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安科瑞 鮑靜君
1. IT/TN/TT接地系統介紹
根據現行的標準《電壓配電設計規范》,低壓配電系統有三種接地形式,即IT系統、TT系統、TN系統。
*個(gè)字母表示電源端與地關(guān)系:
T-電源端有一點(diǎn)直接接地;
I-電源端所有帶電部分與地絕緣,或有一點(diǎn)經(jīng)高阻接地。
二個(gè)字母表示電氣裝置外漏可導電部分對地關(guān)系:
T-電氣裝置外漏可導電部分直接對地電氣連接,此接地點(diǎn)在電氣上獨立于電源端的接地點(diǎn);
N-電氣裝置的外露可導電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。
后面還有字母時(shí),這些字母表示中性線(xiàn)與保護線(xiàn)的組合:
S-中性線(xiàn)和保護線(xiàn)是分開(kāi)的:
C-中性線(xiàn)和保護線(xiàn)是合一的
1.1 IT系統
接地方式
電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地,而電氣裝置的外露可導電部分和外界可導電部分直接接地。
保護技術(shù)
◆ IT系統中的所有用電設備的外露導電部分互相連通并可靠接地;
◆ IT系統中裝設絕緣監測裝置,當系統出現*次絕緣故障(如三相IT系統中的某相接地,或單相IT系統中某一根線(xiàn)接地)時(shí),絕緣監測儀能發(fā)出絕緣故障報警。此時(shí)IT系統變?yōu)門(mén)N-S系統,仍可繼續運行;
◆ 系統裝用過(guò)電流保護器(斷路器或熔斷器)在發(fā)生二次故障(如三相IT系統的兩相接地或單相IT系統的兩根線(xiàn)都接地)時(shí)切斷電源。
主要特征
◆ 系統供電連續性比較好,供電系統內部一旦出現*個(gè)對地漏電故障,不會(huì )導致斷路器或熔斷器動(dòng)作;
◆ 供電安全性高,由于系統不接地,漏電流被大大降低,避免人身觸電危險,也提高了防火安全性。
TT系統
接地方式
電源的中性點(diǎn)直接接地,電氣裝置所有的外露可導電部分和外界可導電部分亦直接接地,且與電源中性點(diǎn)的接地無(wú)關(guān)。
保護技術(shù)
將所有用電設備外露可導電部分接地并在系統中安裝剩余電流動(dòng)作保護器(RCD)。為保證人身安全,RCD的額定漏電動(dòng)作電流應不大于30mA(人體安全電流值)。
主要特征
每一次絕緣故障即切斷電源.但由于各回路裝設RCD,可以切換漏電大的回路(即出現絕緣故障的回路),所以供電的中斷于故障回路;
1.2 TN,TN-S,TN-C及TN-C-S系統
接地方式
電源的中性點(diǎn)直接接地,電氣裝置所有的外露可導電部分和外界可導電部分部與中性線(xiàn)連通。TN-S系統的中性線(xiàn)(N線(xiàn))和保護線(xiàn)(PE線(xiàn))是分開(kāi)的。TN-C系統的中性線(xiàn)(N線(xiàn))和保護線(xiàn)(PE線(xiàn))合并為一根導線(xiàn)(PEN線(xiàn))。TN-C與TN-S用于同一系統,為T(mén)N-C-S系統,但TN-C不得位于TN-S下游。
保護技術(shù)
◆ TN系統強制性要求將外露導電部分和中性點(diǎn)連通并接地;
◆ 系統裝設過(guò)電流動(dòng)作保護器(RCD),在*次絕緣故障時(shí)切斷電源。
主要特征
◆ 系統一旦發(fā)生絕緣故障即切斷電源,但由于各回路裝設RCD,可以切換漏電大的回路(即出現絕緣故障的回路),所以供電的中斷于故障回路;
◆ 發(fā)生絕緣故障時(shí)將產(chǎn)生較大的短路電流,具有很大的火災危險性。
2.醫療場(chǎng)所安全設施的類(lèi)別和級別劃分示例
2.1概述
根據《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/IEC 60364-7-710:2002)將醫療場(chǎng)所按使用接觸部件所接觸的部位及場(chǎng)所分為了0類(lèi)、1類(lèi)和2類(lèi)。具體如下表所示:
醫療場(chǎng)所安全設施的類(lèi)別和級別劃分示例
醫療場(chǎng)所及設備 | 醫療場(chǎng)所類(lèi)別 | 電源自動(dòng)切換時(shí)間 | IT設置要求 | |||
0 | 1 | 2 | t≤0.5s | 0.5s<t≤15s |
| |
1.XX室 | X | X |
|
| X |
|
2.普通病房 |
| X |
|
| X |
|
3.產(chǎn)房 |
| X |
| X① | X | 宜設 |
4.心電圖(ECG)室,腦電圖(EEG)室,子宮電圖(EHG)室 |
| X |
|
| X |
|
5.內窺鏡室 |
| X② |
|
| X② | 宜設 |
6.檢查或治療室 |
| X |
|
| X |
|
7.泌尿科診療室 |
| X② |
|
| X② |
|
8.放射診斷及治療室(不包括21項所列內容) |
| X |
|
| X |
|
9.水療室 |
| X |
|
| X |
|
10.理療室 |
| X |
|
| X |
|
11.麻醉室 |
|
| X | X① | X | 應設 |
12.手術(shù)室 |
|
| X | X① | X | 應設 |
13.手術(shù)預備室 |
| X | X | X① | X | 應設 |
14.上石膏室 |
| X | X | X① | X | 應設 |
15.手術(shù)蘇醒室 |
| X | X | X① | X | 應設 |
16.心導管室 |
|
| X | X① | X | 應設 |
17.重癥監護室(ICU) |
|
| X | X① | X | 應設 |
18.血管造影室 |
|
| X | X① | X | 應設 |
19.血液透析室 |
| X |
|
| X |
|
20.磁共振成像(MRI)室 |
| X |
|
| X |
|
21.核醫學(xué)室 |
| X |
|
| X |
|
22.早產(chǎn)嬰兒室 |
|
| X | X① | X | 應設 |
X:表示有此項目。①:指需要在0.5s內或更短的時(shí)間內回復供電的照明器和維持生命用的電氣設備。②:并非指手術(shù)室。 |
注:1.醫療場(chǎng)所類(lèi)別說(shuō)明:
0類(lèi)醫療場(chǎng)所為不使用接觸部件的醫療場(chǎng)所。
1類(lèi)醫療場(chǎng)所為以下列方式使用接觸部件的場(chǎng)所:接觸部件接觸軀體外部;除2類(lèi)醫療場(chǎng)所外,接觸部件侵入軀體的任何部分。
2類(lèi)醫療場(chǎng)所接觸部件用于諸如心內診療室,手術(shù)室以及斷電(故障)將危及生命的重要醫療場(chǎng)所。接觸部件為醫療電氣設備的部件,它在正常使用中為設備發(fā)揮其功能需與患者有軀體上的接觸,或可取來(lái)將其與患者接觸,或需被患者觸摸。
2.本表所列電源電動(dòng)切換時(shí)間要求外醫院內還有一些特殊的場(chǎng)所和電氣設備也需在15s內恢復供電的不間斷電要求,其事故電源應保持24h的供電周期,若醫療的要求和醫療所及設備的使用,包括所有治療過(guò)程能在3h內結束,并且建筑物內人員能在不到24h以?xún)群芸焯崆笆枭⑼戤?,供電周期可減至不少于3h。
3.此表引自標準《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》GB 16895.24-2005,并增加了IT設置要求。
2.2不同場(chǎng)所的電源選擇
在0類(lèi)和1類(lèi)醫療場(chǎng)所,由于無(wú)醫療設備使用,或相關(guān)設備僅使用在人體一些非致命性部位,所以可使用普通建筑物的電源設備和漏電保護措施。一般采用TN系統或TT系統,并配備剩余電流保護設備RCD,當發(fā)生漏電流超過(guò)30mA的漏電事故時(shí),RCD動(dòng)作,分斷故障回路。這樣即使造成醫療設備斷電,也不會(huì )對患者造成重大影響,醫生的診斷或治療也可重新開(kāi)始。
在2類(lèi)場(chǎng)所的患者,往往處于無(wú)行為能力的狀態(tài),必須依靠某些醫療設備維持生命,或者處于手術(shù)狀態(tài),任何有關(guān)醫療設備上的電氣故障都將給患者帶來(lái)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,既保證設備對病人的直接漏電流不超過(guò)10μA,同時(shí)又要保證在漏電流或過(guò)電流狀態(tài)下,有不間斷供電的可靠保證。鑒于上述兩方面因素,IEC60364-7-710:2001標準規定在2類(lèi)場(chǎng)所必須采用IT供電系統。我在《民用建筑電氣設計規范》(JGJ 16-2008)12.8.6條規定:在2類(lèi)醫療場(chǎng)所內,用于維持生命、外科手術(shù)和其它位于“患者區域”內的電氣設備和系統供電回路,均應采用醫療IT系統。
3.標準GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002 對醫療場(chǎng)所電氣裝置的要求
《GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710:2002 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》條款如下:
710.312.2系統接地的型式
TN_C系統絕不允許用于由自主配電盤(pán)出線(xiàn)回路供電的醫療場(chǎng)所以及醫療建筑物。
710.413.1自動(dòng)切換電源保護
710.413.1.3TN系統
在1類(lèi)醫療場(chǎng)所中額定電流不大于32A的終端回路,應采用大剩余動(dòng)作電流為30mA的剩余電流動(dòng)作保護器(作為附加防護)。
在2類(lèi)醫療場(chǎng)所,如采用額定剩余動(dòng)作電流不超過(guò)30mA的剩余電流動(dòng)作保護(RCD)作為自動(dòng)切斷電源的措施,應只用于下列回路:
◆ 手術(shù)臺驅動(dòng)機構的供電回路;
◆ X光機的回路。
注:此要求主要用于挪入2類(lèi)場(chǎng)所的移動(dòng)式X光機.
◆ 額定功率大于5kVA的大型設備的回路;
◆ 不重要的電氣設備(不是用于維持生命的)回路。應注意確保同時(shí)使用同一回路的多臺這些設備時(shí),不會(huì )引起剩余電流動(dòng)作保護器(RCD)誤動(dòng)作。在1類(lèi)和2類(lèi)醫療場(chǎng)所內,根據本條的要求裝用剩余電流動(dòng)作保護器(RCD)時(shí),應按可能產(chǎn)生的故障電流的特性選用A型或B型的剩余電流動(dòng)作保護器(RCD)。
注:建議對TN-S系統進(jìn)行監測,以確保所有帶電導體足夠的絕緣水平。
710.413.1.4TT系統
在1類(lèi)或2類(lèi)醫療場(chǎng)所內,對于TN系統的要求(見(jiàn)710.413.1.3)也運用于TT系統,而且在所有情況下都應采用剩余電流動(dòng)作保護器(RCD)。
710.413.1.5醫療IT系統
注1:在美,這種系統稱(chēng)作“隔離電源系統”
在2類(lèi)醫療場(chǎng)所內,醫療IT系統應該用于維持生命的、外科手術(shù)的和其他位于“患者區域”內的醫療電氣設備和系統的供電回路,但710.413.1.3所列的設備除外。
用途相同相毗鄰的幾個(gè)房間內,至少需設置一回獨立的醫療lT系統。醫療lT系統應配置一個(gè)符合IEC 61557-8并滿(mǎn)足下列規定要求的絕緣監測器:
◆ 交流內阻抗供應至少為100kΩ;
◆ 測試電壓不應大干直流25V;
◆ 即使在故障情況下,其注人電流的峰值不應大于1mA;
◆ 遲在絕緣電阻障至50kΩ時(shí),應發(fā)出信號。應配置試驗此功能的器具。
注2:在德,要求在絕緣監測器的接地中斷或電氣線(xiàn)路中斷時(shí)發(fā)出信號。
注3:上述絕緣監測器(IMD)的附加要求現在尚未編入現行設備標準IEC 61557-8中。當編入有關(guān)設備標準后,上述要求將從本部分刪去。
對于每個(gè)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(wù)人員可以經(jīng)常監視(聲光信號):
◆ 一只綠燈亮表示正常工作}
◆ 當絕緣電阻下降到小整定值時(shí),一只黃燈亮。應不能消除或斷開(kāi)這個(gè)亮燈指示:
◆ 當絕緣電阻下降到小整定值時(shí),音響報警動(dòng)作。該音響報警可以解除;
◆ 當故障被清除恢復正常后,黃色信號燈應熄滅。
◆ 當只有一臺設備由單臺的IT變壓器供電時(shí),該變壓器可不裝設絕緣監測器。要求監測醫療IT變壓器的過(guò)負荷和過(guò)熱。
710.512.1.1醫療IT系統的變壓器
◆ 變壓器應緊靠醫療場(chǎng)所安裝,可在其內或其外,而且要安裝在柜內或外護物內以免被無(wú)意地接觸其帶電部分。
◆ 變壓器的二次側額定電壓Un不應超過(guò)交流250V。
710.512.1.6用于2類(lèi)醫療場(chǎng)所的醫療IT系統
◆ 變壓器應符合IEC 61558-2-15及下列附加要求:
◆ 當變壓器以額定電壓和額定頻率供電,空載時(shí)出線(xiàn)繞組測得的對地泄漏電流和外護物的泄漏電流均不應超過(guò)0.5mA。
◆ 用于移動(dòng)式和固定式設備的醫療IT系統應采用單相變壓器,其額定輸出容量不應小于0.5kVA.但不應超過(guò)10kVA。
◆ 如果也需要通過(guò)IT系統供電給三相負荷,則應采用單獨的三相變壓器供電,其輸出線(xiàn)電壓不應超過(guò)250V。
710.516.5.2.2對安全供電設施的具體要求
710.516.5.2.2.1切換時(shí)間小于或等于0.5s的供電電源
在配電盤(pán)的一根或一根以上線(xiàn)導體發(fā)生電壓故障時(shí),的安全供電電源應維持手術(shù)臺照明器和其他重要照明器的供電,例如內窺鏡的燈至少能夠維持3h?;謴凸╇姷那袚Q時(shí)間不應超過(guò)0.5s。