医用电子电路设计及应用范文第1篇

关键词：医疗电气设备 负荷等级 电气安全 IT系统 防微电击保护 照明设计

近年来，广州市建工设计院完成了多个高层医疗建筑的设计。例如广州医学院第一附属医院东晓路医院综合楼（地下1层、地上16层、总建筑面积2．4万m2）、广州市红十字会医院门诊楼（地下1层，地上12层，总建筑面积1．7万m2）、武警广东省总队医院住院大楼（地下1层、地上16层）等高层医疗建筑。笔者结合电气设计的特殊性，总结出了以下几点看法和体会。

1 负荷等级及供电电源

高层医疗建筑按《高规》属于一类高层建筑，除具有一般一类高层建筑的一级负荷外，还有许多医疗设备用电属于一级负荷，如急诊部、监护病房、手术部、分娩室、婴儿室、血液病房的净化室、血液透析室、病理切片分析、CT扫描室、血库、高压氧仓、加速器机房、治疗室、配血室的电力照明等。由于高层医疗建筑具有较大容量的一级负荷，属于一级负荷用电单位，应由两路10kV高压电源供电，当一路电源发生故障时，另一路电源立即启动供电，保证各种医疗设备的正常运行。这两个10kV高压电源一般是由当地电力系统的两个区域的变电站分别引来。尽管如此，仍有可能出现全部市电中断的情况，因此，在已有两路市电的情况下，还应根据负荷对中断供电时间的要求，增设能在15s内向负荷供电的快速自起动柴油发电机组或可靠的不间断电源装置（UPS）作为自备应急电源。

2 医疗电气设备

在医院电气设计中，需注意与医院主管部门协商，要求其详细提供各医疗电气设备的设备容量及其特殊的用电要求。如广州医学院第一附属医院东晓路医院综合楼的电气设计，笔者就是按上述方法进行的。医院基建办先后提供了心电图室、B超室（5kW／房）、X光室（70kW／台）、介入室（80kW／台／房）、碎石室（60kW／台）、ERCP（胃肠仪）（5kW／台）、检验室（15kW／房）、实验室（10kW／室）等医疗电气设备的设备容量，同时要求心电图室、B超室、手术室、检验室、实验室、睡眠中心均需配置地线（接地电阻＜4Ω），X光室、碎石室、介入治疗室、ERCP均需配置专用地线（接地电阻＜4Ω）等信息。而当有些医院主管部门确实不能提供有关医疗电气设备的数据时，电气设计人员只能参考相近的医疗电气设备资料，预留医疗电气设备的用电。同时需注意，应根据具体情况，正确选取医疗动力的需用系数值。

3 电气安全措施

《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16－92）第14．7．6．2条规定：“使用插入体内接近心脏或直接插入心脏内的医疗电气设备的器械，应采取防止微电击保护措施。防微电击措施宜采用等电位接地方式，使用II类电气设备供电。防微电击等电位联结，应包括室内给水管、金属窗框、病床的金属框架及患者有可能在2．5m范围以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（或接地线）的电阻值，应使上述金属导体相互间的电位差限制在10mV以下。”第14．7．6．3条规定：“在电源突然中断后，有招致重大医疗危险的场所，应采用电力系统不接地（IT系统）的供电方式。”

为能正确选用防电击措施，IEC按医疗电气设备与人体接触的状况，也就是电接触的危险程度，将医疗场所作如下分组：

O组场所：在此场所内，不使用医疗时与人体接触的可导电器件；

1组场所：此场所内，上述可导电医疗器件与人体外部接触，或进入人体与人体内部接触，但不包括2组场所；

2组场所：此场所内，进行诸如心脏内部手术和中断供电将导致生命危险的治疗。

IEC要求医疗场所的重要用电负载自动倒换电源，并按允许间断供电时间的长短（t），将医疗场所作如下分级：

（1）t≤0．5s场所：在此场所内电气设备要求在0．5s内恢复供电；

（2）0．5s＜t≤15s场所：在此场所内电气设备可在大于0．5s但不大于15s的时间内恢复供电。

上述分组和分级的明细设计时尚需与医院主管部门协商确定。

3．1 防电击措施

3.1.1 接地系统和自动切断电源防电击措施

（1）TN系统：

①医院的医疗场所和与其有关的场所、邻近非医疗场所均应采取TN－S系统，不允许出现PEN线；

②在1组场所内的末端回路32A及32A以下的电源插座回路，应装用IΔn≤30mA的RCD作附加保护；

③在2组场所内只能在下列电气设备的回路内才可装用IΔn≤30mA的RCD，动作于自动切断电源：手术台、X光机、额定功率大于5kVA的大型电气设备不重要（不影响生命安全）的电气设备。

应注意：勿使一个RCD保护的电气设备数量过多，以免引起RCD不必要的跳闸而导致供电中断；在1组和2组场所内只允许装用对回路电流直流分量不敏感的A型或B型RCD。

（2）医疗IT系统：在2组场所内离手术台周边水平距离1．5m，高度为2．5m内（被称作“病人环境”）的用于维持生命或进行外科手术的医疗电气设备，应采用IT系统供电，但不包括上述用IΔn≤30mA的RCD保护的设备。

按IEC医用电气设备产品标准，进行心脏手术的设备，其正常泄漏电流不得大于10μA；当发生一个接地故障时，其泄漏电流不得大于50μA（相应地，手术室内电位差正常时＜10mV，单一故障状态＜50mV）（人体电阻为1kΩ以上），若通过病人心脏的电流一旦超过50μA，可导致病人心室纤颤而死亡，被称作微电击致死，为此需严格限制其第一次故障电流。其主要措施是：在手术室内或其贴近处安装一台1∶1的医用隔离变压器，其二次回路不接地，以IT系统供电。这时第一次故障电流仅为非故障带电导体的对地电容电流，其幅值极小，这样才能有效地满足发生一个接地故障时泄漏电流不大于50μA的要求。发生第一次接地故障后不切断电路、不中断对装置的供电是IT系统的主要优点。

《民规》第14．2．8条：“IT系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置”。

《低压配电设计规范》（GB50054－95）第4．4．13条：“在IT系统的配电线路中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘监视电器发出音响或灯光信号，其动作电流应符合下式要求：Ra·Id≤50V”；

第4．4．15条：“IT系统的配电线路，当发生第2次异相接地故障时，应由过电流保护电器或漏电电流动作保护器切断故障电路”。

具体做法：在IT系统的电源处装设一个绝缘监测器，最迟在绝缘电阻降低至50kΩ时，它应发出报警信号，为此需另配置一台测试绝缘的仪器来检验绝缘监测器的这一性能。

每一IT系统应在适当位置配备声（报警声响）光（信号灯）信号，以便医务人员能实时监察系统的绝缘状况，利用第二故障（此故障将使预期危险电流变成实际的故障电流）尚未发生的时机及时采取措施、消除隐患。

医用IT系统的隔离变压器需设置过载和温度监测器。

3.1.2 等电位联结

为了进一步减少1组和2组场所内的电位差，应在该等场所内实施局部等电位联结，将该场所内高度在2．5m以下的部分都纳入局部等电位联结范围：

（1）PE线；

（2）装置外导电部分；

（3）防电场干扰的屏蔽层；

（4）隔离变压器一、二次绕组间的金属屏蔽层；

（5）地板下可能有的金属网格；

（6）特低电压手术灯的金属外壳等。

具体做法是在该场所内分配电箱近旁，靠近柱旁距地0．5m处设置一局部等电位联结端子板，并与柱内至少2根主筋可靠连接。如果该等场所建在2楼以上，则局部等电位端子板应用16mm2的铜芯线穿塑料管或利用40×4镀锌扁钢引至建筑物的总接地体（或与隔离变压器前的TN－S系统的PE线连接），将上述各部分用≥6mm2的铜芯线以放射式联结于局部等电位端子板。在2组场所等电位联结系统中，局部等电位联结端子板与插座PE线端子、固定式设备PE线端子及装置外可导电部分等之间的联结线和连接点的电阻总和不应大于0．2Ω任何两个可导电体间的电位差在10mV以下。2组场所内医用IT系统的PE线是医院内TN－S系统的PE线的延伸，IT系统和TN－S系统共用同一个保护接地的接地装置，切勿为该等场所另设单独的接地极和PE线，因为这样做极易在该场所内形成＞50mV的电位差，增大电击危险。

3．2 电气设备的选用

3.2.1 医用IT系统的隔离变压器

此变压器二次侧的标称电压不得超过交流250V。单相隔离变压器可用来供电给移动式或固定式设备，其容量不小于0．5kVA，也不大于10kVA。如果医用IT系统内有三相负荷，应为其装用单独的三相变压器，其相电压也不应超过250V。

3.2.2 开关设备

医院内每一个末端回路应具有短路防护和过载防护功能，但是上述为医用IT系统装用的隔离变压器的电源侧和负载侧的回路上，是不允许装设过载防护电器的，因为没有必要因防过载而切断重要医疗设备的电源，但可装用熔断器作短路防护。

3.2.3 2组医疗场所IT系统内的插座

IT系统插座插孔布置的形式应能防止TN－S系统等其它系统用电设备的插头插入，或者它应具备明显的永久性的IT系统标志，以防用于IT系统的隔离变压器过载损坏。

3．3 对电源的不间断供电要求

医疗电气设备按允许间断供电时间的场所分级，可见医院中的用电设备有≤0．5s、≤15s和＞15s三级。对于间断供电时间不大于0．5s的医疗电气设备（包括安全照明），应增设不间断电源装置（UPS）作为自备应急电源；当电网电源中断或电网电压低于标称电压的90％时，为避免电压质量问题引起医疗事故，需通过转换开关将供电自动转换至自备电源上。

3．4 防火

医院是病人集聚的场所，一旦发生火灾，由于病人行动缓慢或难于行动，将有极大的危险。所以，在医院电气装置中应做好电气防火工作，2组场所内除该场所本身使用的电气设备线路外，其它无关的电气线路不得进入该场所。

4 照明设计

医院的照明设计相对一般民用建筑有其一定的特殊性，主要是满足医疗诊断、抢救治疗和病人恢复休息的需要，同时要具有明亮、舒适、安全的光环境。

诊治对光源和周围色彩有特定要求，需要用显色性良好的光源。诊室、病房、急诊观察室、治疗室等处宜采用高显色荧光灯，以便于观察病人的情况；病房、急诊观察室、治疗室等处的顶灯采用漫反射型灯具，以减少眩光。

病房照明既要有利于病人生活和休息，又要考虑到为医疗提供充足的光照条件，一般照明照度值为100～200Lx。但要分开病人平时生活和治疗时期两方面的照明考虑，且宜每个床位照明单独设开关控制。平时要考虑减少眩光、强光直射对病人的影响，又要考虑到治疗所需要的足够照度。一般照明可采用吸顶式格栅日光灯，避免灯光直接照射到病人的视野内；局部照明为每床1床头灯，在门口、地脚等处设置值班常夜灯和地脚灯，既方便医护人员查房，又不影响病人休息。此外，《民规》第11．9．6．13条规定：“候诊室、传染病院的诊室和厕所、呼吸器科、血库、穿刺、妇科冲洗、手术室等场所应设置紫外线杀菌灯。如为固定安装时应避免直接照射到病人的视野范围之内。”紫外线杀菌灯按医院一般的要求，可按2～3W／m2考虑，其布置应使灯管周围有一定的空间，有利于提高杀菌效率。

参考文献

1 《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－95）（2001年版）

2 《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16－92）

医用电子电路设计及应用范文第2篇

随着我国社会经济的不断进步，电子技术也在持续地发展和完善。信息化进程的加快，促使电子技术在我国逐渐广泛应用在工业、医疗、交通等重要领域，并在提高社会生产效率与国民生活水平的方面起着重要作用。本文从电子技术与现代社会发展建设的结合出发，简要分析我国电子技术的发展历程与在各领域的实际应用。

【关键词】电子技术 应用发展

1 前言

电子技术是在二十世纪末二十一世纪初开始逐渐发展起来并得到广泛应用的新兴技术。随着现代社会国民经济的发展，电子技术也在持续的研究和发展中走向成熟，并在各个领域被广泛应用于社会实践。然而和西方发达国家相比，我国的电子技术依然有着一定的差距与进步空间。要继续促进我国电子技术的发展，就需要全面了解和分析其发展的历史过程，以及其在当今社会各领域应用的情况。因此，本文将对电子技术进行基本描述，并分析其在我国的发展历程与在社会各方面的应用。

2 我国电子技术的发展历程

电子技术在产生以来，一直应着社会经济水平与人民生活需求而不断发展。我国电子技术的发展主要可以分为以下四个时期：

2.1 起步时期

电子技术的起步时期，大规模应用的主要是电子管，包括二极管与三极管。二极管的发明开启了电子时代，而三极管的发明也在电子学的早期发展中有着重要地位，且相对二极管反应更加灵敏，集合了检波、放大、振荡三种功能，可以说是现代电子工业的真正诞生起点。电子管器件最先出现在电子技术领域中，并在早期电子学的研究中起到了极大的作用。然而不可否认的是，电子管还有着不够轻便、耗能多、噪声大、寿命较短、制作流程复杂等种种缺点。因此，对电子技术的进一步发展和完善不可避免。

2.2 晶体管应用时期

电子管在应用上的不足，促使电子技术领域出现了电子管的替代产品，体积更小、寿命更长，应用更便利的晶体管，这是电子技术研究的一大飞跃。相对于电子管，晶体管还有着整流、稳压、信号调制等多种功能。晶体管控制自身开合利用的是电讯号，且输出电流会基于输入电压产生改变，这种可变电流开关相比传统机械开关速度快上许多。晶体管取代电子管的应用在许多方面带来了巨大的经济效益，晶体管技术的发展还推动了晶体管计算机的发明与应用。

2.3 集成电路应用时期

电子技术的进一步发展，让晶体管体积小、速度快的优势得到了进一步的发挥利用。将众多晶体管放在一起，配合其他元件工作以实现某些特定功能的集成电路由此诞生。早期的集成电路集成度较低，在实际应用中不具有太大的意义和价值。直到集成工艺的提升带来了半导体技术的逐渐成熟，集成电路内可以安装更多的晶体管与元件，并能够应用在各领域中。如计算机行业中集成电路的使用，开启了计算机产业中工业化规模化生产的新篇章。

2.4 超大规模的集成电路应用时期

随着半导体集成电路技术继续发展，集成电路的研究中其集成度大大提高，并促进了计算机技术的大幅提升，使计算机的功能越来越复杂和全面。超大规模的集成电路的应用逐渐普及，如计算机的控制核心微处理器，可以说代表了半导体集成电路技术在超大规模集成电路这一阶段的新发展。

3 我国电子技术的实际应用

进入现代社会，电子技术的发展使得其在人们生产生活中的普及范围越来越大，涉及工业、交通系统、医疗卫生等多个领域，丰富着居民生活的各个方面。

3.1 工业领域的应用

工业领域中，电子技术在工业自动化、安防监控、电力电子、照明等许多方面都有较常见的应用。就电子电力的角度来说，过去传统工业更多用的是直流电动机，而电力电子装置在为直流电动机供电的可控整流电源或直流电源中起着重要作用。电力电子变频技术的不断进步促使交流电机的调速功能大大增强，由此，交流电动机逐渐取代直流电动机占据了工业领域动能的主要来源地位。而由于成熟的电力电子变频技术可以在设备启动中避免引起电流冲击，许多本不必要安装电力电子装置的工业设备也开始使用电力电子装置。此外，整流电源在电镀装置中的广泛应用，以及冶金工业中的高频、中频感应加热电源也都得益于电力电子技术的发展与成熟。

3.2 交通领域的应用

动力装置是运输工具的核心，传统的机械动力装置在现代社会中正向着电气化、自动化的方向不断发展，其中电子技术正起着越来越重要的作用。如汽车的燃油喷射装置，电控的装置已取代了过去的机械式或机电混合式系统得到广泛应用。电控的燃油喷射装置的优越之处，主要体现在可以在保证输出功率的前提下尽量节省燃料，且相比机械式装置更加绿色环保。在电力机车中的运用方面，电子电力技术的发展正促使传统的直流电动机被交流电动机淘汰，且正在研制中的直线同步电机驱动的磁悬浮列车如果将来能够成功投入使用，将大大促进我国交通运输系统的完善，在提升交通运输效率与节能环保方面都有着重要意义。

3.3 医学领域的应用

医疗领域中，电子技术在医院内外都有着广泛的应用，主要有电子病历、传感器技术、家庭便携式医疗电子仪器、远程医疗等等。电子病历在电子技术外还运用了计算机网络技术，以居民的健康档案作为医疗系统的基础信息来源，对医疗信息化的发展有着重要的推动作用，促进了医疗领域的现代化进程。传感器技术是电子技术与医学、生物、物理等多学科结合研究出的高新技术，医疗方面在生物医学信息的检测方面起着主要作用，此外在工农业、资源的勘探与开采、促进低碳环保方面也有应用。家庭式医疗电子设备是随着现代社会人们对医疗方面需求的升级而逐渐广泛应用的，如健康监测无线设备，通过电子控制器和网络实现患者在医生的观察监护下在家中正常生活，减轻了医院与病患双方的负担。远程医疗则是结合了现代医疗、网络通信技术、微电子技术等，实现对患者远程的会诊、答疑、医疗指导，有利于医疗在某些交通不便地方的普及，大大提升了F代医疗服务的水平。

4 结论

总而言之，电子技术作为广泛普及的一门学科技术，其实际应用涵盖人民生产生活的许多方面，在许多学科的研究中也起着重要的推动作用。充分认识电子技术发展与应用的现状，发挥其优势和价值，对于实现电子技术在将来长足的发展与促进现代社会建设都有着重要意义。

参考文献

[1]丁佳睿.探讨电力电子技术的发展及应用[J].电子技术与软件工程，2016（17）.

[2]潘会兰.电子技术发展及应用浅析[J].中国新通信，2015，17（11）：88-89.

[3]赵宏燕.电子技术的发展与应用研究[J].产业与科技论坛，2012（15）：33-34.

[4]林海瀚.我国电子技术的现状及应用[J].科技传播，2011（19）.

医用电子电路设计及应用范文第3篇

作者：王漪

摘要：随着我国国力的增强，医疗卫生事业将在一定时期得到长足的发展，作为我们医疗工程设计人员，要不断了解学习最新的医疗设备，学习了解国内外的新规范。关键字：医院电气设计电气安全供电负荷

1医院的分类及规模版权所有

根据我国医院建设的规划，综合医院按床位可分为300、400、500、600、800及1000床。

按照医院等级可分为三、二、一级医院，目前经常涉及的一般为二级以上的医院。

在这些范围内的医院就用电负荷而言，有一类负荷，还有部分二类负荷及三类负荷。

医院按照功能划分，一般分为门诊部、医技部、护理部、行政部、后勤部等。目前综合性医院的布局有分散式、集中式和半集中式。目前建筑设计中考虑节能及使用便利，多采用半集中式。

2医院负荷分析

2.1医院负荷计算

按照目前调研的医院负荷情况，医院的用电负荷比例仍然以空调照明为主体，医疗设备用电所占比例很小，这也许与我国目前的医疗设备的水平有关。根据日本有关资料，80年代的医院变压器安装容量为250～300va/m2，当然日本等国的用电负荷计算与变压器的安装容量与我国差别很大，总体变压器容量较我国大很多。但这其中医疗设备用电占50％。而我国目前医疗设备用电总体占不到20％。因此目前我国的医院设计的用电负荷总体上仍然是以空调照明为主要负荷。其中空调电制冷的45％～55％，照明30％，动力包括医疗用地15％～25％。

根据近10年来完成的医院工程的运行情况可以得出如下结论，我国医院的用电负荷标准与商业写字楼相比是较低的。综合医院护理单元照度需求较低

由以上数据可以看出，医院虽然为功能性民用建筑，用电设备较多，但它总体照明的标准比起商业楼、写字楼要低。从用电负荷计算的角度而言并不高，按照北京市供电规划8va/m2，即可满足要求。医院变压器安装指标并不是很高，一般在65～75va/m2之间，分析原因如下：

真正意义上的医疗用电负荷并不多，且大型设备的需要系数较低。

综合医院护理单元的面积所占比例较大，此部分用电量较低。

医院目前的运行状况，全日制的门诊医技面积不大，白天空调等用电高峰时照明需求较小。

2.2医院的负荷性质及负荷类型

医院供电系统应遵循国内供电规范，并参考国际iec相关标准进行设计，按照我国现行医院等级和标准地区医院及二类医院的供电等级为一级或二级负荷。因此电源一般采用两路10kv供电。根据医院的规模可分为如下几类系统形式；

1采用两路10kv电缆专用供电、自备柴油发电机，重要设备末端采用ups供电。此类系统适用于特级及三甲级医院。

2采用两路10kv电缆专线供电，重要设备末端采用ups供电。此类系统适用于三甲级医院。

3采用两路10kv供电或一路10kv专线供电，一路低压供电，此类系统适用于二甲级医院。

4一路10kv供电，重要设备末端采用ups供电，仅用于一级医院。

根据医疗建筑用电负荷的特殊性并考虑到医院的可持续发展，低压系统建议采用如下形式：

电压波动大的空调及动力负荷为一个低压系统，如空调采用专用变压器供电；

电压波动小的照明及一般医疗用电插座负荷为一个低压系统；

电压要求高且自身压降大，医用数字检影成像系统设备，单独采用一台变压器。对于电网电压变化较大的系统，建议采用有载调压变压器。

按照iec标准，医院各部位的供电等级，接地方式见表2。

2.3应急电源系统

医院存在着大量的一级、二级用电负荷，应急电源系统一般采用柴油发电机系统、ups系统。柴油发电机容量一般为变压器总安装容量的15％～20％。而重要设备则采用ups系统。

3低压配电系统

医院用电负荷一般分成照明系统、医疗动力插座系统、空调系统新风机、空调机、风机盘管，应急照明系统等。

大型、重要性设备由配电变电所放射式供电，一类负荷均为双路供电末端自投。冷水相组、真空吸引、x光机、ct机、mri机、dsa机、ect机等设备主机、烧伤病房、血透中心、中心手术部的电力及照明、ct机、mri机、dsa机、ect机的空调电源、电梯及屋顶排风机、洗衣房及营养部的动力也分别由变电所低压屏放射式供电。

树干式供电由变电所将各类电源分别引至各竖井，通过母线输至各层。各竖井内分别设有照明、配电、空调及应急照明配电箱。配电、照明分别放射至各科室的配电、照明配电箱，各科室的计量表设在竖井配电箱内，空调配电箱配电至末竖井区域内的普通空调机及风机盘管。应急照明配电箱由双路电源供电并自动切换，供各应急照明灯及防火卷帘门，排烟风机的用电。

医技检验科、血液透析室等处的仪器对电源要求较高，部分电源通过稳压器后备ups供电。

4数字检影成像设备的配电要求及内阻计算

数字检影成像设备是医院的重要设备，现代医院数字检影设备的种类很多，目前比较常见的有：x光透视机、x光摄影机、x光治疗机、x光造影机包括x光介入机、心血管造影机dsa、计算机断层扫描机ct机、同位素断层扫描机ect、磁共振机mri以及x刀、γ刀、直线加速器等设备。根据设备的不同用途、设备的工作制分为长期工作制、短时反复工作制。各种设备工作制见表3。

目前，许多x光机同时具有摄影、造影、透视、治疗等多种功能。

4.1数字检影设备供配电系统

数字检影设备工作原理各有不同，但统一的一点是对电源的要求较高。由于数字检影设备的以上特性，如果医院有一定规模，此类设备应由专用变压器供电。设备球管电流在400ma以上的设备应采用放射式供电。

心血管造影机、磁共振机、同位素断层扫描机ct机、大型介入机等设备的主机电源一般需要双路供电。且有些设备本身需要冷却，设备有冷水机组，此部分的电源与主电源同样重要。主电源进一步分成高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源及插座电源。此类设备的布置一般为扫描室、控制室两部分。系统的电源一般送至控制室。大型设备还专门有电源室配电室。

心血管造影机房的高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源采用一般配电方式，其插座电源与胸腔手术室的要求相似：病人可能接触用电设备采用it系统及局部等电位接地，电位差小于50mv。设备厂家对于电源的要求引出了电源内阻这一技术指标。设备对电源电压的要求越高，电源内阻越小。

4.2用电负荷计算

x射线机瞬时最大用电负荷一般由设备厂家提供，如未提供也可根据如下公式计算：

sm=1/k×1/f×esf×10－3

sj=a×ssm/η

4.3电源变压器容量的确定

1单台设备的计算负荷。

2二项式法计算多台设备计算负荷。

多数数字检影设备是短时反复工作制，因此，进行负荷计算时可以采用较小的需要系数，根据目前一些医院的实际运行结果表明，4台设备同时曝光的可能性很低，日本有关资料也表明，选择电源变压器时，4台以下的设备可以按1台容量进行考虑。10～15台设备的场所采用防止同时曝光设备可共用1台变压器。

4.4保护设备的选择

数字检影设备瞬时电流很大，保护设备宜用熔断器。目前多数设备的技术要求中已对保护设备提出具体要求。

4.5配电线路导线截面的确定

数字检影设备的配电线路导线截面要满足设备的内阻及压降的要求。

电源变压器内部电阻：rt

电源变压器额定容量：ptkva

电源变压器相数：三相

电源变压器电压变动率：ε％

额定二次电压：vtv

1计算变压器内部电阻rt

rt=2×ε×0.01×vt2/pt×103ω

计算干线电阻r1ω：

考虑到低压开关的电阻及其它接触电阻，电源变压器和电源变压器二次侧的干线电阻为总电源电阻的80％。

r1=80％rg－rtω

最大允许内阻：rgω

计算干线截面：amm：

单相设备a=2×p×l/r1mm

三相设备a=p×l/r1mm

由上可见，要满足设备内阻要求，实际就是要满足设备的电源电压要求。它受来自变压器阻抗、变压器至设备的配线长度、配线截面三个方面的因素的影响。

在系统设备时，应尽量减小变压器阻抗、减小变压器至设备的距离、在满足电源内阻的条件下、减少配线电缆截面，以节约投资。

5医院的电气安全及电力系统保护方式

医院电气安全是医院电气设计的一个重要环节。涉及到的电力系统的保护方式有接地保护tn－s系统、局部中性线不接地系统it系统、医用局部等电位接地电位差小于10mv、建筑物总等电位及卫生间局部等电位接地、漏电保护lm=30ma。

一般场所的移动式设备均采用了漏电断路器进行保护。冶疗室、功能检查室、手术室、抢救室、心血管造影室dsa、卫生间浴室均设置了局部等电位连接。中心手术室的配电系统为保证病人的安全采用了it系统。

医院接地问题，是一个较为敏感的问题，它涉及到病人的安全，设备正常运行等。按照我国现行各类规范中医院设计的规定，我院目前设计采用的是防雷接地、电力系统接地、设备保护接地公用接地系统。目前各医院及设备厂家经常提出医疗设备、医用等电位接地要单独设置接地极，且要求与防雷接地、保护接地绝缘。实践证明，由于场地的原因，这些单独接地极不可能完全与建筑物的金属大地绝缘，而一旦绝缘遭到破坏，医用等电位接地与电力系统的保护接地则可能不是一个等电位，此时，在患者的周围如果存在这样两个电位，将产生触电的危险。

电气设备对病人的影响，即电击。电击包括宏电击和微电击。防止宏电击可以采用接地线及漏电保护器来完成。而引起微电击的主要因素是电子仪器的泄漏电流及病人所处的环境非等电位。因此减少泄漏电流及局部等电位，是在保证电子仪器cf型绝缘的条件下的克服微电击的重要手段。

减少泄漏电流的方式是将电源进行隔离。通过隔离变压器，二次侧两相导线对地高阻抗，减小了系统的泄漏电流。当泄漏电流在0.7ma～2ma范围内设绝缘监视报警。以上系统称之为局部it系统。采用局部it系统辅以局部等电位连接，就可以保证防止心脏手术及检查中的微电击。目前，我院地本工程中对需要仪器进入心脏区域的局部地区，如心脏手术室、icu等处配置了上述系统。以上配电方式也是国际电工委员会iec所倡导的。电子仪器的接地宜采用共用一点接地。基于目前电子仪器的频率较高，要求地线短而粗，地线过长反而成为干扰源。

目前我国与国际上防雷接地的规范是除爆炸危险场所外均为利用建筑物金属体作为防雷、接地体，因此建筑物内的所有金属体如钢筋等不可避免的与防雷系统为一体。而作为病人周围的金属体如水管、金属门窗等均与建筑物金属体连接。为保证病人的安全，也要求设备仪器等的保护接地与病人周围的金属体局部等电位。因此防雷接地、设备的保护接地是不能分开设置的，否则病人反而会因接触到不同电位而有触电的危险。因此，此类与人体有接触的医疗设备是不能单独接地的。

医院目前有着越来越多的先进仪器和设备，多数归结为敏感电子设备。而雷电对敏感电子设备的影响，可通过设置spd加以保护。对于有大电流接地的医疗设备的接地，应避免接地线过长，宜采用就地接地，因采用局部等电位接地，周围的病人也是相对安全的。

对于电磁干扰的问题，为减少电磁干扰的感应效应，我院采用了如下措施：

1建筑物及房间外部设置屏蔽，如建筑中含金属的墙、柱均可以作为格栅屏蔽分流，将建筑物金属等电位连接。

2电气线路采用穿金属管，减少干扰。

关于雷电对病人的影响，由于雷电的陡度大，散流快，建筑中含金属的墙、柱均可以作为格珊屏蔽分流，且病人周围采取了等电位的措施。因此在屏蔽范围内雷电病人是安全的。在手术部等设备进入病人体内的部位均位于建筑物内部，没有外墙，因此病人是很安全的。

我们认为在医疗工程中防雷接地、电力系统接地、设备保护接地采用公用接地系统是可能的，也是必须的。只有完善好这一方法，病人的安全才能得到保证。我院在近几年的医院工程设计中均采用了上述接地方式，实践证明也是很有效果的。该做法不仅节约了大量投资，而且真正实现了病人的电气安全。数字检影等设备投入使用的后，图像清晰，运行良好。

在国内，推行iec关于医疗场所局部it系统的设计思想也是为进一步保证病人的安全。由于没有相应的强制规范及投资等方面的原因，这一设计思路在设计中很难得到充分的体现。目前仅在与心脏介入相关的场所设置了it系统，而在iec推荐标准中目前要求多处场所设置该系统。

6手术部、icu、血透等场所的配电系统

中心手术部是医院的核心，手术部的配电采用双路电源末端切换。这包括手术室内配电及手术室洁净空调系统的配电。电源由变电所专线供电。每一间手术室应单独设置配电箱，按照新的《医院洁净手术部建设标准》中的规定，容量不能小于8kva。每间手术室的电源进线是否采用三相进线。主要根据布局及医院的具体要求进行。目前部分手术室内设置的高低温冷柜等三相设备，电源三相引起的情况越来越多。作为与病人接触的电源部分，应尽量考虑单相供电。每间手术室考虑3～4个插座组，其中一组在综合医疗柱上，每组插座组3～4组插座及2～3组接地端子。手术室内设置观片灯、书写板照明、接地中心可设置在配电箱内。配电箱可与手术室内的控制面板结合。控制面板上有各类气体出口、时钟及定时钟、实施空调检测及控制、照明控制、废气检测及排放。

心血管造影室除数字成像系统采用专门配电外，室内设置要求与心脏手术室相同。

目前国内心脏手术室、icu、心血管造影、抢救室、血液透析等采用局部it系统。iec标准强烈要求it系统不配出n线，目前病人接触的用电设备均为单相设备，通过隔离变压器配出的it系统均为单相。

it系统应注意如下问题：版权所有

必须设置绝缘监视装置；

尽量减少系统容量，减小系统线路的长度；

增加线路的绝缘等级；

辅助以局部等电位接地，等电位干线保证在16mm2，支线在6mm2以上；

配电线路采用穿钢管敷设，减少干扰；

变压器二次出线采用双极保护开关。

7照明设计

由于经济发展水平的差异，我国与国外发达国家的医院照度标准相差甚远，发达国家的照度标准约是我国现行标准的5～10倍。目前完成的各医院工程的照度水平在我国现行标准的基础均有所提高，如一般环境为150lx、诊室等为200lx、医技科室300～500lx、病房100lx。实施后效果良好，体现了现代化医院的良好形象。设计中应注意医疗功能性用房照明的特殊要求。

诊室、病房、急诊观察室、治疗室等处采用高显色荧光灯，以便于观察病人的情况。色温在3500k左右，病房、急诊观察室、治疗室等处的顶灯采用漫反射型灯具，以减少眩光。在病房建议用间接照明，手术室、手术部清洁走廊、传染科、污物、污洗等处与业主结合确定是否设置紫外线灯。

对特殊场所的照明采取了不同方式：磁共振扫描室、理疗室、脑血流图室等需要电磁屏蔽的地方，灯具采用了直流电源；测听室的照明采用白炽灯；眼科暗室采用可调光的白炽灯。

8其他

医院发展快，变化多，在设计中我们将配电箱设置在夹墙内，此方式配合吊顶线槽配电，使系统更加灵活，方便日后用电的发展需要。在检验科、中心实验室等用房设置了沿墙附设的电气配电槽，并将电源断路器设置其上，以适应实验室用电设备多，用电变化多的需求。

在病房设置综合医疗槽、槽内设置插座组，接地端子，局部照明等，并在床头方向距地0.3m处加设一组电源插座，方便电动床等固定设备的使用。

随着我国国力的增强，医疗卫生事业将在一定时期得到长足的发展，作为我们医疗工程设计人员，要不断了解学习最新的医疗设备，学习了解国内外的新规范。工作的重点应在如下几点：

医用电子电路设计及应用范文第4篇

【关键词】高功率微波 医疗卫生装备 电磁干扰 HPM防护

1 引言

高功率微波（High Power Microwave，简称HPM）是指微波脉冲峰值功率大于100MW以上的微波，由于HPM本身具备的优点，其应用越来越受到各个领域的重视。HPM武器是利用高功率微波的射束能量干扰和摧毁敌方电子设备、破坏敌方武器系统或杀伤作战人员的定向能武器，自海湾战争以来，其作为一种潜在的新概念武器，已经在集“陆、海、空、天、电磁”五维一体的空间立体式信息化战争中发挥了重要的作用[1]。在未来战场上，它必将得到更为广泛的应用，这对我军雷达、通信、计算机、各种战术导弹、预警飞机、隐形飞机、车辆点火系统等武器装备构成了极大的威胁，同时，对我军后勤保障系统中的医疗卫生装备也提出了严峻的挑战[2]。

随着现代电子和工程技术的发展，医疗卫生装备对电磁信号的敏感度也越来越高，尤其是检测人体生物电生理信号的仪器，其检测结果会受到干扰，严重时会产生强电击危及生命；如果是带有计算机系统的医疗装备，大幅度的共模干扰，还会引起计算机逻辑错误、信息丢失等。比如，在战场上常用气动式电控呼吸机急救设备，其工作原理是依靠中心供氧或气泵为气源，通过微机控制对患者进行控制呼吸与辅助呼吸及自主呼吸，一旦电子控制线路受到HPM攻击和破坏，泵送气源频率将紊乱，仪器将无法正常工作，对患者生命带来极大危险[3]。在未来信息化战争环境下，高功率微波对我军医疗装备的影响已经不可避免，因此，加强医疗装备的HPM防护势在必行。

2 HPM对医疗卫生装备的作用机制

随着科学技术的发展，现代医学仪器逐渐向微型化、智能化方向发展，其核心部件基本都由微处理器控制。高功率微波主要通过微波的热效应对医疗装备中的元器件如单片机、电阻、电容、半导体器件等产生破坏。典型的HPM失效效应是电子元器件的烧毁，其次是使电气子系统的性能受到影响，以及使其工作状态改变。

2.1 HPM破坏机制

HPM对医疗卫生装备等电子设备的作用机制，概括起来主要有以下两方面[4]：

（1）电效应，是指在高功率微波下金属表面或金属导线上产生感应电流或电压并对此电子元器件产生的效应，如造成电子元器件状态的翻转、器件性能的下降和半导体器件的击穿等。

（2）热效应，是指微波照射电介质材料时，该材料会吸热升温的现象。材料单位体积吸收的功率值与电场强度平方成正比，随着材料导电率的升高而增加，此外，还与介电常数和微波频率有关。这种热效应会使目标瞬间被加热。轻者，医疗装备的电子系统受到干扰而失效；重者，整个系统将被摧毁。

2.2 HPM破坏阈值

HPM的攻击目标主要是各种武器系统和作战平台中最关键而又最脆弱的电子设备以及卫勤系统中的急救仪器，同时，在其作战区域内所有电子或电气设备都会受到威胁[5]。根据国内外的研究成果，列举一些高功率微波对电子元器件、医疗卫生装备的计算机系统、一些军用设备的破坏阈值。表1给出了电磁脉冲对各种电子元器件干扰和破坏的阈值。表2给出了高功率微波对医疗卫生装备的计算机系统的破坏阈值。

由此看出，HPM对不同类型的电子元器件产生干扰和破坏的能量不同，对医疗卫生装备的计算机系统产生干扰和破坏的功率密度也不同。军用医疗设备多为传感器电子产品，比如用于战场急救的监护仪，主要用于检测人体生理参数指标，包括脉搏、呼吸、血压等，而这些电生理信号是十分微弱的，极易受到干扰，若外界电磁波能量过大，就会对军用电子设备产生直接破坏，使其无法正常工作。

2.3 HPM破坏途径和过程

高功率微波进入医疗电子设备的途径是多种的，主要是通过前门耦合和后门耦合两种途径。所谓前门耦合，是指HPM能量通过天线或传感器等媒介耦合到其接收和发射系统内，以破坏其前端电子设备。如果入射的HPM能量的主要频谱分量在前门通道的通频带内，会有很强的HPM能量耦合到内部系统的界面上。例如，弱微波能量通过前门耦合，冲击和触发电子系统产生假的干扰信号，干扰雷达、通信、导航等设备的正常工作，或使其过载而失效。能量稍大，即可能烧毁微波检波二极管、混频器等。后门耦合，是指HPM能量通过机盒的缝隙或小孔渗透到系统中。若耦合进入电子系统的微波能量较少时，可干扰其电子设备，使电路功能产生混乱，出现误码，信息传输中断，抹掉记忆信息等；当耦合进入电子系统的微波能量较大时，会造成电路系统和电子器件、计算机芯片等永久损伤或烧毁。

HPM对电子设备或电气装置的破坏过程主要包括渗透、传输和破坏三个环节。

首先电磁波由天线、电缆、各种端口部分或者表面的媒介向内部渗透，其能量变成随时间、空间变化的大电流、大电压，然后以电磁脉冲渗透的上述部分作为能量中转站传输到内部脆弱的部位（电子元器件、集成电路等），最后进入空间结构的电磁脉冲作用于非常小的高密度的脆弱部位（电子元件、集成电路芯片及连接点等），由于能量密度极高而造成破坏。

3 医疗卫生装备的HPM防护

医疗卫生装备是军事装备中极其重要的一部分，且绝大多数装备都属于电子产品，如监护仪、呼吸机、麻醉机、输液泵等，其内部元器件及集成电路在高功率微波环境下都会受到不同程度的破坏，生理信号的监测、传输和处理也会受到电磁波的干扰，甚至失效或损坏而不能正常工作。因此，加强医疗卫生装备的HPM防护研究已经成为军事医学领域亟待解决的问题，具有重要的意义。HPM武器从不同途径对电子设备构成杀伤，为了有效防护HPM武器，需要根据其对目标杀伤的途径和破坏效应采取相应的防护措施。目前，通常的防护措施主要有电磁防护、HPM耦合通道防护、HPM加固等。

3.1 电磁防护

电磁防护是目前电子设备普遍采用的方法，主要包括电磁屏蔽、接地处理、滤波等。(1)屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能的传输，达到电磁防护的一种重要手段。有效的加固方法是使所用医疗设备完全置于一种不让电磁场到达被保护的设备的箱体，但是，所有的设备都需要获得电力，并且与外界通信，虽然现在很多医疗设备的设计采用蓝牙无线通信，但难以避免检测人体生理参数的测试探头多数为有线连接，这些进入点为高功率微波的电气瞬态进入提供了机会。若改用光纤通信，在满足传送数据要求的同时，必须对所有进入箱体的导电通路加装电磁抑制器件。同样，如果选择合适的吸波材料可以将反射未完全的部分吸收掉，而不至于进入系统内部造成破坏。(2)接地处理是最基本的电磁防护措施，通过适当的方法与大地连接，以提高电子设备电路系统工作的稳定性。机壳接地，可以有效的抑制外界电磁场的影响，避免机壳电荷累积过多导致放电而造成的干扰和破坏。(3)滤波方法指设计适当的滤波器来去除电磁干扰的方法。滤波器可以由电阻、电感、电容一类无源或有源器件组成选择性网络，以阻止有用频带之外的其它成分通过，完成滤波作用；也可以由铁氧体一类有损耗材料组成，由它把不希望的频率成分吸收掉，达到滤波作用。

3.2 HPM耦合通道防护

根据电磁波进入医疗卫生装备的方式可以分为对从前门耦合进入电子设备的HPM防护和对从后门耦合进入电子设备的HPM防护。

(1) 对从前门耦合进入电子设备的HPM防护，由于电子设备工作时的对外端口(如天线)是必须的，电磁干扰从前门耦合进入电子系统通常难以避免。在强微波照射下，常规电子防御措施如采用新频段、扩展信号频谱、增大有效辐射功率、提高接收机的信噪比等将全部失效，因为HPM武器的功率更强，频谱更宽，即使不烧毁电子设备，也会形成压制性干扰。在弱微波能量辐射下，医疗卫生装备的常规反干扰措施依然可行。

(2) 对从后门耦合进入电子设备的HPM防护，医疗卫生装备机箱上的任何小孔、缝隙的作用都非常像一个微波腔体中的槽口，能让微波辐射直接激励或进入腔体。HPM进入装备腔体后就会对腔体内的集成电路和一些敏感器件产生干扰或破坏。所以对于后门耦合的防护来说，首先考虑的应是阻止HPM侵入医疗装备的腔体中。

3.3 医疗装备HPM加固

HPM加固，是指在电子设备中，综合性能、成本、复杂程度，在极宽频率范围内发现电子系统中的薄弱环节，采用各种手段使系统免于HPM的损伤的工作过程。

对于军用医疗装备，一般加固战略分为两种：(1)控制耦合，通过控制天线和后门进入点，或者通过系统设计，采用诸如吸收提、限幅器、滤波器和屏蔽等措施反射或衰减入射的HPM场；(2)降低敏感度，设计足够坚固的子系统和组件，在遭遇HPM环境后仍能执行使命。

不同于一般电子设备，医疗设备是用于检测和监测人体生理弱信号，其对电磁的敏感度更高，防护和加固的要求也更加严格。从防护策略上考虑，可以采用分级防护的方法，即系统级防护、设备级防护、组件级防护、元器件防护。根据医疗设备的HPM电磁加固技术，开展二极管等元器件的终端保护装置研究，计算机主板等的屏蔽技术研究，敏感元器件等的应用研究。

4 结束语

随着HPM技术的进一步发展以及HPM武器的广泛适应，未来战场的电磁环境变得更加恶劣，这对我军医疗卫生装备的抗电磁干扰性提出了更高的要求。如何提高医疗卫生装备的抗电磁干扰性，提高我军卫勤保障能力，是当前各级医疗卫生机构面临的严峻而又现实的问题。只有立足我军现有的卫生技术装备的发展水平，掌握HPM对各类医疗装备的作用规律，采取更加新颖可靠的防护措施，才能充分发挥现有医疗卫生装备的性能，提高我军卫勤保障的能力。

参 考 文 献

[1]吕文红，郭银景，唐富华等. 电磁兼容原理及应用教程[M]. 北京：清华大学出版社， 2008.

[2]霍元义. 电磁干扰及电磁干扰对医疗仪器设备的影响与对策[J]. 医疗卫生装备， 2004， 6: 172–174.

[3] Mats G. Backstrom， Karl Gunnar Lovstrand.Susceptibility of Electronic Systems to High-Power Microwaves: Summary of Test Experience [J].IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility， 2004， 3(46):396-403.

医用电子电路设计及应用范文第5篇

【关键词】洁净度要求 供配电设计 局部等电位联结 局部IT系统

引言

随着科技日新月异的进步、经济的迅猛发展以及人民生活水平的提高，人们越来越重视自身的健康问题，从而对医疗条件的要求越来越高，这就对医院手术室医疗设施提出了新的要求。现在一些大型综合医院已经设置了可以达到国际标准的洁净手术室，使医院手术的硬件环境达到一个新的水平，那么如何即能保障手术的顺利进行，又要保障医护人员和患者的人身安全，是洁净手术室电气设计必须解决的问题。

1、洁净手术室分级洁净手术室以空气洁净度与细菌浓度两个主要指标分为四级，并以空气洁净度级别作为必要保障条件。I级：特别洁净手术室；II级：标准洁净手术室；HI级：一般洁净手术室；Ⅳ 级：准洁净手术室。

2、洁净手术室的照明设计手术室通常采用混合照明，分为一般照明、手术室重点照明、信号灯照明和观片灯照明等。

2.1照度设计标准据国外文献介绍，手术室一般照度多在500 lx以上，高者达1500 lx，也有提出从750―1500 Ix的。而据后来实测，日本东海大学无菌手术室照度为465 lx，准备室为350 lx，前室为420 lx，都未说明是最低照度，是平均照度的可能性大。《医院洁净手术部建筑技术规范》结合国情规定手术室一般照明的最低照度取350lx，则平均照度在500lx左右，而辅助用房则按洁净室最低标准取150 lx。手术室重点照明为手术无影灯，其在工作面的照度要求随手术类别不同而差别较大，照度在20×103～100×l03lx。外科为60×103～100×l03lx，口腔科手术无影灯可为10×l03lx。

2.2照明设计洁净手术室一般照明光源可选用色温为4OOO～5000K之间的洁净荧光灯，其色温与无影灯光源的色温相适应，其显色性应接近自然光，要求显色指数Ra大于90。洁净手术室内照明灯具应为嵌人式密封灯带，在手术台四周布置，且必须布置在送风口之外。只有全室单向流的洁净室允许在过滤器边框下设单管灯带，灯具必须有流线型灯罩。手术室内应无强烈反光，大型以上(含大型)手术室的照度均匀度(最低照度值／平均照度值)不宜低于0．7。同时为克服荧光灯的频闪效应，对荧光灯带可采用三相均匀配电或采用电子镇流器。无影灯应根据手术室尺寸和手术要求进行配置，宜采用多头型；调平板的位置应在送风面之上，距离送风面不应小于5era。手术无影灯选择与设计涉及到照明和医学等多方面知识，一般由照明设计人员与专业医务人员研究确定，以达到满意效果。手术室内应设置观片灯，观片灯联数可按手术室大小类型配置(3联，／J、型每间、4联，中型每间、6联／大型每间)，观片灯应设置在术者对面墙上，应嵌入墙内，不突出墙面，安装高度可定为中心距地1．5m。多联观片灯通常每联灯光单独控制，开关可设于观片灯下侧的控制面板上。在手术室大门外侧上方设置手术工作指示灯，其可在室内侧单独设置开关，也可与手术室自动感应门或无影灯等标志手术开始的设备连锁控制。

3、洁净手术室的供配电设计

3.1洁净手术部必须保证用电可靠性当采用双路供电源有困难时，应设置备用电源，并能在lmin内自动切换，其用电应从本建筑物低压配电室采用专线供给。根据使用场所的要求，主要选用TN―S系统和IT系统两种形式。为了减少外来尘、菌的侵入而带来交叉感染，洁净手术部的总配电柜，应设于本层手术部专用配电室内。

3.2洁净手术室内用电应与辅助用房用电分开每个手术室的供电采用放射式的供电方式，宜采用桥架单独敷设。每个洁净手术室应设有一个独立专用配电箱，为了检修时工作人员不进手术室，减少外来感染，配电箱不得设在手术室内，应设在该手术室的外廊侧墙内。洁净手术室的配电总负荷应按设计要求计算，并不应小于8kV・A。

3.3洁净手术室内医疗设备用电插座在每侧墙面上至少应安装1个插座箱，插座箱上应设接地端子，其接地电阻不应大于1Q。如在地面安装插座，插座应有防水措施。

3.4洁净手术室配电解决方案安科瑞（Acrel）公司的医用隔离电源柜及其配套绝缘监测装置是针对医疗Ⅱ类场所的供电需求而开发设计的，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合国家相关标准。产品可广泛应用于医疗、电信、冶金、煤矿、船舶、建筑机械、石油化工及交通工程等领域。配套产品包括AIM系列的绝缘监测仪、AID系列的报警与显示仪、ACLP10-24型的仪用直流稳压电源、AITR系列隔离变压器等。洁净手术室(I级)配电系统图如图1所示。安科瑞公司的隔离电源系统主要包括以下部件：1）AIM-M100绝缘监视仪2）AITR系列隔离变压器3）AID100外接报警和显示仪4）ACLP10-24型的仪用直流稳压电源3.5主要产品型号规格及配置安科瑞（Acrel）公司的医用隔离电源柜是针对医疗2类场所的供电需求而设计的具有局部IT系统的配电柜，IT系统装设绝缘监测装置来监测系统的绝缘状况，各输出回路采用了具有短路保护功能的断路器；其它系统输出回路则采用了具有漏电保护功能的断路器。产品根据使用场所的不同分为GGF-O系列手术室用隔离电源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔离电源柜两大类，能够很好的满足各类手术室和重症监护室对电源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求-医疗场所》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低压成套开关设备和控制设备》等标准。

4、洁净手术室净化空调配电与控制设计

4.1空气净化处理空气净化处理是手术室洁净目标的关键，对于洁净手术室来说，空气洁净度是必要保障条件，若没有空气净化措施，则称不上是洁净手术室，因此洁净手术室净化空调电源的可靠性至关重要，对于手术室净化空调的供电负荷等级应是一级负荷，采用双电源供电(切换时间可以超过15s)或以独立回路引自低压柜的事故母线段。

4.2各洁净手术室的空调设备其设备应能在室内自动或手动控制。控制装备显示面板应与手术室内墙面平齐，其检修口必须设在手术室之外；通常空调设备控制按钮全部设置在手术室综合控制面板上，方便医护人员的使用，该综合控制面板还包括时钟显示、医护对讲分机、医疗气体压力的检测等其他功能。

5、洁净手术室供电安全与接地设计随着现代科技的日益发展，手术室内医疗电气设备越来越多，其供电安全问题更显得重要。医疗电气设备不仅与人体表面接触，有的也与人的内脏(包括心脏)接触，而医疗电气设备和电子仪器难免有绝缘损坏、电流泄漏的现象，这就不可避免地导致医疗电击事故的发生。为此应更加高度重视，我们应根据不同手术室的要求，进行合理设计、选用安全供电设备。

5.1漏电断路器的应用当流过人体电流小于30mA时，人体就不致发生心室纤颤而电击致死，因此国际上规定低压移动设备和插座等未端回路剩余漏电动作保护器(简称RED)的额定动作电流为30mA。据IEC标准规定，在TN―S系统中对于由医护人员操作、不直接接触病人身体的正常医疗设备电源插座回路，选择动作电流不大于30mA的RCD作附加保护；在进行诸如心脏内部手术和中断供电将招致生命危险的治疗场所，RCD只能设在手术台、x光机、额定功率大于5kVA的大型电气设备、不重要的电气设备回路上。IEC标准规定：进行心脏手术的医疗设备泄漏电流正常状态为10uA以下，单～故障状态为50uA以下(通过心脏电流超过50uA就有心室纤颤而死亡，被称微电击致死)，相应的手术室内电位正常时为10mY，单一故障状态为50mV。所以对于进行心脏手术的医疗设备不宜采用漏电电流动作保护，应采取防止微电击的保护措施。

5.2作局部等电位联结为了有效防范手术室这特殊场所因医疗设备发生泄漏电流而产生严重后果，减少手术室内的电位差，应采取等电位联结。目前，国际上防微电击措施常采取等电位联结。美国、德国等都在本国的电气法规中制定了采取等电位联结，防止电击发生的有关规定。我国《医院洁净手术部建筑技术规范》规定所有洁净手术室均应设置安全保护接地系统和等电位接地系统。防微电击的等电位联结，应包括室内给水管、金属窗框、病床的金属框架及患者有可能在2．5m范围以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(中接地线)的电阻值，应使上述金属导体相互问的电位差限制在10mV以下。手术室内等电位联结的做法为在房问墙上设置局部等电位联结箱，手术室内的照明灯、手术无影灯、金属器械柜、呼吸麻醉机、手术床、金属门窗、空调进出风聪的金属格栅框、各种医用气体管道、防电磁干扰的屏蔽层、地板下可能的金属网格等，为安全起见均应作等电位联结，由等电位联结端子板连成一体，做法可参见国标图集02D501―2《等电位联结安装》。

5.3设置局部IT系统《医院洁净手术部建筑技术规范》规定心脏外科手术室的配电盘必须加隔离变压器，即采用IT系统供电。该供电方式为设一台1：1专用隔离变压器，其二次侧不接地，箱内设一套绝缘监视装置以监视接地故障电流。当发生第一次单相接地故障，一般当系统绝缘水平低于50kQ时，并不自动切断电源，而由绝缘监视装置发出故障报警。这时故障电流仅为医疗场所内的一小段线路的微量对地电容电流，引起该场所内的不同部分的电位差很小(不大于50uV)。这时医生可根据病人病情的严重程度，可在确保病人安全的前提下，决定是否切断电源，或继续进行手术，并采取相应措施。当发生第一次接地故障，在手术后，应立即排除故障，防止第二次异相接地故障而引起相问短路。手术室IT系统设计应注意以下几点：①应设置漏电检测报警装置；②隔离变压器需设置过载和温度监测；③手术室内常规照明灯电源不必通过隔离变压器；④手术室内IT系统的PE线仍是医院内TN―S系统的PE线的延伸，也即IT系统和TN―S系统共用同一个保护接地的接地装置，切勿另打单独的接地极，引入另一PE线给手术室内电气设备进行接地，以防止两个接地装置间可能存在的电位差对人身安全造成威胁。

5.4防止无线电通讯设备对医疗电器设备的干扰洁净手术室内禁止设置无线通讯设备。同时为防雷击电磁脉冲，保护医疗电子设备，以免造成人身安全威胁，应在手术室专用配电室内，进线电源侧加装浪涌保护装置。

结语

黄金有价，生命无价。随着人民生活水平的不断提高，涉及人身安全的洁净手术室的电气设计，将会越来越完善。局部IT系统为手术室供电安全提供了可靠的保障。

参考文献：