醫(yī)院電氣自動化設計的相關分析

方立志

摘要：隨著我國醫(yī)療技術的進步，我國醫(yī)院的自動化程度不斷提高，因此電氣自動化設計起著更為重要的作用。本文首先分析了醫(yī)院電氣設計工作存在的問題與不足，然后介紹了供電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、照明設計、安全設計，最后提出了電氣自動化設計在醫(yī)院的應用，希望能為相關人員提供一定的參考。

關鍵詞：醫(yī)院;電氣自動化設計;設計要點

前言：隨著醫(yī)療體制改革的深化，我國醫(yī)療行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。一方面，人們對醫(yī)療設施的安全、舒適提出了越來越高的要求。另一方面，隨著科學技術的發(fā)展，醫(yī)院的醫(yī)療設備也在逐步增加。在這種形勢下，有必要對醫(yī)院各類設備進行全面管理，通過綠色、節(jié)能、高效的電氣設計，提高醫(yī)院設備的信息化、智能化水平，滿足醫(yī)院發(fā)展的需要。本文做了一個簡單的分析。

1當前醫(yī)院電氣設計工作存在的問題與不足

盡管我國已經在醫(yī)院電氣自動化設計工作方面累積了不少經驗，并探討、制訂出了相關的醫(yī)院電氣自動化設計標準，不過在實踐過程中還面臨著若干問題，阻礙了我國對電氣自動化設計工作的進一步精進。例如，許多醫(yī)院很重視硬件設備的配備，可是對于電氣自動化設計工作卻多有忽視，從而造成線路負荷無法承擔設備的供電要求，或者電氣設計的標準不合理，供電速度不夠平穩(wěn)。國家已在2014年頒布施行了《醫(yī)療建筑電力設計規(guī)范》，為醫(yī)院電氣自動化設計提出了可借鑒的根據。但在實際工程中，由于院內的電力設備類型多種多樣，電力設備的容量差別也較大，一些關于電力負荷的數據計算公式使用不當，或者計量數據并不精確，這樣就很容易在運用電氣設備時發(fā)生故障，而且我國醫(yī)院設備中不乏體型很大的電氣設備，如果設備故障，其所產生的危害也將非常重大，甚至會對醫(yī)務人員和病患造成人體的安全危險，損失將無法衡量。醫(yī)療電氣設備的自動化進展得非常快速，這是行業(yè)優(yōu)勢，但同樣專業(yè)的電氣設計、策劃、建筑施工的能力不足，更是需要解決的問題，特別是在電氣自動化設計工作方面，由于醫(yī)院的劃分區(qū)域、功能等錯綜復雜，一旦設計人員對流程、操作缺乏細致的認識，就無法進行合理的電氣自動化設計工作，這將對今后醫(yī)療安全用電問題埋下重大隱患，同樣也不利我國醫(yī)院的建設發(fā)展。

2醫(yī)院電氣自動化設計的要點分析

2.1供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)按照醫(yī)療設備負荷性質來判斷，通常要求三甲公立醫(yī)院使用10kV電纜雙電源供電，并自帶柴油發(fā)電機組，重要設備則通過UPS電源系統(tǒng)。而我國的二級公立醫(yī)院一般采用10kV電纜雙路供電系統(tǒng)或一路10kV專項供電系統(tǒng)。因為在醫(yī)院里有著許多的重要負載的設備，而且這些設備數量龐大，所以基于末端采用UPS電源系統(tǒng)，對UPS的設置形式也必須加以充分考慮，在一般情形下UPS的設置方法主要有分散設置和集中設置二類，分散設置主要適用于較重要負荷，因為這樣的布置方法十分靈活，所涉及的故障面較小，但是由于設備安裝的位置相對分散，后期維修的工作量較大，給維修工作造成了較大的負擔。集中設置是在機房內設有多個UPS，這樣就可以減小UPS的配置容量，而且維修相對簡單，不過由于集中設置UPS機房對承載性建筑有很大的需求，同時在機房內向不同電力負載下敷設線路的成本也要考慮進來，因此需要按照設備要求和科室功能分區(qū)加以配置。

2.2配電系統(tǒng)

由于目前醫(yī)療中的醫(yī)用設施在整體系統(tǒng)中的用電負擔并沒有很多，主要在于當前相關醫(yī)用設施的總體技術水平還沒有發(fā)揮到相當高，與一些國家相比還具有相當差距，就目前的發(fā)展情況而言，一天中的用電高峰時期中，一些空調以及照明設備的用電需求比較小，同時全日制門診中的醫(yī)療所占面積較小，而其中占據面積較大的就是醫(yī)院中的護理部門，其用電量也比較低。因此與一般的功能性居住建筑物不同，在醫(yī)療中的照明標準通常會比一般商業(yè)樓和寫字樓的標準都要低，由于供電設施較多，因此醫(yī)療供電負荷較小，同時大型設備實際運行需求系數并不是太高。醫(yī)療中的供電設計一般都會采用10KV的電路進行供電，在低壓系統(tǒng)當中，一般建議采用下面的一些形式進行建設，其一是由于醫(yī)療中的數字檢影或圖像裝置中的設備壓降較大，因此對電壓的要求也比較高，因此需要對其單獨設置一個變壓器。其次動力負荷屬于一個低壓性質的系統(tǒng)，比如空調等電壓波動很大的裝置，就需要專門選擇適當的變壓器電源。最后，將調壓變壓器設置在電流波形變化較大的系統(tǒng)當中，將柴油發(fā)電系統(tǒng)當作應急發(fā)電源，重要設備配置單獨USP電源。因為醫(yī)院內的設施功率、設備設置位置等多種多樣，所以電氣設計要具備針對性。比如，手術室是醫(yī)療中的第一負載地點，不但要有二路電源，還需要設置柴油發(fā)電機備用供電，手術室的電能直接來自變配電所的專線電源，而且由于各變配電所之間能夠自行轉換電流，各手術室的專線應該分別鋪設，并進行線路保護，在潔凈手術室還要設有配電柜，位于非潔凈區(qū)域內，且總負載應超過8kV。而急診室、化驗室、檢驗機構等科室對醫(yī)療設施對電流的穩(wěn)定性也有所需求，都應設置電源穩(wěn)壓裝置。放射科的X光室、CT室、ECT室的供電電源應分別設置，且各自為單獨，并有專用回路，各科室還應設置穩(wěn)壓裝置，特殊設備還需配置精密電源，同時也要配備適當的配電柜。

2.3照明設計

病房、診室和檢查室等環(huán)境中的燈光也可以選用高顯色燈光，其光源的色溫大概在3300至5300左右，而病房中燈光的色溫應小于3300，預防病人患者因為病房中的光源過于刺眼而產生一種暈眩的現象。在高級病房中，應該設計成一種間接照明的形式，并且保證病房的照明度足夠。在每個病房中的照明量度低于2000，并保證每個病床都有配置一燈，在活動區(qū)域中使用一般的照明即可。在一般病區(qū)中床頭部位，還需要設計為床頭照明供電插口、控制信號和開關電源等，在一般病區(qū)中設有二至三種供電插口，在監(jiān)護室病區(qū)中還可適當增多，精神病房中還需要設置為一種熒光燈。通道中需要設計夜間的燈光控制系統(tǒng)，在疏散門和疏散通道等位置應該設計疏散燈標志。核醫(yī)學掃描室、加速器治療室、X線診斷室等地方，都必須設計好相關的安全標志，并且安裝在醒目的位置，還要設計能夠自動斷電的電源供電系統(tǒng)。在手術室、血庫、廁所、傳染病院等科室中，一般都會設有帶有紫外線消毒功能的照明燈。走道燈光設計必須充分考慮鄰近房間內的光照協調度，以盡可能減小走道的光照和房間內的光照差距，通常情況下走道的光照必須超過房間內光照的百分之七十。醫(yī)院現在基本已經做到了一床一燈，便于病人自己操作，而不會影響他們的休養(yǎng);病區(qū)還應設有夜間燈光，夜間燈具以雙開關為宜，一端則由護士工作站統(tǒng)一管理，便于護士在夜間巡房，另一端由病人控制，方便病人在夜間活動。

2.4安全防護

在實施醫(yī)療電氣自動化設計時要格外重視設備及用電控制系統(tǒng)的健康運行可靠性，這直接地關乎著病患者生命安全，所以對電氣設備的連接設計也要格外注意。按照國家相關法規(guī)，針對院內的醫(yī)療設施也應該采取屏蔽接地、防靜電接地等措施，醫(yī)用設施也需要有獨立的接地極，但其實在實際使用中這些獨立的接地極無法實現充分與建筑、地面絕緣，而且如果絕緣體系發(fā)生了故障，醫(yī)用等電位和電力防護體系中的等電位出現了偏移，則極易對病人健康產生危害。在醫(yī)院的高低壓配電系統(tǒng)中還需要設有滲漏保護裝置，可以用來預防觸電發(fā)生以及滲漏后可能會導致的電器火災以及設備的損害，但也不要全部依靠滲漏保護器，因為平時的工作都應該以預防為主，要通過其他的保護措施避免觸電以及對設備損害的現象發(fā)生。而根據醫(yī)院電氣設計的特點，也需要科學、合理、規(guī)范的設置滲漏防護器，例如在醫(yī)院里的胸腹引流、心跳術后、腎透析、嚴重疾病監(jiān)視等，對這些心跳、身體重要防護區(qū)域內的電力回路也需要設有滲漏防護器，或者做好線路絕緣保護措施，以及設有負荷監(jiān)測設備等，以確保供電的安全性。在現實使用中，滲漏防護開關經常會用在一般的插座電路中，因為一個電路可能會有多個電器同時工作，在這個情形下使用較大動作電流的滲漏防護開關會比較安全，能夠保障正常供電。所以，防雷防接地保護、電氣設備等的防護連接是無法分別設定的。所以，和人身有接觸的醫(yī)療設施也是無法分別連接的。但對有大電流接觸的醫(yī)療裝置的設備連接時，應采取就地連接，同時也要避免連接線路過長。對較靈敏的電氣設備，使用SPD可降低雷電對其的危害。在醫(yī)院電氣設計中，對防雷設備連接、電力系統(tǒng)運行與設備維護的連接，可采取公用連接線路

3電氣自動化系統(tǒng)的應用

3.1醫(yī)院的火災報警系統(tǒng)

火災報警系統(tǒng)主要是控制中心和聯動控制報警系統(tǒng)。在探測器的選擇過程中，大間距的情況下盡量選擇紅外煙束的探測器。溫度探測器應用煙霧較大的場所，比如實驗室、辦公室、倉庫、走廊、住院病人和其他有大量煙霧的場所。在激光皮膚治療、性病?？浦委煹忍厥忾T診室應選用點式感煙探測器。選擇低靈敏度溫度探測器或感煙探測器，放射可選擇具有輻射防護功能的探測器和金屬外殼探測器，選擇控制模式和報警模式，應在醫(yī)院所有區(qū)域的報警按鈕和探測器中提供適當的聲光信號。對于重要的醫(yī)療設備倉庫，應根據不同設備的不同性能特點設計報警探測器，應在現場進行自動或手動控制。在正常操作條件下，相關操作人員必須手動操作，控制中心可顯示不同的監(jiān)控狀態(tài)。

3.2故障診斷技術應用

根據前面的案例分析，由于醫(yī)院機械設備正常工作持續(xù)時間長、負荷大等多種因素的直接影響，在各大醫(yī)院電氣工程的實際日常運行中，電氣工程經常出現各種安全隱患。而大多數電氣設備往往具有不穩(wěn)定、復雜等基本特點，其早期故障危險診斷的準確率往往較低，這嚴重直接影響了電氣系統(tǒng)的正常工作。因此自動化設計的廣泛應用充分解決了上述問題，有效地提高了電氣設備故障診斷的準確性和安全性。例如，在各種電氣技術的具體應用中，各種電氣設備的故障跡象僅僅只是依靠工作人員的肉眼觀察，這不能及時做出準確的判斷。利用自動化設計技術的巨大優(yōu)勢，可以準確分析造成電氣設備早期故障的根本原因和主要原因，便于及時有效消除工作人員間的安全隱患。此外，有關技術人員詳細檢查記錄電氣設備故障的各種信息，為今后進行電氣設備及其他類似潛在電氣故障的檢查和維護工作提供實用的專業(yè)參考技術依據，全面提高安全性。

3.3優(yōu)化設計技術

在從事電氣自動化系統(tǒng)研究階段，電氣工程非常重要。它不僅具有固定性和復雜性的技術特點，還包括集成電路、磁力和其他相關領域的基礎知識。經過調查，傳統(tǒng)電氣設計在過去一直是將自身設計經驗與實際操作有效的相結合，手工設計在電氣設計中不僅設計效率低下，而且工作質量往往無法及時得到有效保證。隨著電氣自動化設計技術的廣泛應用和不斷普及，它逐漸完全取代了以往的手動設計，不僅大大縮短了設計工作時間，而且有效地提高了相關電氣設備的質量，該電氣設計方案完全徹底突破了以往技術傳統(tǒng)的設計界限，具有一定的技術實用性和優(yōu)勢。此外，相關電氣設計工作人員們還可以在技術上合理設計調整電氣設計中的參數，為電氣設計方案的最佳工作狀態(tài)實現提供有利的保證。

結束語：

綜上所述，隨著我國經濟和科學技術的發(fā)展，電氣自動化設計在醫(yī)院將發(fā)揮越來越重要的作用。醫(yī)院電氣自動化設計是一項復雜的系統(tǒng)工程，必須綜合考慮多種因素。根據醫(yī)院各科室的需要和醫(yī)療器械的用電需求，進行具體設計，確保醫(yī)療器械的正常運行和醫(yī)院供電的穩(wěn)定性和安全性，為患者提供優(yōu)質的醫(yī)療環(huán)境。為了有效地提高醫(yī)院的安全性、效率和舒適性，有必要加強對醫(yī)院電氣自動化設計的研究。通過先進的電氣設計提升醫(yī)院的服務水平，讓醫(yī)院朝著更加人性化的方向發(fā)展。

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