醫療IT系統絕緣監測裝置

醫用IT系統（俗稱醫用隔離電源系統），又叫中性點不接地配電系統。

基本介紹

• 中文名：醫療IT系統絕緣監測裝置
• 供電電壓：直流24V；
• 功耗：：≤4VA;
• 回響時間：：≤5s；

IT

醫用IT系統：

在IT系統中，系統中性點對地完全隔離，系統負載中的外殼經接地保護線接地。如果出現單相接地故障，對地漏電流只能經過系統泄露電容對系統相線構成迴路，而系統泄露電容引起的容抗總是遠遠大於TN系統中的接地電阻，因此IT系統中的漏電流非常的小，斷路器不會因接地電流的存在而引起過電流動作，從而保證系統帶故障運行。

醫用IT系統

絕緣監測儀：

在IT系統中用來實時的監測和測量供電系統對地絕緣的絕緣狀況和絕緣電阻阻值，當系統發生第一次單相接地等故障而導致絕緣電阻阻值低於某一預先設定值（一般為50kΩ）時，監測儀就發出報警信號，通知有關人員及時排查故障，或啟動故障定位儀對故障進行定位。另外，絕緣監測儀還具有變壓器溫度檢測和過負荷檢測與報警功能。

監測裝置

l 當醫療供電系統第1個絕緣故障發生時，供電系統不能被保護裝置切斷；

l 手術室、重症監護室等2類醫療場所的手術設備以及用以維持生命的設備不能斷電；

l 當供電系統出現故障時，故障電流被減小到安全範圍內；

l 當系統出現第一次接地故障時，應能及時檢測甚至是預檢測，並及時報警；

l 許多國內國際標準都明確規定，對於醫療2類場所，必須採用IT供電系統，並配有相應的絕緣監測儀器。

電源選擇

醫療場所的分類：

IEC60364-7-710:2001標準對不同功能的醫療場所進行了明確的劃分，共分成三類：

* 0類房間：無醫療設備套用的場所 如按摩室等。

* 1類房間：有醫療設備，且用於人體外部、除心臟或710.2.7條(2類房間)規定以外的人體內部

如病房、產房、檢查治療室、泌尿室、水療室、理療室、血透室、磁共振成像室等。

* 2類房間：有醫療設備套用，且用於諸如心臟內部治療、手術室和危及生命的治療的場所

如心電圖/腦電圖室、內窺鏡室、放射性診斷治療室、麻醉室、手術室、手術準備室、手術石膏室、手術恢復室、心臟導管插入室(CCU)、重症監護室(ICU)、血管造影檢查室、核醫療室、早產兒監護室等。

三類醫療場所供電電源的選擇：

在0類和1類醫療場所，由於無醫療設備使用，或相關設備僅使用在人體一些非致命性部位，所以可使用普通建築物的電源設備和漏電保護措施。一般採用TN系統，配備剩餘電流保護設備RCD，即發生漏電流超過30mA的漏電事故時，RCD動作，分斷故障迴路。這樣即使造成醫療設備斷電，也不會對患者造成重大影響，醫生的診斷或治療也可重新開始。

在2類場所的患者，往往處於無行為能力的狀態，必須依靠某些醫療設備維持生命，或者處於手術狀態，任何有關醫療設備上的故障都將給患者帶來生命危險，所以，在電氣上必須保證醫療設備電源系統的可靠性，即保證設備對病人的直接漏電流不超過10μA，同時又要保證在漏電流或過電流狀態下，有不間斷供電的可靠保證。鑒於上述兩方面因素，IEC標準規定在2類場所必須採用IT供電系統。

測量原理

絕緣監測儀向系統注入測量電壓信號，設測量電壓為：Um，則系統的絕緣電阻為：

絕緣電阻測量原理圖

原理圖

公式

規範

國外國際標準：

· 德國的DIN VDE0107；

· 法國的NFC15-211；

· 美國的NFPA99-1993；

· IEC（國際電工協會）60364-7-710；

· IEC61557-8 ，61558-9；

· IEC61558-15。

國內相關標準：

· JGJ/T16-92 《民用建築電氣設計規範》；

· GB 50333-2002 《醫院潔淨手術部建築設計 規範》；

· GB 16895.24-2005 《建築物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求—醫療場所》；

基本規定：在2類醫療場所必須採用IT供電電源，並配置一個符合規範要求的絕緣監測儀，絕緣監測儀要配有外接的報警和顯示設備。

IEC1558-15中規定醫用絕緣監測儀的技術指標為：

(1) 絕緣監測儀需符合IEC61557-8並滿足下列規定要求：

(2) 交流內阻抗應至少為100KΩ；測試電壓不應大於直流25V；

(3) 即使在絕緣電阻降至50KΩ時，應發出報警信號。應配置試驗此功能的器具；

(4) 絕緣監測儀要求監測醫療IT變壓器的過負荷和過熱。

外接報警和顯示儀的技術指標為：對於每個醫療IT系統，配備有下列組件的聲光報警系統應裝設在適當的地方以便醫務人員可以經常監測（聲光信號）：一隻綠燈亮表示工作正常；當絕緣電阻下降到最小整定值時，一隻黃燈亮。應不能消除或斷開這個亮燈指示；當絕緣電阻下降到最小整定值時，音響報警動作。該音響報警可以解除；當故障被清除恢復正常後，黃色信號燈應熄滅。

組成

符合標準

醫用隔離變壓器符合的標準

· GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710：2002《建築物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求醫療場所》

醫療IT系統安全裝置的組成

· GB19212.16-2005/IEC 61558-2-15：1999《電力變壓器、電源裝置和類似產品的安全第16部分：醫療場所供電用隔離變壓器的特殊要求》

絕緣監測儀符合的標準

· IEC61557-8 《交流1000V和直流1500V以下低壓配電系統中的電氣安全防護措施的試驗、測量和監控設備，第8部分：IT系統中絕緣監控裝置》

· IEC61557-9 《交流1000V和直流1500V以下低壓配電系統中的電氣安全防護措施的試驗、測量和監控設備，第9部分：IT系統中的絕緣》

· IEC364-4-5 《建築物電氣裝置，第4部分：安全防護；第5部分：電氣設備的選擇和安裝》

外接報警與顯示設備

· GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710：2002《建築物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求醫療場所》

基本功能

絕緣監測儀

· IT系統絕緣電阻的實時測量與顯示功能；

· 變壓器負載電流的實時測量與顯示功能（以負載的百分比顯示）；

· 隔離變壓器溫度的實時測量與溫度顯示功能（隔離變壓器內部預埋溫度感測器）；

· 系統自檢功能（自動和手動），具體包括：

1）設備連線到PE線的連線斷線檢測；

2）測量電流互感器斷線檢測；

3）設備內部故障檢測；

· 具有以下報警功能：

1）絕緣故障報警（當絕緣電阻降到50KΩ時，絕緣監測儀應發出報警信號，並配置試驗此功能的硬體電路，及測試按鈕）；應有相應的報警指示燈（MUTE按鈕設定在外接報警與顯示儀上）

2）過載報警（當系統的負載電流超過設定時，設備報警）；

3）超溫報警；

4）斷線報警；

5）設備自身故障報警。

· 通訊功能：具有RS-485和CAN通訊接口，能夠通過485匯流排與報警和顯示設備通訊，並通過CAN接口與其它系統組網。

· 指示功能設定：設有運行、絕緣、過載、超溫等指示燈指示功能。

結構框圖其中內部故障檢測電路主要包括：設備連線到PE線的連線斷線檢測電路、測量電流互感器斷線檢測電路和系統本身故障檢測電路等。故障測試電路是指絕緣故障測試電路，即監測設備本身能夠模擬絕緣故障，並以此來檢測監測設備的絕緣故障測試功能與性能。

絕緣監測儀硬體框架

技術參數

· 供電電源：

· 被監測的IT系統：1）系統電壓：AC70～264V；

2）系統頻率42-60HZ。

· 絕緣監測： 1）可調回響電阻：1～100KΩ；

2）相對百分比誤差：±10%；

3）

4）測量電壓：±12V；

5）測量電流Im最大值，在Rm=0時：<1mA；

· 隔離變壓器溫度測量：1）回響值：40K；

2）熱敏電阻：PTC熱敏電阻。

· 負載電流檢測： 1）回響值（可調）：5-45A；

2）相對百分比誤差：<0.5%。

不同負載設定值： 變壓器容量：3.15KV、4KVA、5KVA、6.3KVA、8KVA；

Ialarm:1～14A、18A、22A、28A、35A。

· 顯示： 1）顯示方式：LCD液晶顯示；

2）液晶點陣：122*32。

絕緣監測儀採用35mm導軌安裝的方式，儀表長度為7模。

外接報警與顯示儀

· 具有絕緣電阻和變壓器負荷的實時顯示功能；

· 具有運行和通訊狀態指示燈（綠色）指示功能；

· 具有變壓器超溫指示燈（黃色）指示功能；

· 具有過負荷指示燈指示（黃色）指示功能；

· 具有絕緣故障指示燈指示（黃色）指示功能，同時面板上發出蜂鳴報警功能；

· 具有蜂鳴報警聲音消除鍵消音功能

外接報警與顯示儀系統應設在手術室或ICU的情報面板上，以便於醫務人員查看。當絕緣電阻下降到最小整定值時，絕緣故障指示燈黃燈亮。這個指示燈不能消除；當絕緣電阻下降到最小整定值時，音響報警動作。該音響報警可以解除；當故障被清除恢復正常後，黃色信號燈應熄滅。

結構框圖：

由上圖所示，系統包括單片機、電源模組、通訊模組和人機界面。數據通過通訊模組讀取後，再通過人機界面實時顯示。

外接報警與顯示儀結構框圖

技術指標:

· 供電電源：1）供電電壓：直流24V；

2）功耗：≤3VA;

· 顯示： 顯示方式：兩個三位一體的數碼管顯示，一個用於顯示絕緣電阻值，一個用於顯示變壓器負荷量；

· 指示燈 見下表：

指示燈設定表

指示功能	指示燈顏色	指示功能	指示燈顏色
運行	綠色	絕緣故障	黃色
通訊	綠色	超溫	黃色
過負荷	黃色	設備故障	黃色

· 按鍵： 設有一個消音按鍵，尺寸為：12*12*15。

· 報警器：設有一個用於聲音報警的蜂鳴器。

· 接口： 通訊接口：RS-485通訊；

電源接口：24VDC電源

面板尺寸：

為了便於醫務人員操作，消音按鈕選用12*12*15的大按鈕，並有明顯的圖示指示。採用嵌入式安裝、擠壓式的固定方式。

技術指標：

額定容量	6.3KVA/8KVA	空載輸入電流	<3%額定電流
額定頻率	42-60Hz	空載輸出電壓	232V
額定輸入電壓	230V	滿負荷功率損耗	230 W/260W
額定輸出電壓	230V/115V	最高環境溫度	40°C
額定輸出電流	28.5A/38.5A	溫升	90K
絕緣等級	F	耐壓測試	3KV
衝擊電流：	<12倍額定電流	防護等級	IP21
泄露電流：	<270uA以下

醫用隔離變壓器

醫用隔離變壓器是醫用IT系統專用變壓器。繞組內安裝PTC熱敏電阻，監控繞組溫度。整體要經過真空絕緣油漆浸漬處理，抗腐蝕。產品要採用低溫升設計，發熱量要低。

不同容量變壓器各部分尺寸說明

額定功率	尺寸(mm)							重量
KVA	A	B	C	D	E	F	G	kg
6.3	280	245	370	240	215	175	11	26
8	280	260	270	240	230	190	11	27