王海芹

安科瑞電氣股份有限公司  上海 嘉定 201801

1　項目簡(jiǎn)介

    由于大型綜合醫院功能復雜，配備多種的醫療診斷和治療儀器，為人民的生命健康檢查、診斷提供了堅實(shí)的設施保陣，其供配電設計對于保證醫院的安全、可靠、穩定運行尤為重要。本項目為共綜合性醫院的外科大樓，其功能主要涵蓋了外科病房、手術(shù)部、外科住院部、門(mén)診、健康管理中心、消毒供應室及地下機房、動(dòng)力中心、地下車(chē)庫等。建筑面積約為18萬(wàn)m²,其中地上17層（含手術(shù)設備夾層）面積約為13萬(wàn)m²，.地下3層面積約為5萬(wàn)m²?？偞参粩?37床，其中監護病房36床。建筑高度80m，屬于一類(lèi)高層建筑，耐火等級為一級，設計抗震烈度為八度。

2　負荷分級

2.1負荷等級劃分依據

    在設計醫院供配電系統之前，先要根據不同負荷的供電等級進(jìn)行劃分．由于我的醫療建筑電氣設計規范仍在編制過(guò)程中，目前僅形成報審稿，尚未正式實(shí)施。因此，現對醫療建筑的負荷分級主要依據現行的規范如《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008、《綜合醫院建筑設計規范》JGJ49-1988和《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》GB50333-2002及相應類(lèi)別建筑（如本項目為一類(lèi)高層建筑)進(jìn)行負荷等級劃分；此外，還要參考醫療場(chǎng)所安全設施的類(lèi)別和級別劃分，如標準《建筑物電氣裝置 7-710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求——醫療場(chǎng)所》GB16895.24-2005。該標準把醫療場(chǎng)所按醫療電氣設備與人體接觸分為3類(lèi)，分別為0類(lèi)醫療場(chǎng)所、1類(lèi)醫療場(chǎng)所和2類(lèi)醫療場(chǎng)所，其分類(lèi)規定如下：

表1 醫療場(chǎng)所安全實(shí)施的類(lèi)別和級別劃分示例

    0類(lèi)醫療場(chǎng)所：無(wú)需與思者身體接觸的電氣裝置工作的場(chǎng)所。

    1類(lèi)醫療場(chǎng)所：醫療電氣設備的接觸部件需要與患者體表、體內(除了2類(lèi)醫療場(chǎng)所所述環(huán)境以外)接觸的電氣裝置工作的場(chǎng)所。

    2類(lèi)醫療場(chǎng)所：醫療電氣設備約接觸部件需要與患者體內(主要指心臟或接近心臟部位)接觸以及電源中斷危及患者生命的電氣裝置工作的場(chǎng)所.

    由此可見(jiàn).醫院的負荷等級除應滿(mǎn)足建筑入身的設備及場(chǎng)所劃分，還應考慮與人體生命安全息息相關(guān)的電氣設備及場(chǎng)所約負荷等級。

2.2負荷等級的劃分

    該項目火災報警及聯(lián)動(dòng)控制設備、消防泵、消防電梯、排煙風(fēng)機、消防補風(fēng)機、加壓送風(fēng)機、安防系統、應急照明、手術(shù)部、病理切片分析、核磁共振、ICU、介入治療月CT、血庫、搶救室、治療室及配血室的電力照明用電、走道照明、值班照明、警衛照明、障礙照明用電、潔凈度手木室空調系統用電、氣體機房設備（制氧機、真空泵、壓縮機等）、弱電機房、生活泵、電梯、潛水泵等為一級負荷。其中搶救室、手本部、ICU等涉及思者生命安全的設備（如呼吸機等）及照明用電為一級負荷中特重要負荷。診斷用CT及DR用電、電子顯徽鏡、供熱采暖系統用電、主要會(huì )議室、主要辦公室、病房用電等為二級負荷。其余負荷為三級負荷。

3　供電系統

3.1電源

    本工程分別從兩個(gè)不同的變電站（開(kāi)閉站）引入雙重10kV電源，進(jìn)線(xiàn)采用電纜埋地方式引入。兩路電源同時(shí)工作，互為備用；每路均能承擔本工程全部一、二級負荷。要求當一路電源發(fā)生故障時(shí).另一路電源不應同時(shí)受到損害。

3.2高壓配電系統

    高壓10kV配電系統采用單母線(xiàn)分段運行，手動(dòng)聯(lián)絡(luò )。主進(jìn)開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)設電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中的2個(gè)開(kāi)關(guān)。低壓配電系統采用里母線(xiàn)分段運行，可自動(dòng)或手動(dòng)聯(lián)絡(luò )，母聯(lián)需具備自投自復、自投不自復、手動(dòng)投入三種方式。在相關(guān)兩臺變壓器總負荷不超過(guò)單臺的1.1倍時(shí)聯(lián)終開(kāi)關(guān)可設為自投。主進(jìn)開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)設電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中的2個(gè)開(kāi)關(guān)。

3.3低壓配電變壓器的設置

    根據負荷情況，在地下2層變配電室內設置了8臺2000kVA干式變壓器。其中1~4#變壓器對大樓的照明、醫療動(dòng)力、空調及其他電力、消防負荷供電；5#、6#變壓器對冷凍機房的水泵類(lèi)負荷、廚房動(dòng)力及現有院區其他建筑的供電,7#、8#變壓器對冷凍機房8臺冷凍機組供電。非空調季節可停運7#或8#變壓器，利于節能。系統主接線(xiàn)圖見(jiàn)圖1。

圖1　系統主接線(xiàn)圖

3.4應急電源的設置

    為保證一級負荷中的特別重要負荷及消防負荷供電的可靠性，本工程設置了2臺1600kw快速自啟動(dòng)柴油發(fā)電機組作為應急電源。當兩路市電均斷電時(shí)，15s內2臺柴油發(fā)電機組完成并機啟動(dòng)，保證一級負荷中特別重要負荷及消防負荷可靠供電。當雙重10kV電源均失電或有聯(lián)絡(luò )的兩臺變壓器同時(shí)故障時(shí)，從低壓進(jìn)線(xiàn)配電相進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)前端取柴油發(fā)電機的延時(shí)啟動(dòng)信號至柴油發(fā)電機房，信號延時(shí)0-10s（可調）自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機組。兩臺柴油發(fā)電機組在15s內并機自啟動(dòng)，達到額定轉速、電壓、頻率后投入，并對應急母線(xiàn)段負荷供電。當市電恢復供電時(shí).機組自動(dòng)分閘并經(jīng)冷卻延時(shí)后停機。柴油發(fā)電機組與市電設電氣、機械聯(lián)鎖?？紤]到醫院的特殊性、消防防火等因素，未在柴油發(fā)電機房?jì)仍O置儲油箱，而另在室外鄰近柴油發(fā)電機房的位置設置了一個(gè)不小于8h的地下儲油罐，并預留臨時(shí)柴油車(chē)的輸油接口。對停電要求小于0.5s的重要負荷，如手術(shù)室、ICU及重要的計算機房設備用電，還采用ups不間斷電源設備供電。

4　醫療動(dòng)力及空調配電、控制系統

4.1低壓配電的供電方式

    低壓配電采用放射式與樹(shù)干式相結合的方式，對于單臺容量較大的負荷或重要負荷如冷凍機、水泵房、電梯機房等設備采用放射式供電；對于一般負荷采用樹(shù)干式與放射式相結合的供電方式。

4.2大型醫療設備的供電

    由低壓配電柜采用放射式向大型醫療設備（如MR、CT、DR）供電，配電電纜應滿(mǎn)足對電源內阻的要求。由于大型醫療設備在初期設計階段往往都未終選定，故通常對其供電的電力電纜須在設備確定并核對無(wú)誤后敷設，以避免浪費。

4.3消防負荷及一級負荷中特別重要負荷的供電

    消防負荷及一級負荷中特別重要負荷如：消防泵、排煙風(fēng)機、加壓送風(fēng)機、消防控制室、消防電梯、搶救、檢驗中心、ICU、呼吸機等維持患者生命的設備及計算機監控中心等。采用雙電源供電并在末端自動(dòng)切換。

4.4手術(shù)層的配電

    手術(shù)層根據防火分區及潔凈區的劃分，分別設反配電總柜。為了維護檢修方便、減少外來(lái)塵及病菌對手術(shù)部潔凈區的污染，手術(shù)部總配電柜應設于非沽凈區并采用雙路電源供電并按根據容量設置ups不間斷電源。為保證供電可靠性，各手術(shù)室設配電箱并采用放射式供電，配電箱不應設在手術(shù)常內部，應設在手術(shù)室外廊側墻內。配電室放射式雙路電源供電，在配電柜內自動(dòng)切換后，放射式供電至各手術(shù)室配電箱。手術(shù)室屬于2類(lèi)場(chǎng)所，患者區域(在離手術(shù)臺1.5m的水平范圍，高度為2.5m的垂直范圍)內的電氣設備和系統供電回路，應采用局部IT系統，輔以局部等電位聯(lián)結。系統設置絕緣監視裝裝置，大限度防止手術(shù)徽電擊事故的發(fā)生。手術(shù)室患者區域外的非重要回路采用帶剩余電流監測的TN-S系統，可實(shí)現剩余電流達到監測響應值（可根據需求設定6mA或10mA等）時(shí)聲光報警，達到30mA時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，有利于提早發(fā)現問(wèn)題，保障手術(shù)室各設備正常工作。手術(shù)室隔離電源柜系統圖如圖2。

圖2 手術(shù)室隔離電源柜系統圖

4.5照明供電方式

    考慮到醫院面積較大、普通照明及醫療動(dòng)力負荷較大又存在大量患者的特殊性，單條母線(xiàn)很難滿(mǎn)足供電負荷及可靠性要求，故考慮采用兩條密集型封閉插接母線(xiàn)供電。兩條母線(xiàn)互為備用并很據設計要求或整體需要系數適當留有余量，在各層強電豎井內設置總配電箱。單號及雙號樓層電源分別引自不同母線(xiàn)槽，當一條母線(xiàn)或某層照明出現故障或檢修時(shí)，可以通過(guò)手動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)切換到另一條母線(xiàn)上供電，保證其正常照明用電需求。

4.6強電豎井（配電小室）

    根據供電半徑及防火分區的劃分，本樓設有4個(gè)強電豎并，均兼作配電小室。每層配電小室內設有照明、應急照明、(醫療)動(dòng)力總配電箱及通風(fēng)空調配電箱（部分空調配電箱設置在空調機房?jì)龋?。手術(shù)層根據區域劃分在非潔凈區單設配電間。

5　照明設計

    各種病房、檢驗室、醫患走廊、手術(shù)室等部門(mén)選用漫反射型高顯色性燈具，減少眩光而且滿(mǎn)足醫療環(huán)境的視覺(jué)要求。照度及功率密度應滿(mǎn)足標準《建筑照明設計標準》GB50034一2004的相關(guān)要求。門(mén)診室、醫生辦公室等一般場(chǎng)所采用格柵型嵌入式熒光燈具(反射器為霧面合金鋁貼膜)。理療室、MR掃描室等需要電磁屏蔽的房間采用直流燈具。潔凈場(chǎng)所采用潔凈燈具，嵌入式密閉安裝。熒光燈采用T8型，色溫為4000K.顯色指數大于80的三基色節能型燈管。因醫院大量采用熒光燈，為提高功率至數及減少操聲、頻閃，熒光燈具配高性能、低諧波電子鎮流器，功率因數大于0.95。病房及病房走廊設地腳燈，護士站可集中控制。手術(shù)室、大型醫療沒(méi)備室的入口處安裝紅色信號標志燈。醫院內部主要采用移動(dòng)小推車(chē)式消毒方式，在走道及病房?jì)鹊染O插座供其使用。治療室、消毒供應等場(chǎng)所設置固定式紫外線(xiàn)殺茵燈。燈具采用有接地端子的1類(lèi)燈具，使其能可靠接地。

    根據IEC按人們對某些外界環(huán)境影響條件及人的能力劃分，醫院的患者屬于生理或智力有缺陷的人員，醫院屬于人員疏散緩慢場(chǎng)所，公共區域的照明均按應急照明設計。并采用消防智能疏散指示系統，使人們在火滅情況下遠離著(zhù)火點(diǎn)，快速有序地疏散。

6　部分設計中需注意的問(wèn)題

    1）由于醫院的特殊性，依據醫療的要求、醫療場(chǎng)所及設備的使用，包括所有的醫療過(guò)程能在3h內結束,并且建筑內人員能在24h內提前疏散完畢的情況下,備用電源的供電周期可選擇不小于3h。否則應保持24h的供電周期。

    2）直接用于手術(shù)或維持患者生命的供電回絡(luò )的出線(xiàn)斷路器只帶短路保護，不帶過(guò)負荷保護。

    3）用于電子信息、醫療電氣設備的剩余電流動(dòng)作保護器應采用電磁式。

    4）為保證NMR-CT（核磁共振）的正常運行，對其室內的電磁環(huán)境有嚴格的要求，室內的電氣管線(xiàn)、器具等不得使用鐵磁材料，這對進(jìn)入其室內的燈具、管線(xiàn)等提出了特別要求。另外進(jìn)入核磁共振機房掃描室的電源線(xiàn)路也裝設有源或無(wú)源濾波裝置。照明通常采用直流電源，如采用交流電源，燈具及管線(xiàn)應采取屏蔽措施并可靠接地。

    5）醫院手術(shù)室、ICU（重癥加強護理病房）、CCU（心臟監護病房）等重要場(chǎng)所的患者區域應采用IT系統，系統的隔離變壓器容量不宜過(guò)大，以免系統對地電容電流增大造成系統報警。根據IEC60364- 7-720中規定，其額定容量不應低于0.5kVA且不大于10kVA，沒(méi)計可很據實(shí)際情況確定。根據《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》GB50333-2002中規定，手術(shù)室的配電總負菏不應小于8kVA。

7　主要產(chǎn)品型號規格及配置

    隨著(zhù)電子醫療設備在醫院領(lǐng)域的廣泛應用，漏電流對病人構成的威脅也越來(lái)越大，尤其是那些生命攸關(guān)的場(chǎng)所，病人在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下，各種電極、傳感器直接插入人體內，微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。因此，對于醫院這一特殊場(chǎng)所的電氣設計，應嚴格按照標準和規范進(jìn)行。

    安科瑞公司的隔離電源柜及其配套絕緣監測裝置是針對醫療Ⅱ類(lèi)場(chǎng)所的供電需求而開(kāi)發(fā)設計的，能夠很好的滿(mǎn)足各類(lèi)手術(shù)室和重癥監護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合相關(guān)標準。

8　設備清單

參考文獻：

[1]某綜合醫院外科大樓供配電設計簡(jiǎn)介.智能建筑電氣技術(shù)2013.3

[2]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版.

作者簡(jiǎn)介：

王海芹，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為醫療供配電設計，:   :