医疗场所电气标准
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电压不超过 50 V
— 在其他回路接地故障情况
a.c.
SELV的二次侧不应接地
● 保护特低电压PELV: 在正常情况、单个故障情况情况下电压不超过50 V a.c. PELV的二次侧接地 ;采用等电位联结
● 故障保护(接地故障保护) 在系统、装置或设备的给定点与局部地之间的电连接。
低压系统接地故障约占70 - 80%,其中死亡事故约占50%。
♦ 例如上级剩余电流保护器的额定剩余动作电流至少等于 下级剩余电流保护器的额定剩余动作电流值的3倍,而且上 级保护器的动作时间大于下级保护器的时间时,就有可能实 现全部选择性。
♦ 两个均为无延时的剩余电流保护器,当上级的额定剩余 动作电流为500 mA,下级的为30 mA的条件下也无法实现 选择性。
● 电击防护 = 基本防护 + 故障防护 (直接接触防护)(间接接触防护)
在1类和2类医疗场所: ● 直接接触防护(基本保护)
— 只允许采用带电部分加以基本绝缘或采用遮拦 或外护物(外壳); — 不允许采用阻挡物(外壳)或置于伸臂范围之外 的防护措施。
● 兼有直接接触和间接接触防护 采用SELV和PELV时,用电设备的标称供电电压应 交流
医疗场所的供电电源
● 医疗场所重要负荷的供电,应便于从主正常工作电源 自动切换到安全设施电源。 ● 故障后切换电源时间: 0.5 s ; 15 s; >15 s。 ● 有一相电压降 > 10%时,安全设施电源自动切换。 ● 医疗场所的分类以及对于断电后恢复供电时间的要求, 必须与有关的医务管理和技术负责人员共同研究慎定。
假设:RA = RB = 1 PEN;10 mm 2 Cu 80 m 0.14 Ut = 220 / 2 [0.14 (1+1) / (1+1)+0.14] / 0.14 103 V
TN-C TN-S
重复接地
N N PE N PE
错误 附加接地
多电源 TN 系统
医疗场所TN系统
● RCD应具有抗电磁干扰的性能。
● 保护选择性
♦ 上下级剩余电流保护器之间为了获得全部选择性,应满足
以下两个条件: — 上级剩余电流保护器的额定剩余动作电流至少宜等于
下级剩余电流保护器的额定剩余动作电流值的2倍; — 对于所有故障电流,上级剩余电流保护器不动作时间
宜大于下级剩余电流保护器的不动作时间。
校验步骤 确定故障回路的阻抗(含变压器、相线和保护线) 计算接地故障电流 根据负荷的性质和保护电器的特性曲线,确定保护 电器的动作电流 查出保护动作时间 校验导线电缆的短路热稳定
● 校验线路的热稳定截面
S It t
PE线: 校验接地故障电流
k
相线和中性线: 校验三相短路电流
● 故障防护 — 自动切断电源; — 双重绝缘或加强绝缘;(Ⅱ类设备); — 供电给单台设备的电气分隔(电气“隔离”)。 不允许采用(除非由专业电气人员亲自或监督下操作
维护): — 供电给多台设备的电气分隔; — 非导电场所; — 不接地的等电位联结。
● 附加保护 — 剩余电流保护器; — 辅助等电位联结。
● 只允许在2类医疗场所的下列回路采用30 mA 剩余电流 保护器(RCD)的TN系统自动切断电源:
— 手术台的供电回路; — 主要是移动式X光机的回路; — 额定功率大于5 kVA的大型设备的回路; — 不重要(不是关系到生命安全)的电气设备回路。 ● 在1类医疗场所中额定电流 32 A的终端回路,应采用 最大剩余动作电流为30 mA的剩余电流保护器作为附加保护。
● 医疗电气设备: - B 型、 BF 型:100–500 mA; - C 型、 CF 型:10–50 mA
患者接近区域
供电电源
我国现行设计规范关于用电负荷等级的问题 — 对于安全、经济和特殊需要的主次关系界定 不明确、不严密; — 国标、行标、地规:不协调、矛盾(例如医院 的负荷等级); — 内容不够不完善; — 有些术语不够确切:例如“EPS” (Emergency Power Supply)
采用额定剩余动作电流不大于30 mA的RCD,对于保障 人身安全方面是没有问题的。
采用6-10 mA的RCD误动作的几率会增加。
● 在1类和2类医疗场所应按可能产生的故障电流的特 性选用A型或B型剩余电流保护器。
在1类和2类医疗场所,有些电子医疗设备的接地故障 电流含有直流分量,不能采用普通用途的AC型RCD,因为 这种RCD只适用于正弦波形的接地故障电流。
● 医疗场所的安全要求高: - 患者对险情反应能力降低; - 患者体内插入医疗电器部件时皮肤的电阻下降; - 心脏肌肉对 >10mA 电流敏感; - 患者的功能依靠医疗电气设备维持; - 麻醉、消毒、清洁剂的易燃易爆; - 电磁干扰影响医疗电气设备。
● 使用医疗电气设备可能导致的危害: - 正常情况下通电; - 故障情况下通电; - 断电情况下。
IEC新标准(2005年) — 32 A终端回路: 0.4 s(U0 = 230 V) — > 32 A终端回路: 5 s
TN系统: Ia U0 / ZS
式中: ZS — 故障回路的阻抗(包括电源本身、 从电源至故障点的线导体以及电源 与故障点之间的保护导体的阻抗), ; Ia — 自动切断电源的保护电器在规定的 时间内的动作电流,A; U0 — 标称线对地电压,V。
电气分隔(电气隔离)
低压电气装置的接地系统
● 单电源 T N 系统
● T N - C 系统
电气设备的金属外壳平时有电流,产生电位: - 对患者心脏手术等有危险的故障电压(> 20 mV); - 对敏感设备产生电磁干扰; - 不允许用于有火灾或爆炸危险的场所; - 杂散电流使金属构件加速腐蚀。
TN - C
— 1类医疗场所检查和治疗室的重要医用电气设备; — 排烟通风系统; — 压缩空气、空气洁净和麻醉等医疗用供气系统的 电气设备,以及其监测器; — 呼叫系统; — 安全照明(应急照明); — 消防电梯; — 火灾探测、火灾报警和消防系统。
要求切换电源时间>15 s的设备: (自动或手动切换;至少要能维持24 h) 除了以上者外,为维持医院服务设施的设备,包括
美国国家电气法规(NEC)
● 下列回路不应装设接地故障保护: — 重要回路转换开关的负荷侧; — 医疗场所内的发电机组和重要回路转换开关之间
0.3 s
0.2 s
IT(外露可导电部分集合起来接地):与TN同;
IT(外露可导电部分集合起来接地):与TT同。
(根据IEC 60364-4-41:2005 《电击防护》新版)
TN系统接地故障自动切断电源时间
国家标准(IEC原标准) — 固定式设备: 5 s — 移动式设备: 0.4 s (U0= 230 V)
主要内容
1 设计规范和标准概况
2 供电电源 3 防电击
● TN系统 ● IT系统 ● 等电位联结和接地
设计规范和标准
医疗场所 GB 16895.24 – 2005 (IEC 60364 – 7 – 710 :2002, IDT)
综合医院建筑设计规范 电气部分(报批稿)
综合医院建筑设计规范 电气部分 JGJ 49 – 88 医院洁净手术部建筑设计技术规范 GB 50333 – 2002 民用建筑电气设计规范 JGJ/T 16 – 92
● 造成危害的原因: - 电(包括其转换形式:如辐射) ; - 保护措施不当; - 设备受干扰; - 超温; - 电源故障; - 火灾;
- 腐蚀; - 操作不当; - 设备缺陷、
维护不当; - 其他异常
情况。
● 受害对象: - 患者; - 设备操作人员; - 周围人员; - 设备/装置。
● 患者电击的途径: - 触电; - 患者本身泄漏电流; - 设备泄漏电流。
Байду номын сангаас
《医疗场所》标准
● 编制过程
● 核心内容:人的安全
供电电源 接地系统和防电击 设备和线路的选择(包括:照明、插座)
● 先进性
供电电源 IEC:正常工作电源 + 安全设施电源 应急发电机起动时间: 15 s NEC:正常工作电源 + 替代发电机组(起动时间 10 s) VDE:正常工作电源(环网或2回路)+ 备用发电机组 (起动时间 15 s)
电源的类别
● 安全设施电源(应急电源) 安全设施:维持人体的健康和安全以及根据国家规范 规定,避免对环境或其他设备造成损失,包括 消防等系统。 安全设施电源:公共电网确保两路可靠独立电源 自备发电设备 蓄电池组–逆变器(不确切术语“EPS”) UPS
● 备用电源:不是用于保障人身安全的备用供电电源;分为 法定的和非法定的。
● 在1类和2类医疗场所的TN、TT和IT系统采用接地故障 自动切断电源保护,其交流约定接触电压应 25 V;。
● 用于1类和2类医疗场所的TN–S系统宜检测所有带电导体 的绝缘。
美国国家电气法规(NEC) ● 人体可能接触插座的接地端子和固定式电气设备的 外露可导电部分,工作电压大于100 V时,应采用敷设在金 属架或具有金属护套或铠装的绝缘导线或电缆。安装在地面 上 2.3 m的灯具和装在患者接近区域之外的开关,可不采 用上述要求。
诸如: — 消毒设备; — 空调、取暖、通风、废弃物处理等设施; — 冷却设备; — 医院其他必要的服务设施; — 厨房设备; — 蓄电池充电设备等。
医疗场所电击防护
● 尽可能减少患者可能接触可导电部分之间的电位差。 ● 在医疗场所难于避免患者身体可能偶然通过仪器与 一些接地的物体发生导电或电容通路。
● 不允许从主配电盘的出线回路采用TN-C系统对医疗 场所供电。
单电源TN系统
多电源TN系统
● TN和TT系统接地故障自动切断电源允许的最长时间:
( 32 A终端回路/移动式设备)
交流 相电压 50 V < U0 1 20 V 120 V < U0 230 V
TN
0.8 s
0.4 s
TT
要求切换电源时间 0.5 s的设备: — 2类医疗场所和1类医疗场所(例如产房等)为 维持生命用的一些医用电气设备; — 手术台照明和其他特别重要的照明(例如内窥镜灯
至少要能维持 3 h)。
某些微机控制的医用电气设备需要不间断电源。
要求切换电源时间15 s的设备: 并根据实际需要能维持24 h,情况许可时:3 h) — 2类医疗场所用于为手术或其他重要的医疗设施 服务的辅助医用电气设备;
25 V或无纹波直流60 V。有关带电部分的绝缘和外护物 (外壳)或遮拦按电击防护标准的规定执行。
在2类医疗场所的外露可导电部分(例如手术室的灯)
应接等电位联结线。
特低电压系统 (ELV)
● ELV: 50 V a. c.
500 V 1 min
● 安全特低电压SELV :
— 在正常情况
— 在单个故障情况
单相 单相平波
三相星形 二脉冲桥
同上半控
相间 二脉冲桥 六脉冲桥 相控 猝发控制
各种类型剩余电流保护器的应用范围
● 多台设备同时使用同一回路时,应注意避免由于 泄漏电流过大引起RCD误动作。
分别安装在上下级回路的RCD,应正确选择其额定 剩余动作电流。采用有延时特性的S型RCD对于上下 级的保护配合有利。
图纸文件 检验
● 适用范围
国内目前医疗电气方面普遍存在的问题: 规范标准 规范标准的制定、统一性 通用规则和特殊要求的关系 电气安全隐患 负荷分级 安全电源 IT系统的应用 等电位联结和接地等
医疗场所的划分
0类场所:不使用接触躯体的医疗电器部件。 1类场所:
— 医疗电器部件接触体表; — 医疗电器部件接触除2类场所所述之外的体内部分。 2类场所: — 医疗电器部件用于诸如心脏的诊疗、手术; — 医疗电器部件断电(故障)危及生命的重要医疗过程。 (例如:患者重要功能依靠医疗电器、检测不能中断、 微小故障电流危及生命等。)
IT系统(隔离电源) IEC:2类场所危及生命系统 NEC:应急系统(危及生命系统 + 关键回路) NFC:危及生命系统 + 手术部 VDE:2类场所包括重要医检、急诊、透析等。 JIS: 同上
● 完整性: 依附IEC系列标准的通用规则 (主要包括:基本原则、电击、过电流、过/欠电压
保护、防火、抗电磁干扰、环境条件、设备和线路的 选择、接地、发电设备、安全设施和检验等)