由于是在純氧環(huán)境下，過濾器繼續(xù)燃燒，直至純氧耗光，火才撲滅。減壓閥與管路之間有橡膠軟墊、制氧機下的軟管為橡膠制品，這兩處火災(zāi)也應(yīng)是金屬管路之間放電，在純氧環(huán)境下引燃橡膠制品。

根據(jù)以上三點分析，本次事故最主要的原因是管路連接處沒有做跨接，使得管路間放電引發(fā)火災(zāi)，但是，電纜短路后，故障電流是如何進入氧氣管路系統(tǒng)的目前還無法下結(jié)論，又由于備用回路短路跳閘與氧氣管路火災(zāi)是同時發(fā)生的，所以，可以確認(rèn)的是，事故電流進入了氧氣管路或者在氧氣管路中感應(yīng)出了靜電。

防靜電接地如何設(shè)計，根據(jù)GB 50030-2013《氧氣站設(shè)計規(guī)范》第11.0.17條氧氣管道應(yīng)設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置，并應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）廠區(qū)架空或地溝敷設(shè)的管道，在分岔處或無分支管道每隔80～100m處，以及與架空電力電纜交叉處應(yīng)設(shè)置接地裝置；（2）進出車間或用戶建筑物處應(yīng)設(shè)置接地裝置；（3）直接埋地敷設(shè)的管道應(yīng)在埋地之前及出地后各接地一次；（4）車間或建筑物內(nèi)部管道應(yīng)與建筑物內(nèi)的靜電接地干線相連接；（5）每對法蘭或螺紋接頭間應(yīng)設(shè)跨接導(dǎo)線，電阻值應(yīng)＜0.03Ω。除滿足上述要求外，建筑物內(nèi)豎井內(nèi)敷設(shè)的氧氣管路應(yīng)在每層設(shè)接地裝置，制氧機房內(nèi)的聚集液氧，液體空氣的各類設(shè)備、氧氣壓縮機、氧氣灌充臺等設(shè)備均應(yīng)設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置。接地裝置及跨接導(dǎo)線的具體做法參見03D501-4《接地裝置安裝》圖集。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合規(guī)范及工程案例探討了制氧機房電氣設(shè)計的要點，主要包括電源設(shè)計、線纜選擇及敷設(shè)、照明設(shè)計、接地設(shè)計中規(guī)范的要求及設(shè)計注意事項，以保證制氧機房電氣設(shè)計的合理性，確保制氧機房的安全運行，保障整個醫(yī)院的正常運營。

［1］JGJ312-2013.醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

［2］GB 50030-2013氧氣站設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2013.

［3］GB 50016-2014建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2015.

［4］GB 50058-2014爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2014.