医疗建筑的电气设计

                           摘  要  

     介绍医疗建筑中如何保证医疗电子设备的可靠运行和电子设备在运行时保证病人不受电击等，对电气设计的提出要求以及采取的具体措施。 

 近年来，随着科技的进步，在现代化医院中采用电气和电子设备来帮助诊治病人越来越多，这些高科技的电子设备在正常运行时需要一定的环境(例如电磁屏蔽、可靠的电源等)，有些设备的导电体要直接插入人体内，而人体的电阻约为1000欧姆，当通过人体的电流达到50mA时，令人心房颤动，发生不测。因此，如何保证医疗电子设备的可靠运行，如何保证在电子设备运行时病人不受电击，是医疗建筑电气设计人员所关心和研究的问题。 

笔者查阅国内外有关有关医疗用房实施中电气设备要求等有关规范，谈谈个人的一些体会，与同行们探讨。 

1、国内外有关标准 

医疗场所是一种特殊的建筑，尤其是手术室、重症监护室等重要场所的电气设计，国内外许多标准均作出了规定，目的是为了保证医疗电子设备的可靠运行，确保病人的安全。国内外有关医疗电气标准如下： 

德国   DINVDE 0107              英国  HTM2007/2014, BS7671 美国   NFPA99-1993              澳大利亚  AS3190, AS2500 法国   NFC15-211                日本   JIST-1022 

中国   JGJ/T16-92,  JGJ49-88      国际电工委员会 IEC364-7-710  

2、根据病人的生理特点，对电气设计提出要求为：病人接触电压在干燥场

所UL为50V，心脏保护地区UL为25V。 采取的措施： 

1) 所有建筑物的低压电源接地系统采用TN-S，TT或IT系统，不能采用TN-C-S或TN-C系统，因为TN-C-S或TN-C系统中PEN线在正常情况下可能带电，会引起病人的安全和妨害医疗电子设备运行、数据处理及信号传输等。 

2) 主电源进户处必须提供总等电位联结，进入建筑物的水管、气管等必须与总等电位联结端子箱连接。 

3) 每间医疗用房进行局部等电位联结，该房间内的所有可接触的金属应与局部等电位端子箱连接，连接导线的接触电阻不应超过0.1欧姆，使金属导体之间的电位差限制在10mV以下，一般用6mm²铜导线就可满足要求，但是心脏保护区房间，连接导线截面要增大。 3、提出电气设计要求：通过分断时间的限制来防止电击 

采取措施：在上述措施的基础上，采用漏电保护装置。 

1) 在非保护区(即在医疗过程中不需要电子设备与病人身体接触的场所)，漏电保护装置的动作电流30mA、动作时限0.1s； 

2) 在躯体保护区(即在医疗过程中需要电子设备与病人身体接触的场所)，漏电保护装置的动作电流6mA、动作时限0.4s；但是在手术室、急救室等不能中断供电的用电设备，漏电保护装置只能发信号，不能断开电源。另外由医用隔离变压器及其供电回路(即IT系统)禁止使用漏电保护装置。 

3) 电力消耗量需要用大于63A过电流保护装置保护的固定或永久性安装的电气设备，供电主回路的漏电保护装置的动作电流可以是30mA。 4、提出电气设计要求：在第一次对地绝缘故障时保持主电源供电的连续性

和限制对地电流。 

采取措施：采用医用隔离变压器供电(即IT系统)。 1) 在手术室采用IT系统，增加供电的可靠性。 

2) IT系统可以使接地故障电流值减少到很低，因此可以降低接地故障电流流过的保护导体的接触电压。 

3) IT系统对地近似绝缘(或高阻抗)，因此可以使设备的漏电流值减少到很低。 

4) 如果使用IT系统是为了保证供电的可靠性，那么必须使用绝缘电阻监视装置；如果使用IT系统是为了限制设备的漏电流，那么必须使用绝缘阻抗监视装置； 

5) 医用隔离变压器必须有防止过载和短路保护装置，多于一台设备连接到隔离变压器时，为了保证供电可靠性，必须通过两个及以上的独立回路。 

6) 固定和永久性设备在用电量大于5KVA和X射线设备应采用漏电保护装置，而不采用IT系统。 

7) 绝缘电阻监视器的交流电阻应大于100K欧姆，监视器的测量电压禁止超过直流25V，在外来导体对地短路时，测量电流禁止超过1mA。对地绝缘电阻小于50K欧姆时，报警器报警。

8) 绝缘阻抗监视器对总的危险电流必须给定一个校正值(220V时为4mA，110V时为2mA)，超过校正值时，监视器报警。 

5、提出电气设计要求：在正常状态和故障状态时危险接触电压的防护 

采取措施：采用医用安全超低压(MSELV) 

1) 医用安全超低压严禁超过交流25V，直流60V。 

2) 医用安全超低压(MSELV)带电部件严禁连接到其他导电体、由其他回路对地组成的保护导线，确保电气隔离。 

3) 医用安全超低压(MSELV)回路的任何一根导线，必须与其他回路的导线隔离。 

4) 电源的插座和插头，必须与其他回路的电源插座和插头不同。 6、安全供电系统 

当正常电源中断时，为了保证医院手术室、生命维护设备及消防设备的正常运行，在设计时必须考虑安全供电系统。安全供电系统由应急发电机组供电。正常电源发生故障或系统电压降低到正常电压90%，2秒后开始启动应急发电机组，15秒内自动切换重要回路的负载。在正常电源恢复时，延时切换，对应急发电机组，延时必须30分以上。 

接入安全供电系统的重要回路有： l 特殊安全供电系统的充电电池组。 l 为了透视，X射线设备操作室内的插座。 

l 在手术室内，为了消毒设备的安全运行的重要电气设备(包括自

动控制和中央无菌供电部门)。 

l 血库、婴儿室内的冰箱及其他临床冷冻设备，虽然在通常情况

下配备温度保持器，可以较满意地防止几小时的电力故障，但仍由重要回路供电。 

l 外科排气装置、生物化学实验室。 l 通信设备、消防设备、医用电梯。 

l 重要场所的照明(手术台照明、抢救室照明、走道和楼梯的紧急

照明等)。 

7、特殊安全供电系统 

    对于手术照明、维持人体重要功能的设备(例如呼吸设备、苏醒设备等)必须保证供电的绝对可靠，在正常电源故障后，手术照明在0.5秒内至少有一只手术灯运行，运行必须至少保持3小时。特殊安全供电系统一般采用蓄电池供电或驱动发电机的电动机。特殊供电系统的电源设备，应按照在医疗用房的外面，并且尽量靠近有关的配电点。 8、防爆和防火 

医院内的麻醉剂、清洁剂、消毒剂所挥发的气体是易燃气体，易燃气体与氧气、一氧化二氮等气体混合在一起达到一定的浓度要产生爆炸。

因此，要采取有效的排风系统和麻醉设备上抽气系统，减少病人周围、麻醉场所和手术台周围易燃麻醉混合气体的浓度。对产生危险区的房间使用抗静电地板，抗静电地板的电阻不能超过25M欧。 

电气设备中含有供气用输送管道或管子(例如氧气、一氧化二氮等气体)，应符合以下要求： 

气体的出口必须离开在正常使用或故障状态时会产生火花的电气元件至少20cm，气流不能直接对着这些电气元件。 9、抗干扰措施 

进行生物电势测量的房间，如果有电磁干扰，会引起测量数据的不正确。这些房间为：用于生物电势测量的房间(脑电图、心电图室)、重要检查室、重要病房和监视室、插入导管室、血液造型检查室、手术室等。对这些房间要采取抗干扰措施如下： 

1) 敷设在墙内、楼板内、平顶内的电源线采用穿金属管保护，该金属管与接地线连接。 

2) 固定或永久性安装的电气设备金属外壳应连接到等电位系统。 3) 脑电图、心电图室等房间建议在墙、楼板楼板设置屏蔽。 4) 配电间和引起电磁场干扰的设备与上述房间保持足够的距离；    电磁场干扰的数值：  4X10-7

  TPP    对于心电图室                        2X10-7  TPP    对于脑电图室 5) 检查室下面房间的平顶内不能安装荧光灯的镇流器。 6) 远离大功率无线电发射设备。