吳 羨

福建東南設(shè)計集團有限公司，福建 三明 365000

隨著社會的發(fā)展，醫(yī)療領(lǐng)域不斷進步，醫(yī)療設(shè)備種類繁多、功能全面，醫(yī)療建筑體量越來越大，對供配電的要求也越來越高。為了滿足現(xiàn)代化醫(yī)療建筑的用電需求，筆者對其供配電設(shè)計方案進行分析和研究，尋求合理的方案，保障電力系統(tǒng)的安全性。

1 工程概況

本次的項目是某市二級醫(yī)院職業(yè)病防治中心大樓，建筑由地上九層及單層地下室組成，建筑高度為39.44m，建筑面積為15804m2，屬于一類高層公共建筑，按照二級醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。項目包含的建筑功能為：一層為藥房、消控室及供應(yīng)室；二層為職業(yè)病體檢及檢驗科、兒科，兒科包含病房、NCIU/PICU；三層為婦產(chǎn)科，包含產(chǎn)房及病房；四層為手術(shù)室，上設(shè)手術(shù)室設(shè)備層，五層至八層為普通及重癥病房；九層作為辦公功能進行設(shè)計；負一層為設(shè)備用房及車庫，包含弱電機房、水泵房及消防水池、配電房及柴油發(fā)電機房。樓棟的空調(diào)采用風(fēng)冷模塊集中空調(diào)形式。

2 負荷等級

本項目一級負荷中特別重要負荷包含：手術(shù)室、產(chǎn)房、NICU/PICU、重癥病房等涉及到患者生命安全的重要場所其內(nèi)部使用的設(shè)備和照明系統(tǒng)。一級負荷包含：上述場所中除特別重要負荷的其他用電設(shè)備、凈化空調(diào)等手術(shù)室配套設(shè)備、檢驗科的設(shè)備用電、病房、信息機房、弱電機房、消防設(shè)備用電（消防風(fēng)機、消防水泵、消防電梯、消防潛污泵）、普通電梯等。二級負荷包含：空氣源熱泵、供應(yīng)室。其余負荷按三級負荷供電。

3 供電電源及要求

3.1 電源情況及供電要求

項目由不同高壓開閉所引來兩路10KV 高壓電源至設(shè)于地下室的配電房，同時在地下室設(shè)置1 臺600KW 柴油發(fā)電機作為備用電源，來滿足一級負荷的要求。一級負荷中特別重要負荷及自恢復(fù)時間t＜0.5s的負荷在末端增設(shè)UPS作為應(yīng)急電源［1］。電氣主接線圖詳圖1。

項目設(shè)兩臺1000kVA 變壓器，采用分列運行的方式分別引出兩段主用母線。醫(yī)療建筑的一、二級負荷占比例高，兩臺變壓器均應(yīng)承擔(dān)部分三級負荷，當(dāng)其中一段母線斷電時，母聯(lián)斷路器閉合，由另一段母線切斷本段母線的三級負荷，用來供給本段母線及斷電母線的所有一級、二級負荷。

根據(jù)業(yè)主提供的資料，未來手術(shù)室會購置一套價值百萬的手術(shù)設(shè)備，該設(shè)備按照乙類大型醫(yī)療設(shè)備考慮。若本次設(shè)計考慮醫(yī)療專用變壓器，其利用率不高、增加造價。本次變壓器容量為1000kVA，未來購置設(shè)備的電源由低壓配電柜采用放射式供電引來，其對電網(wǎng)的沖擊影響在可接受的范圍，故不設(shè)醫(yī)療專用變壓器［2］。

3.2 柴油機選擇

當(dāng)高壓外電源均失電時，在消防狀態(tài)下，柴油發(fā)電機組自動啟動并投入應(yīng)急母線段以滿足本工程消防等重要負荷用電；在非消防狀態(tài)下，柴油發(fā)電機組自動啟動并投入應(yīng)急母線段以滿足本工程非消防重要負荷用電。

根據(jù)規(guī)范要求二級醫(yī)院的柴油機供油時間宜大于12h。根據(jù)甲方提供的資料，需要持續(xù)供電12 小時的設(shè)備或場所有:生活水泵、電梯（一臺）、弱電機房、信息機房、走道照明、NICU/PICU、婦產(chǎn)科、手術(shù)室、設(shè)備層。單臺600kW 柴機油耗按166L/h 計算，12 小時油耗為1.992m3，根據(jù)規(guī)范要求機房內(nèi)設(shè)置的儲油間儲存量不應(yīng)大于1m3，故設(shè)置2 個儲油間。

圖1 電氣主接線圖

4 非醫(yī)用配電系統(tǒng)分析

項目中照明及空調(diào)系統(tǒng)為三級負荷，由配電房低壓配電柜直接引一路至該系統(tǒng)的總配電柜，采用放射式供電方式分配至各樓層配電箱或屋面大型空調(diào)設(shè)備。非消防的一級負荷動力設(shè)備設(shè)置一雙電源切換總柜，由放射式供電方式分配至各受電設(shè)備（普通電梯、無負壓供水設(shè)備等）。項目設(shè)消防主用、備用總配電箱，兩總箱分別引出兩路至各消防風(fēng)機、消防水泵、消防電梯，進行末端切換。

5 醫(yī)用配電系統(tǒng)分析

根據(jù)規(guī)范，醫(yī)療場所對電氣安全防護的要求分為以下三類：1、0 類：不使用醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件的醫(yī)療場所；2、1 類:醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)(除2 類醫(yī)療場所所述部位外)接觸的；3、2 類：醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體內(nèi)接觸、手術(shù)室以及電源中斷或故障后將危及患者生命的醫(yī)療場所。醫(yī)療場所的用電設(shè)備在工作電源中斷或供電電壓驟降10%及以上且持續(xù)時間超過3s 時，備用電源按表1 規(guī)定的切換時間投入（僅摘錄本項目涉及的場所）［1］。

表1 醫(yī)療場所及設(shè)施的類別劃分及要求自動恢復(fù)供電的時間

項目中藥房、病房、重癥病房及檢驗科的負荷不大且分散，考慮其電源由配電房內(nèi)設(shè)置的一級負荷醫(yī)療專用的雙電源切換總柜引來。根據(jù)表1，重癥病房及檢驗科的配電箱在進線總空開后端增設(shè)一個UPS 再分配至各受電設(shè)備。醫(yī)療設(shè)備集中的場所單獨設(shè)置總配電箱（柜），供應(yīng)室由配電房應(yīng)急母線段引出一回路放射式供電；NICU/PICU、產(chǎn)房、手術(shù)室由配電房引出雙回路放射式供電并末端切換，后接UPS 不間斷電源。

手術(shù)室總配電柜設(shè)于非潔凈區(qū)，在清潔或潔凈走廊的墻上設(shè)置各手術(shù)室配電箱。手術(shù)室配電系統(tǒng)詳圖2，系統(tǒng)為TN-S 系統(tǒng)與IT 系統(tǒng)的組合。TN-S 系統(tǒng)對非重要回路進行剩余電流監(jiān)測，當(dāng)剩余電流值達到監(jiān)測值（設(shè)定為6mA 或10mA）時發(fā)出聲光報警，斷路器分勵脫扣。IT 系統(tǒng)對重要回路實現(xiàn)絕緣監(jiān)視、接地故障報警、負荷監(jiān)視和隔離變壓器溫度監(jiān)視等功能。IT 系統(tǒng)變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)不設(shè)置過負荷保護，圖中MCB-K 斷路器具有短路保護和過負荷報警裝置。手術(shù)專用插座箱標(biāo)有明顯標(biāo)志，其插口為萬用型。BSM 總線采用0.5mm2屏蔽雙絞線，除BSM 總線以外的監(jiān)控回路接線采用截面1mm2的多股銅芯軟線。［2］

圖2 手術(shù)室配電系統(tǒng)

6 結(jié)論

綜上所述，通過對大樓的供配電設(shè)計進行解析，我們可以發(fā)現(xiàn)，高層醫(yī)療建筑功能復(fù)雜，配合種類繁多的醫(yī)療設(shè)備，需要設(shè)計人員在實際設(shè)計方案中考慮綜合因素，全面性地看待問題，為醫(yī)院制定安全可靠的供配電設(shè)計方案，為人們在診治的過程中提供堅實的設(shè)施保障，達到保障人民生命安全的目的。