医院手术室电气设计探讨

医院手术室电气设计探讨
摘要结合工程案例，对医院手术室供配电系统，负荷分级，供电电源，电气安全与接地等电气设计重点作简要分析。

关键词医疗IT系统手术室配电系统安全与接地绝缘检测仪
引言
随着我国社会经济的高速发展，人民生活水平的提高，人们对生活质量要求不断提高。

近年来医院建设飞速发展，医院功能越来越复杂，医疗设备也越来越多，因此对医院设计要求也越来越高。

由于医院建筑的特殊性，无论对供电的可靠性，电能质量要求均提出了更高的要求，而手术室是医院非常重要的组成部分，手术室本身也有原来的普通手术室演变为洁净手术室，使医院手术的硬件环境达到了一个新的水平，本人结合医院设计的工程实例，针对医院手术室电气设计进行探讨。

1工程概况
某医院建筑总面积62444平方米，其中地上建筑面积49401平方米。

由病房综合楼、医技门诊楼、科研后勤楼组成。

为三级甲等综合性医院。

病房综合楼建筑面积为25718平方米，为十九层高层建筑。

手术室设在病房综合楼三层，共7间手术室及其配套用房，包括术前准备、术后苏醒、麻醉准备等用房，ICU重诊监护室设在六层，四层为设备转换层，其中为手术室配套的专用洁净空调设在该层。

2供配电系统
2.1 负荷分级
消防用电（如消火栓泵、喷淋泵、排烟风机、加压风机、火灾自动报警系统、
防火卷帘门应急照明）、消防电梯及消防电梯排水泵、漏电火灾报警系统均为一级负荷。

住院楼中的公共走道照明、计算机系统，安防系统，电子信息设备机房，客梯，排污泵，排水泵、生活水泵用电、手术室的洁净空调用电等为一级负荷。

医院手术室、重诊监护室为一级负荷重特别重要负荷。

一般照明、舒适性空调设备为三级负荷。

2.2 供电电源
根据本工程的特点、负荷分级及当地城市电网的实际供电情况，本工程引入二路10KV独立电源供本建筑群所有负荷供电。

为了保证消防设备、手术室、重诊监护室、智能化管理机房设备、弱电机房设备等重要负荷供电的可靠性，本工程除采用2路市电供电外，还设置1台800kW 柴油发电机为消防及重要负荷供电。

柴油发电机的供电电压等级为0.4kV。

柴油发电机组应处于常备启动状态，当两路市电中断供电时，柴油发电机组应立即启动，并应在15~30S内向消防及重要负荷供电。

柴油发电机组应与市电连锁，不得与其并列运行。

当市电恢复时，柴油发电机组应自动退出工作，并延时停机。

为了避免用电设备的电动机同时启动而造成柴油发电机组熄火停机，用电设备应具有不同延时，错开启动时间。

重要性相同时，先启动容量大的负荷。

自启动机组的操作电源，机组预热系统，燃料油，润滑油，冷却水以及室内环境温度等均应保证机组随时启动。

水源及能源必须具有独立性，不得受市电停电的影响。

为保证柴油发电机与市电，变压器之间不并列运行，各主开关联锁关系如图1所示：
图1各主开关联锁关系图
Fig.1Interlocking relationship of all the main switch
注：“√”表示此开关闭合，“×”表示此开关断开，开关“K3”为电动合闸。

联络时要先断开K1或K2中的一个，K3才能合上。

如取消联络，须先断开K3，K1或K2才能合上。

3. 手术室配电系统
3.1 电击对人体的伤害
众所周知，电流流入人体主要有三种后果。

首先是灼伤，特别是在电流流入和流出人体的地方。

其次是肌肉的麻痹，它可能短暂地使呼吸停止。

第三是电击造成心脏发生心室纤维性颤动，造成心室和心瓣膜的失调，使血液循环停止。

前两种结果会使人感到不适，但很少造成持久性损伤，第三种必须尽快处理，否则会造成脑损伤或死亡。

3.2医院手术室配电系统的规定
IEC（国际电工协会）60364-7-710.在国际电工协会IEC60364标准，我国《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 12.8.6.1中规定，在医疗领域，由电网电源供电，用于维持生命或外科手术的医疗电器设备﹑以及用于手术室照明和类似照明设备﹑额定电压超过AC25V或DC60V的设备，必须使用带绝缘电阻监视仪的IT电源系统。

3.3手术室配电
3.3.1系统接地故障保护
手术室配电采用IT系统，即中性点不接地配电系统。

众所周知，当用电设备对人体心脏直接漏电电流大于10uA时，就会导致病人死亡，在医学上称之为微电击。

而在一般通用建筑中所用的漏电保护开关，其动作响应值是mA级（30mA），远远不能满足医疗领域的需要。

因此，对医疗领域中的手术室﹑ICU ﹑CCU等重要场所，除了按要求做局部等电位联结外，配电系统通常采用局部中性点不接地的供电系统（即IT系统或称隔离电源系统）供电。

一方面可以防止其它回路中的漏电电流通过接地线窜入手术室﹑ICU﹑CCU的医疗电气设备上对病人的安全构成威胁；另一方面一旦隔离电源上所接负载出现对地故障，因对地不能构成电气回路，所以只能产生一个很小的容性漏电流，可有效控制对心脏等器官的直接漏电流，保护了病人免造漏电流的伤害。

3.3.2系统供电的连续性
手术室等场所对供电连续性要求很高，故设计为两路10KV进线，自备柴油发动机作为第三电源，电源自动切换，以保证供电的可靠性，并在手术室配电箱中增加UPS电源，以保证这些特殊场所的供电连续性。

为使隔离变压器及UPS 容量不至于太大，因此一般的用电设备不需经隔离变压器配电（如观片灯、书写台灯等）。

手术室配电箱系统图如图2所示。

3.3.3 绝缘监测
病人在做手术时，特别是重要部位的手术（如心脏手术），哪怕有微小的一点漏电流也会出现严重的后果，甚至直接导致病人死亡。

因此对于手术的用电设
备绝缘完好是非常重要，所以必须设置绝缘监测设备，并在显眼的位置设置绝缘监测报警显示仪，以确保用电的可靠性。

3.3.4 手术室配电箱的安装位置
洁净手术室配电箱不得安装在手术室内部，应安装在手术室的外走廊，以避免干扰手术室内部设备，影响设备的正常运转。

由于手术室配电的重要性，洁净手术室内的电源宜设置漏电检测报警装置。

3.4 重诊监护室（ICU）配电
重诊监护室（ICU、CCU）配电仅次于手术室配电，采用双路供电（外带柴油发动机），集中设置一个EPS电源，以确保供电的连续性。

一般采用几
图2手术室配电箱系统图
Fig.2Distribution box system of the operating room
个病床共用一个隔离变压器及绝缘检测仪（一个回路），几个回路集中设置绝缘监测显示仪，一般设置在护士站。

这种配电方式既能满足设备的用电需要，保证用电的可靠性，又能节约设备投资。

ICU配电箱系统图如图3所示。

图3ICU配电箱系统图
Fig.2Distribution box system of ICU
4.手术室照明设计
手术室照明一般采用混合照明设计，分为一般照明，手术室重点照明，信号灯照明和观片灯照明。

手术室工作照明照度大多在500lx以上，高者甚至达到1500lx。

洁净手术室一般照明用光源可选用色温为4000~5000K之间的洁净荧光灯，其色温与无影灯光源的色温相适应，其显色性接近自然光。

照明灯具应为嵌入式灯具，布置在手术台的四周，且必须布置在风口之外。

无影灯应根据手术室尺寸和手术要求进行配置，为手术室的重点照明，一般为照明设计人员与专业义务人员共同研究确定，以达
到更好的效果。

手术室内应设置观片灯，观片灯的数量宜根据手术室的大小类型配置，一般为多管荧光灯，每支荧光灯单独设置开关，手术室门外上方
还应设置信号灯，信号灯的控制开关设在手术室内。

5. 手术室电气设计中其他应注意的问题。

5.1防静电措施
手术室还应根据需要采取防静电措施。

由于物品摩擦产生的静电，当放电时产生的电流，如果流过患者的心脏时，一个很小的电流就会致患者死亡。

静电也会对一些精密医疗电子仪器产生干扰。

一般采用手术室铺设防静电地板等措施。

5.2 其他
洁净手术部配电管线应采用金属管敷设，穿过墙和楼板的电线管应加套管，套管内用不燃材料密封。

进入手术室的电线管穿线后，管口应采用无腐蚀和不燃材料封闭。

特殊部位的配电管线宜采用矿物绝缘电缆。

手术室室内应注意与手术室无关的管线（如通风管道、水管等）不得穿越通过。

6．结语
本文结合工程实例就医院手术室电气设计作了简要的分析和总结，文中观点可能存在些许不足之处，希望得到同行的批评和指正。

参考文献
[1] 中国建筑东北设计研究院，主编. JGJ16-2008民
用建筑电气设计规范. 北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2] 中国卫生经济学会医疗卫生建筑专业委员会，主编. 医院洁净手术部建筑技术规范. 北京：中国计划出版社，2002.
[3] 戴瑜兴黄铁兵梁志超，主编. 民用建筑电气设计数据手册. 第二版. 北京：中国建筑工业出版社，2009.。