李昇 張建軍
摘要:醫(yī)院中的供配電安全是醫(yī)療活動(dòng)正常運(yùn)作的根本保障。因此,要使供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理,確保供配電系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,需要設(shè)計(jì)人員全面考慮各項(xiàng)要素,制訂安全、可靠的醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)方案,確保醫(yī)療建筑內(nèi)各類電氣設(shè)備安全運(yùn)行?;诖吮疚姆治隽酸t(yī)院建筑供配電相關(guān)方面。
關(guān)鍵詞:醫(yī)院建筑;供配電方式;設(shè)計(jì)。
1負(fù)荷容量和級(jí)別的確定
1.1醫(yī)療及大型設(shè)備容量的確定
供配電設(shè)計(jì)首先確定用電容量和用電負(fù)荷等級(jí),筆者歸納一下曾經(jīng)的眾多大中型醫(yī)院的重要醫(yī)療設(shè)備容量如下。
①國(guó)內(nèi)大多醫(yī)院采用MR核磁共振設(shè)備場(chǎng)強(qiáng)為1.5T-3T,以3.0T為例,一般最大瞬時(shí)功率100kVA,連續(xù)功率75kVA,功率因數(shù)0.9,機(jī)房空調(diào)約為40-50kW,冷卻水冷機(jī)約為20kW;磁共振機(jī)房一般遠(yuǎn)離馬路、電梯、空調(diào)機(jī)房、泵房、變壓器、交流配電箱、強(qiáng)電電纜,金屬物件與核磁共振室間距動(dòng)態(tài)干擾下在5.5-40m,靜態(tài)干擾下在1.25-4m,交流干擾下電纜在25A-1000A的距離在2m-12m,變壓器100kVA-1600kVA的間距在12-14m。
②DSA血管造影設(shè)備設(shè)備容量一般為125kVA,功率因數(shù)在0.9,機(jī)房其他空調(diào)、插座、照明等容量單獨(dú)供配電。③平掃CT/螺旋CT掃描機(jī)的設(shè)備容量一般在0kVA-100kVA,功率因數(shù)在0.8。
④用于放射治療的直線加速器根據(jù)被加速的粒子能量(MV)確定加速器的配電容量,直線加速機(jī)房獨(dú)立建設(shè),以一般醫(yī)院采用15MV為例,機(jī)組的容量約35kW,真空泵2kW,水冷機(jī)10kW,并根據(jù)房間要求單設(shè)空調(diào)機(jī)組。
⑤高壓氧艙根據(jù)工作壓力、艙體體積、治療人數(shù)等確定供電容量,一般可按50kW-80kW預(yù)留。
⑥二三級(jí)甲乙等醫(yī)院會(huì)設(shè)置中心供應(yīng)室,包括污染區(qū)、清潔區(qū)、無(wú)菌區(qū)、辦公區(qū)等,其中眾多設(shè)備容量約在150kW-200kW。
⑦手術(shù)室根據(jù)潔凈度分為萬(wàn)級(jí)、千級(jí)、百級(jí)等,每間手術(shù)的供電容量分為3.15kVA、6.3kVA、8kVA,各別房間達(dá)到10kVA,而手術(shù)的潔凈空調(diào)一般按潔凈區(qū)域每平米150W-200W測(cè)算。
⑧中心供應(yīng)室是大中型醫(yī)院必備,消毒除菌、發(fā)放等設(shè)備總?cè)萘恳话阍?50kW-200kW之間。
1.2負(fù)荷等級(jí)的確定
①根據(jù)規(guī)范一級(jí)負(fù)荷的重要負(fù)荷,供電需要二路中壓進(jìn)線加應(yīng)急電源,一般應(yīng)急電源采用柴油發(fā)電機(jī)組,對(duì)于需要自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間要求較高的場(chǎng)所,另增設(shè)不間斷電源(UPS),保證轉(zhuǎn)換時(shí)間。②對(duì)于一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷,供電采用二路中壓進(jìn)線即可滿足,同樣對(duì)于需要自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間要求較高的場(chǎng)所,增設(shè)不間斷電源(UPS)。
2供電系統(tǒng)
2.1獨(dú)立電源供電
將一級(jí)負(fù)荷劃分為兩個(gè)單獨(dú)的電源和備用電源供電。其中,一路為普通電源,即常用電源,為醫(yī)院所有的電力系統(tǒng)提供電力,當(dāng)此路電源故障后,另一路電源不會(huì)遭到破壞,且會(huì)自動(dòng)運(yùn)行;當(dāng)兩路電源在正常供電情況下均故障時(shí),可由備用電源供電。常用電源一般來(lái)自于市政中的公用電網(wǎng),其備用電源由1臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成,可滿足基本的電力需求。此外,還應(yīng)安裝UPS不間斷電源裝置,以保證計(jì)算機(jī)和電梯等的臨時(shí)用電。
2.2采用不同種類的配電方式共同供電
目前,在綜合性醫(yī)院中,其供電布局一般有分散式、集中式和半集中式。通常情況下,半集中式為常用的供電方式。雙電源單運(yùn)行的供配電方式是指一個(gè)供電電源正常運(yùn)作,另一個(gè)備用,正常運(yùn)行的電源發(fā)生故障后立即投入備用電源;雙電源雙運(yùn)行的供電方式是指將兩個(gè)供電電源均投入運(yùn)行,當(dāng)其中一個(gè)發(fā)生故障后,母線的聯(lián)絡(luò)斷路器會(huì)自動(dòng)進(jìn)入;采取多臺(tái)變壓器分層、分區(qū)的供電方式后,當(dāng)一臺(tái)變壓器停電時(shí),其他正常運(yùn)行的變壓器不會(huì)受到影響,但配變?nèi)萘繒?huì)降低、供電半徑會(huì)縮短。
3安全防護(hù)
3.1采用TN系統(tǒng)
(1)不得采用TN-C系統(tǒng),采用TN-C-S系統(tǒng)時(shí)在電源進(jìn)線處就需將PEN線分開(kāi)為PE線和中性線,即在醫(yī)院不應(yīng)出現(xiàn)PEN線。
(2)I類醫(yī)療場(chǎng)所內(nèi)32A及以下的末端回路,應(yīng)裝設(shè)I△n≤30mA的RCD動(dòng)作于自動(dòng)切斷的電源,其他回路不得裝用RCD:1)手術(shù)臺(tái)的電源;2)x光機(jī)的電源;3)額定功率大于5kVA的大型電氣設(shè)備;4)不重要(不影響生命安全)的電氣設(shè)備。一個(gè)RCD所保護(hù)的電氣設(shè)備數(shù)量不應(yīng)過(guò)多,以免引起RCD不必要的跳閘而導(dǎo)致醫(yī)療用電中斷。
3.2Ⅱ系統(tǒng)、隔離變壓器
(1)醫(yī)療場(chǎng)所局部邛系統(tǒng)隔離變壓器、絕緣監(jiān)視儀和外接報(bào)警顯示設(shè)備三部分組成,并應(yīng)采用單相隔離變壓器,其額定容量不應(yīng)低于0.5kVA,且不超過(guò)10kVA,建議采用8kVA及以下。變壓器二次側(cè)的額定電壓不應(yīng)超過(guò)250V。(2)醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在醫(yī)務(wù)人員可以經(jīng)常監(jiān)視的地方;應(yīng)具有顯示工作狀態(tài)的信號(hào)燈及聲光警報(bào)裝置,并應(yīng)安裝在便于永久性監(jiān)視的場(chǎng)所。(3)每個(gè)IT系統(tǒng)應(yīng)配置至少兩組獨(dú)立供電的插座回路。每組應(yīng)獨(dú)立設(shè)置短路保護(hù),可獨(dú)立設(shè)置過(guò)載報(bào)警。醫(yī)療IT系統(tǒng)專用插座應(yīng)有固定和明顯的標(biāo)志。(4)隔離變壓器應(yīng)盡量靠近手術(shù)室等場(chǎng)所,并采取措施防止無(wú)關(guān)人員接觸。同時(shí)應(yīng)盡量縮短變壓器出線端與供電插座之間的距離,并考慮其通風(fēng)和散熱。外接報(bào)警顯示設(shè)備應(yīng)安裝在現(xiàn)場(chǎng)。(5)隔離變壓器應(yīng)設(shè)置過(guò)載和超溫監(jiān)控。其一次側(cè)與二次側(cè)禁止使用過(guò)負(fù)荷保護(hù),僅可用熔斷器作短路保護(hù),且二次側(cè)應(yīng)設(shè)置雙極保護(hù)電器。(6)當(dāng)隔離變壓器處于額定容量和額定頻率下空載運(yùn)行時(shí),流向外殼或大地的泄漏電流不應(yīng)超過(guò)0.5mA。
總之,為滿足現(xiàn)代化醫(yī)療建筑用電需求,需對(duì)建筑供配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行解析,以提高醫(yī)療建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。