医疗场所漏电保护与接地设计

【摘要】在医疗场所内，对供电的可靠性和安全性要求要比一般场所高，中性点通过阻抗接地系统（即，IT系统）可以实现高可靠性和安全性的配电系统。本文介绍了医疗IT系统的概念、使用及其特征，分析了医疗电气场所中IT系统的漏电保护，总结了医疗场所IT系统的接地方式，旨在为同行提供参考。

【关键词】电气安全；医疗IT系统；漏电保护；接地设计

引言

随着科学技术的飞速发展，现代医疗越来越多采用电气和电子设备来帮助诊冶患者。如何保证医疗电气设备的可靠运行，如何保护医院的病人以及医护人员不受漏电事故的伤害已经变得非常重要，已经受到了国内外专家和医生们的普遍关注。许多国家和国际标准都对医疗领域，尤其是那些生命攸关的场所，如手术室﹑重症监护室﹑心脏监护室等处的医用配电系统做出了特殊规定，其目的就是保证为该场所内的医疗电气设备提供一个安全可靠的电源，以确保医生和病人的安全。

1医疗IT系统

IT系统（中性点通过阻抗接地系统）的电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而用户端的电气设备金属外壳采用保护接地，所以IT系统又称为中性点通过阻抗接地系统。其供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、医院的手术室或者地下矿井等。运用IT系统方式供电，即电源中性点不接地，一旦电气设备漏电，其对地漏电流仅为很小的电容电流，不会破坏电源电压的平衡，因此比中性点接地的系统更加安全。

医用IT系统也称为亦称医用隔离电源系统，根据国际电工协会（IEC）有关规定，医用IT系统需要包括绝缘监视仪、隔离变压器、变压器负载和温度监视设备、外接报警显示设备，因此许多国际与国家标准认定，使用医用IT系统是医疗场所供电安全可靠的关键。因此，这对电气安全设计也提出了特殊的要求，尤其是那些生命攸关的场所，如外科手术室、重症监护室等地均需安装医用IT系统，其目的就是为了保证对该场所内的医疗电气装置提供一个安全可靠的电源，以确保病人的安全。

2医疗电气场所中IT系统的漏电保护

2.1IT系统的使用及其特征

中性点接地的配电系统已经是众所周知了，但是很多人都不知道如何使用与地绝缘的IT系统。每个不接地系统都是独立，每个系统都有自己的变压器和发电机或者电池。不接地系统常用于对火灾安全和意外防护要求很高的操作场所。因此，在某些场所，IT系统是强制使用的。IT系统也可以用于其他场所，例如：额定电压达到1000V的电力装置，医院的手术室、麻醉室、急疹室以及重症监护病房，公共设施的紧急照明，露天开采或者地下采矿等等其他场所。下列是使用IT系统的优势的应用实例：（1）在IT系统中，绝缘监视设备保持系统有较高的可靠性；（2）导体完全可以与地短路而不需要复杂的操作；（3）通过连续不断监视电气设备的绝缘状态来指示专业人员进行定期维护；（4）离线系统监视；（5）直流系统监视；（6）在发生部分或者完全绝缘故障的情况下，控制整个系统的正常操作。

2.2医疗电气场所的漏电保护

漏电流在每个电气装置中都或多或少的存在。漏电流是由两部分组成-容性漏电流和阻性漏电流。容性漏电流的形成是由于空间上任意两个导体在它们之间存在一定数量的电容。如果在它们之间使用交流系统，会检测到有大量电流流过。在相关的电气装置中，电流主要是从EMC滤波器中的电容开始上升，并且在一次绕组、铁芯以及外壳和电流互感器的二次绕组之间也存在电流上升，同样的，在导体和地之间电流也会上升。

在IT不接地系统中，从隔离变压器的次级引出IT系统的电源，以防止产生接地故障电流。这与应用“隔离应用部分”或“患者隔离”相反的，来排除通过患者身体的电流。虽然这两个概念是不同的，但是它们是互补的，并且在的患者环境中结合了两种结果。这两种概念都被设计用于避免高于10A的电流通过心脏。在隔离变压器的概念中，我们假设电极的外端尾部或者导管可能有意地或无意地接地。假设这样一个案例，在输液管和患者皮肤间有一个低于50Ω的电气电阻，如果电流小于10A，那样就可能限制在输液管端子和任何其他表面或者在患者附近的仪器之间的电压小于5mV。

3医疗场所IT系统的接地

3.1接地系统的选用

医院的医疗场所和与其关联的场所内不允许采用TN-C接地系统，通常采用TN-S可避免以上这些问题，而在手术室局部范围内应采用IT系统。一般电击情况下，带电导体与人体皮肤接触，仅有很少部分通过心脏，所以通过人体总电流不超过30A，就不会因发生心室纤颤而导致死亡。如果电流直接全部通过心脏，电流超过50A就有心室纤颤的危险而导致死亡。IEC标准规定：医疗设备允许通过患者心脏的漏电电流正常状态为10A以下，单一故障状态为50A以下，相应地手术室内电位正常时为10mV，单一故障状态为50mV。所以对特殊的医疗设备不宜采用漏电电流动作保护，而应采取防止微电击的保护措施，即采用医疗IT系统。

3.2局部辅助等电位联结

医院内的胸部手术室，心血管X线造影室，心脏手术室及检查室等，应具有严格的防电击保护措施。这仅靠带绝缘监视的IT系统是不够的，还应辅以局部辅助等电位联结，使保护区内所有可导电部分都处于同一电位。同时，绝缘监视仪监视并测量隔离电源相对地的绝缘阻值，在绝缘监视仪的测量回路中，大地为PE线，即等电位接地线。如果系统中缺少等电位接地线，那么负载端出现的对地故障电流就不能对绝缘监视仪的测量回路构成回路，将影响绝缘监视仪的响应灵敏度。只有这样才能保证供电的安全可靠性，防止心脏手术及检查中发生的电击和微电击。

为防止电击和微电击应采取辅助等电位联接，联接部件应包括室内给水管，金属窗框，病床的金属框架及患者可能在2.5m内直接或间接触及到的各部分金属部件。用于上述部件进行等电位联结的保护线阻值，应使上述金属导体相互间的电位差小于10mV。可在房间墙上设置等电位联结箱，箱内的等电位联结板与等电位联结干线相连接。IT系统内的局部等电位联结不应与TN系统的PE线有任何通路联结，此条在医疗IT系统专业厂家的技术样本中也无明确要求。

具体辅助等电位联结可按照《民规》（JGJ16-2008）12.8.10的规定执行。规范规定，在1类和2类医疗场所内，应安装辅助等电位联结导体，并应将其连接到位于“患者区域”内的等电位联结母线上，实现下列部分之间的等电位：（1）保护导体；（2）外界可导电部分；（3）抗电磁干扰的屏蔽物；（4）导电地板网络；（5）隔离变压器的金属屏蔽层。在实际施工时，在配电箱内设置PE保护接地母排，PA辅助等电位接线母排可设置于该配电箱内或其邻近，两个接线排相互独立。

4结束语

医疗2类电气场所为手术室、重症监护室、心脏监护室等危重病人所在的场所。IEC标准规定在2类医疗电气场所用于维持生命的、外科手术的和其他接触患者体内的医疗电气设备和系统的供电回路必须采用IT供电系统。在设计过程中，应推广采用先进技术，体现“以人为本、安全第一”的设计理念，为患者和医护人员提供一个技术先进、功能齐全、安全可靠的医疗环境。

参考文献：

[1]谢联文.IT配电系统单相接地故障分析[J].电气应用.，2008（7）.

[2]张健，李刚.医用IT系统在医院2类场所中的应用[J].建筑电气，2006（4）.