大型醫(yī)療設(shè)備電氣深化設(shè)計淺談
中國人民解放軍總醫(yī)院腫瘤中心大樓歷經(jīng)2年的時間終于落成使用了,它是目前國內(nèi)乃至亞洲最先進(jìn)的腫瘤治療中心,地下二層地上15層建筑面積3.5萬平米的單體內(nèi),擁有26套大型醫(yī)療設(shè)備(回旋加速器、斷層加速器、DSA、PET/CT、DR、高頻熱療機(jī)、模擬定位機(jī)、后裝等等),其中有10臺設(shè)備是國內(nèi)第一次引進(jìn),作為該工程電氣專業(yè)的主設(shè)計,每臺設(shè)備都伴隨著與眾多國際設(shè)備廠家的配合、交流、設(shè)計、確認(rèn)、再設(shè)計、出圖施工、配合、調(diào)試的步驟,過程雖然艱辛,但收獲頗豐,看到一臺接一臺的設(shè)備順利投入使用,接待病人服務(wù)于社會的場景,那種感覺無法言表。只是想把自己在配合深化設(shè)計中的一些技術(shù)收獲做些總結(jié),以供同行參考。
大型醫(yī)療設(shè)備的電氣設(shè)計要求,會因生產(chǎn)廠家的不同而有差異,設(shè)計的關(guān)鍵還在于和設(shè)備廠家專業(yè)工程師的溝通交流,英文資料的正確理解,真正的了解設(shè)備的安裝流程與工作原理。下面就設(shè)計中的技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)做如下論述。
一、現(xiàn)場配電箱
設(shè)備主機(jī)必須配有專用現(xiàn)場配電箱,該配電箱以及與其相連的通斷開關(guān)(EAT)和應(yīng)急開關(guān)(AT)必須在裝機(jī)前安裝到位。輔助設(shè)備以及其它用電設(shè)施(如照明、空調(diào)等)的電源應(yīng)由醫(yī)院的公共電網(wǎng)提供,它們的控制開關(guān)和保護(hù)電路可安裝在現(xiàn)場配電箱內(nèi),但絕對不允許現(xiàn)場配電箱給其供電。
下面是腫瘤中心DSA設(shè)備配電箱內(nèi)主機(jī)供電回路的電路原理:
系統(tǒng)電源符合國家規(guī)范,電壓380V,最大偏差不得超過10%。頻率50Hz,最大偏差不得超過0.5Hz 。相間電壓間的最大偏差不得超過最小相電壓的2%。設(shè)備最大功率為171KVA,連續(xù)功率20KVA,功率因數(shù)0.9;設(shè)備最大瞬間峰值電流為289A,連續(xù)電流為31A,可以采用斷路器額定電流為160A的空開進(jìn)行保護(hù)。設(shè)備要求專線供電。三相線標(biāo)明相序后與PE線一并引入配電柜。進(jìn)線電纜必須采用多股銅芯線,接入柜內(nèi)額定電流為160A的斷路器,且電纜顏色和斷路器規(guī)格必須符合標(biāo)準(zhǔn)電氣安裝手冊之規(guī)定。配電柜必須具備防開蓋鎖定功能,以確保電氣安全作業(yè)之需。配電柜緊急斷電按鈕需安裝在操作間中操作臺旁的墻上,便于操作人員在發(fā)生緊急情況時切斷系統(tǒng)電源。
二、系統(tǒng)供電電纜
從變壓器到現(xiàn)場配電箱最好配置專用電力電纜,且必須為銅芯電纜。在此電力電纜上不準(zhǔn)接入大功率電感性負(fù)載,如空調(diào),電梯,冷凍機(jī)等,以避免設(shè)備起停時引起的干擾。為了保證電源線內(nèi)阻值符合上表中的要求,必須根據(jù)電纜的實際鋪設(shè)長度、變壓器輸出端的內(nèi)阻值以及現(xiàn)場配電箱的自身內(nèi)阻值,計算出所鋪電纜的最小截面積,鋪設(shè)長度越長、變壓器輸出端和現(xiàn)場配電箱的內(nèi)阻值越高,電纜截面積就要求越大。電纜截面積選擇可按下面經(jīng)驗公式計算:
電纜截面積A=(2×鋪設(shè)長度)/(56×電纜自身阻值)。
舉例:實測到:電纜實際鋪設(shè)長度為 100m,變壓器輸出端的內(nèi)阻值為0.060 千歐姆,現(xiàn)場配電箱自身的內(nèi)阻值為0.030 千歐姆。
那么:電纜自身最大允許阻值=0.11-0.06-0.03=0.02。電纜截面積A=(2×100)/(56×0.02)=178.5,故電纜截面積應(yīng)至少為185mm2。
三、照明要求
最好是由恒定的熒光燈照明和可調(diào)的白熾燈照明相結(jié)合的系統(tǒng)形式,以滿足病人的舒適感和方便工作人員的操作。下面還是以腫瘤中心DSA為例,建議采用以下照明方案:
四、采用共用接地系統(tǒng)和等電位連接
在設(shè)計前期,設(shè)備廠家均會要求單獨(dú)接地,我們應(yīng)該理解為該設(shè)備至接地鋼板的接地線上不該再接其它設(shè)備,以免干擾。而不是單獨(dú)打接地極。當(dāng)我們遇到有的廠家固執(zhí)的要求單獨(dú)打接地極,不采納我們共用接地時,我應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行分析解釋。
1. 國際標(biāo)準(zhǔn) IEC61312—1. 美國電氣法規(guī)(NEC). 我國防雷規(guī)范(第6.3.3條和6.3.4條)均規(guī)定采用共用接地系統(tǒng)和等電位連接。
2. 在采用共用接地系統(tǒng)的建筑物內(nèi)的電子設(shè)備, 要設(shè)置單獨(dú)接地是困難的。因為設(shè)備外殼,整個建筑物的金屬構(gòu)件, 鋼筋、電氣保護(hù)接地系統(tǒng)都接入共用接地系統(tǒng)。 要想從電子設(shè)備單獨(dú)引出(功能)接地線到室外單獨(dú)接地極, 且要與上述共用接地系統(tǒng)完全隔離以避免反擊過電壓是困難的。
3. 單獨(dú)的專用接地線在高頻(信息設(shè)備的工作頻率)情況下, 阻抗很大, 故要求電阻小是無意義的。 因為在自諧振條件下專用接地線阻抗無窮大, 相當(dāng)于斷開, 成為一根天線, 反使設(shè)備接受干擾信號。
4. 單獨(dú)接地不利于過電壓保護(hù)。
5. 在TN—S系統(tǒng)情況下不必?fù)?dān)心工頻電流噪音干擾電子設(shè)備(PE和N是分開的, PE平時不帶電流)。在電子設(shè)備較多之處, 應(yīng)采用鋼管和封閉鋼線槽敷線, 以避免單相接地短路電流較多地流過共用接地系統(tǒng), 引起對電子設(shè)備的干擾。
所以在工程設(shè)計中,對一些國外和國內(nèi)制造商沿用老標(biāo)準(zhǔn)要求單獨(dú)接地的做法要加以糾正。以上是關(guān)于大型醫(yī)療設(shè)備機(jī)房的電氣深化設(shè)計方面的經(jīng)驗交流,若有不夠完善之處,敬請?zhí)岢鲋刚?/font>
參考文獻(xiàn)
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2. 美國GE公司醫(yī)療設(shè)備事業(yè)部所提供的設(shè)備資料
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