基于風險控制的醫院UPS電源安全管理與對策研究

王得水 戴建榮* 蔡 軍 張 洋

隨著科學技術的不斷進步與發展，醫院的用電設備也越來越多，越來越精密，對用電的要求也越來越高。因此，醫院供電的安全性、可靠性越來越重要[1]。大型醫療設備對醫院供電條件有較高要求，有的機器明確標明電源電壓波動應＜5%，零線電壓≤1 V，接地電阻＜4 Ω[2]；醫院計算機網絡通訊、數據的存儲、各種數據資源的傳輸也對不間斷供電系統也提出了要求[3]。但由于我國目前公共電力系統存在電網電壓有時偏高、偏低、浪涌、沖擊和突然中斷等許多不穩定的因素，會直接影響到各類電氣設備的正常運行，影響臨床工作、醫院信息系統的數據傳送保存等[4]。

不間斷電源系統(uninterruptible power supply，UPS)具有對外電網交流電進行穩壓、穩頻、濾波、抗電磁射頻干擾、防止電壓的浪涌和下陷等功能，能夠為用電器提供穩定的高品質供電[5-6]；在突發情況下，UPS的備用電池能為電氣設備提供臨時的供電支持，保證設備或數據信息的安全，為工作提供有力保障。因此，UPS作為一種性能優良的供電電源系統，在醫療領域得到了廣泛的應用，在醫院醫用設備的正常、安全運行方面起著重要的保障作用[7-8]。

1 UPS概述

UPS的基本原理是將市電輸入UPS后經過整流變換成直流電，一路給充電器為電池充電，另一路提供直流電壓給逆變器工作，逆變器將直流電變換成穩壓、穩頻、純凈的50 Hz交流電，向負載供電。當市電異?；蚬╇娭袛鄷r，逆變器改由電池提供能量繼續工作，這樣逆變器始終處于工作狀態，保證無間斷地給用電設備供電[9]。

1.1 UPS分類

UPS通常包括UPS主機、蓄電池、靜態旁路開關及其他接入、接出輔助設備[10]。按工作方式分為后備式UPS、在線式UPS和在線互動式UPS的3種類型[11]。

(1)后備式UPS。在市電正常供電時通過內部的濾波電路，經穩壓控制器將交流電送給輸出端，由交流市電向負載提供電源。同時，利用蓄電電路為電池充電，儲存能量[12]。

(2)在線式UPS。在市電正常供電時，市電經濾波回路及突波吸收回路后，分為兩個回路同時動作：①經由充電回路對電池組充電；②經整流回路，提供凈化過的交流電給負載使用。若市電發生異常，則變流器的輸入則改由電池組來供應，變流器持續提供電力，達到完全不斷電。不論市電品質如何，在線式輸出均是穩定且純凈的正弦波電源。其品質最高，無轉換時間，保護性最高，對市電雜訊、突波衰減能力最佳。

(3)在線互動式UPS。該系統是一種界于后備式和在線式之間的工作方式，集中了后備式效率高和在線式供電質量高的優點。當市電在規格電壓范圍內時，不作調節直接輸出至負電設備，如同一臺后備式UPS；當市電高于或低于正常規格時，啟動升壓或降壓功能，并且不使用蓄電池供電；直到市電低于可升壓范圍或高于可降壓范圍或市電停電時，才使用蓄電池供電[9]。

1.2 UPS存在的風險

UPS的使用為醫院各類電氣設備的正常運行提供了有力支持，但也存在著使用風險，包括UPS可能引起的火災風險和UPS斷電造成的其他風險。

(1)在中、大功率UPS供電系統中一般使用的是閥控密封鉛酸(valve regulated lead acid，VRLA)蓄電池，俗稱免維護電池，通常認為這種電池不需要維護，但如果不進行維護和管理則容易發生電池外殼變形、電解液滲漏、容量不足以及電池端電壓不均勻等問題，極易誘發火災。UPS后備蓄電池是儲能設備，一旦發生事故，蓄電池自身會長時間持續釋放較大能量，很難中斷或控制，加劇火災危害[13]。

(2)UPS電路板發生故障，可造成大面積停電。手術室正進行的手術可能會被迫中止，重癥監護室內呼吸機支持呼吸的患者會呼吸受阻，危及到病患的生命安全，并會引起醫院螺旋CT顯示圖像和方向位置異常[14]。

(3)UPS故障會造成設備丟失醫療數據的情況的發生。醫院財務等部門數據的丟失會可能影響醫院各類賬務流通的管理，進而影響到醫院設備、醫藥，耗材的購進。醫院信息中心數據的丟失可能會影響到病患的掛號、就醫；醫院醫保部門的數據丟失會給醫保工作帶來麻煩；醫院病案室數據的丟失可能會造成病患病案不完整，影響到后續診療活動的順利開展；醫院影像歸檔傳輸系統可能會因為UPS故障造成病患的影像資料數據無法保存與傳送。

(4)UPS故障使電腦網絡無法傳輸各種數據，信息設備軟硬件損壞和數據丟失，電話通訊會中斷，給醫院帶來巨大經濟損失[15]。因此，UPS故障可影響到醫院工作的各個方面。

2 UPS安全管理現狀與對策

2.1 UPS基本狀態與管理對策

(1)UPS基本狀態。自2014年起，設備處聯合相應科室人員和公司專業人員首次對UPS進行摸排巡查，期間發現存在大量問題：①從設備處到使用科室均無UPS電源的專用管理制度；②部分科室的UPS漏液情況及其嚴重，電極柱被嚴重腐蝕，部分UPS電源所處環境惡劣，表面附著有大量灰塵，易造成設備散熱不暢，甚至引起火災；③部分科室的PS電池使用超年限，電池性能嚴重下降；④對UPS電源停留在一般設備的管理層面，無專人管理；⑤部分UPS無醫院資產賬目；⑥部分UPS電源在賬目上已作報廢處理，但并未按規定將已報廢的UPS清理，而是長期放置在使用科室。UPS壞損情況如圖1所示。

圖1 UPS壞損情況實物圖

(2)管理對策。由設備處對醫院UPS進行統計，確定醫院UPS電源的分布以及其狀態。通過調查，醫院UPS主要分布于計算機室各機房、病理科、檢驗科、放射治療科、影像診斷科、保衛處、核醫學科、PET-CT中心、輸血科、手術室、腔鏡科、財務科、藥劑科和統計室。設備處初步掌握UPS管理中未使用維護監督、UPS電源沒有歸屬、賬實不符，UPS電源從購進到報廢流程管理執行并不嚴格的混亂現狀，為下一步制定規章制度打下基礎。

2.2 建立UPS管理小組健全規章制度

(1)針對UPS安全管理調查結果，成立了UPS安全管理小組，下屬于醫院安全生產委員會。UPS安全管理小組全權管理UPS設備的采購管理和日常維護工作。安全管理小組由設備處、信息中心、總務處以及UPS電源使用科室組成。設備處負責UPS的采購和對外聯絡維修與保養；總務處負責UPS電源安裝的環境安全和用電安全的評估審核；信息中心負責對UPS電源各使用科室提供UPS電源操作使用和日常巡檢的技術支持；各使用科室指派UPS電源管理人員，并要求科室UPS電源管理人員負責科室UPS電源日常使用和每日檢查工作(如圖2所示)。

圖2 UPS安全管理小組構架圖

(2)制定“UPS安全管理制度”，制度為UPS電源的安裝使用環境(包括溫度、濕度)、安裝驗收須知、資產管理、參數設置、巡檢周期、巡檢內容、維護記錄表等涉及到UPS管理的各方面提供參考意見。

2.3 建立巡檢制度實施管理制度

(1)聘請專業公司提供每個季度的巡檢服務。設備處請有經驗有資質的服務商對UPS進行巡檢。2015年設備處將UPS定期巡檢納入預算，讓巡檢成為了常規工作。巡檢的內容主要包括：UPS電源使用環境通風情況、UPS電池積塵、電池充電電壓、電池漏液狀態、電池鼓包狀態、電池溫度情況及電池報警等情況的檢查。

(2)使用科室對UPS電源的安裝使用環境進行了改善。清理了使用環境，將多余的物品清除，使UPS電源放在通風散熱良好的地方[16]；UPS使用環境配備了空調，保證其處于最合適的25 ℃使用環境[17]。

(3)UPS管理小組召開技術會議。由技術服務商進行講解，UPS安全管理人員參與會議并對使用維護進行討論。醫院UPS電源管理人員加深了對UPS電源的認識，提高了使用管理水平。根據同一組蓄電池中新舊不能混用以及容量、型號不同也不能混用的原則，使用科室對漏液、鼓包、電壓不穩、超期限的電池進行了成批量的更換，保證了UPS電源能夠正常工作[18]。

3 UPS安全管理效果

3.1 安全巡檢結果

自2014年成立UPS安全管理小組、制定“UPS安全管理制度”至2017年，設備處共計開展UPS巡檢5次，對每次巡檢結果情況進行記錄并經使用科室確認。在2014-2015年的兩次巡檢中，故障臺數大幅下降，使用科室在收到設備處反饋意見后能夠很好地進行整改，保證了UPS電源的安全使用。在2015-2017年的4次巡檢中，整體上故障臺數無大變化。其巡檢結果見表1。

表1 UPS巡檢結果匯總

3.2 巡檢結果分析

(1)在2014-2017年的5次巡檢后，故障臺數和巡檢總臺數的比例大幅下降，表明巡檢能夠有效改善設備處對UPS的管理。2016.07的巡檢后，該比例有了小幅增加，與購買服務后更仔細的巡檢以及前后兩次巡檢間的間隔時間有關。雖然巡檢次數不夠多，但是整體上是能夠反映巡檢的積極作用，即是UPS巡檢能夠幫助設備管理部門更好地了解其使用狀態并及時地發現隱患，解除隱患。5次巡檢UPS故障臺數和總臺數比率如圖3所示。

表2 UPS電源巡檢結果匯總

圖3 5次巡檢UPS故障臺數和總臺數比率示圖

(2)通過對UPS的巡檢使管理工作得到很大提高，同時發現UPS管理的不足之處。通過將2016年之后的3次巡檢每一臺故障UPS電源的故障進行統計，可以發現有部分科室的存在3次巡檢后均未對故障UPS進行整改的情況。雖然多次巡檢的故障UPS電源并未引起嚴重后果，但卻存在很大的安全隱患(見表2)。

(3)在多次巡檢中能發現部分科室的報廢UPS電源一直處于未處理的狀態，雖然報廢UPS已停用，但設備內的電池長時間擱置，有漏液等情況發生的可能，仍存在極大的安全隱患。因此，需高度重視和解決巡檢中的各種問題，防患于未然。

4 結語

UPS電源管理方案的實施，有效降低了UPS電源故障發生，故障臺數占比也顯著降低，提高了UPS電源管理的水平。但是，加強對科室進行UPS安全知識的培訓宣傳是UPS管理工作中的重要一環。對UPS電源的有效管理需要由設備處、使用科室、巡檢服務商三方共同完成，實現設備處工程師制定合理的巡檢計劃，設備資產管理人員對UPS進行完善的登記，對報廢UPS電源進行及時的處理，使用科室對故障UPS電源及時維修，使用人員正確地對UPS電源進行日常使用管理，巡檢服務商用最先進合理的指標對UPS進行檢測。在三方的共同努力下，將安全隱患或故障的發生率降低至5%以內，保證UPS電源處于健康的運行狀態，保證醫院工作的正常開展。

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