醫用隔離電源及其在醫院的應用

崔志凱

（山東省濟寧市汶上縣人民醫院，山東 濟寧 272501）

0 引言

近年來，隨著醫療技術的迅猛發展，電子電氣相關醫療設備在醫院中的應用越來越廣泛，各類疾病治療也越來越依賴醫療電氣設備[1]。人們對醫院醫療環境提出更高要求，傳統的建筑、電氣等設計已難以充分保障其人身安全?；颊呒搬t務人員已深陷醫療電子儀器、設備包圍之中，潛在漏電流風險顯著升高，特別是手術或麻醉狀態下的患者，體內連接著各種電極和傳感器，一旦有極微弱的漏電流通過患者心臟，可致其觸電死亡[2-3]。我國大部分醫院仍使用TN-S 配電系統，金屬性短路故障較多，易引起斷路器或熔斷器工作，醫院病房停電[4]。醫用隔離電源系統供電距離相對縮短時供電安全、可靠性更高，在連續供電要求嚴格場所應用價值高。

1 醫用隔離電源系統

醫用隔離電源系統簡稱醫用IT 系統，是將隔離變壓器、絕緣監視儀以及報警終端三個部件聯合構成的電力系統。I 是指電源一側未進行工作接地或未經高阻抗接地；T 是指負載一側連接的設備進行接地保護[5]。簡單地說IT 系統就是利用隔離變壓器將TN 供電轉化為不接地的IT 供電，隔離變壓器起主要應用的功能，絕緣監測儀的設置是為了實現整體絕緣水平的在線實時檢測，以確保醫用IT 系統的長期穩定性。一般情況下，對供電穩定要求高、不允許停電的場所或者需嚴格連續供電的場所多采用IT 系統。

根據國家標準《建筑物電氣裝置》中特殊裝置或場所的醫療場所要求，可分為0～2 類場所[6]，0 類場所為人體不直接接觸醫療電氣設備的場所，如門診室、候診室、推拿室等；1 類場所為人體接觸醫療電氣設備但斷電不會影響診療或造成生命危險的場所，如病房、X 光室等；2 類場所則為人體直接接觸醫療電氣設備且電源中斷危及患者生命健康的場所。醫院麻醉室、手術室和重癥監護室等在醫療場所劃分中均屬2 類場所，故必須使用醫用IT 系統。國際和國家眾多標準認定提出，醫用隔離電源供電系統的使用是可靠保障醫療場所供電、用電安全的關鍵。

2 醫用IT 系統的組成與功能

國際電工協會（IEC）規定，醫用IT 系統須包括隔離變壓器、絕緣監視儀、外接報警顯示設備、電流互感器以及專用電源。如圖1 所示。

圖1 醫用隔離電源系統組成圖

隔離變壓器：即輸入繞組和輸出繞組帶有電氣隔離的變壓器部件。變壓比1：1，其初級線圈匝數與次級相等[7]。變壓器的隔離主要是將原副邊繞組線圈各自的電流進行隔離，以避免帶電體和地同時觸及所造成的危險。因次級不接地，輸出電壓不以大地作為參考端，大地和次級任意一根線都不存在電位差，且初級和次級線圈之間高度絕緣，人體僅接觸變壓器次級線圈任意一端無生命危險，從而保證使用安全。但值得注意的是，人體同時接觸次級線圈兩端，通過的交流電為220 V，仍存在生命危險[8]。

絕緣監視儀：該部分是在線實時檢測直流電源系統中支路和母線絕緣狀態，并進行管理的一種裝置。一旦電源系統發生絕緣相關故障，或者隔離變壓器中繞組、負荷電流溫度超過限定值，絕緣監視儀可立即檢測故障并由外界報警顯示設備顯示出來，以便維修。

報警顯示設備：醫用IT 系統中的外接報警顯示設備通常安裝在護士站。當儀器設備絕緣電阻達不到設定值或者變壓器負載超限，都會發出報警聲顯示故障。醫護人員及時查看可明確故障位置，實施應急方案，同時通知有關部門加緊維修處理。

電流互感器：包括繞組和鐵芯兩個部分，工作原理為電磁感應原理。電流互感器主要作用在于配合絕緣監視儀，實時監測醫用隔離變壓器負荷情況。

專用電源：專用電源在整個醫用IT 系統中為外接報警顯示設備提供20 V 直流電[9]，故而也是報警顯示儀專用電源。

3 醫用IT 系統作用及應用必要性

醫用隔離電源系統在醫療場所的應用主要有以下幾點作用。

（1）實現醫療設備供電連續性。由于醫用IT系統與大地不構成回路，醫療設備在發生漏電故障時只會出現極微弱的容性漏電流，對人體無危害，同時也不會造成電路保護裝置動作，從而確保醫療場所連續性供電。

（2）提高配電系統防火安全性。TN-S 配電系統在使用中易發生短路、斷路、漏電等故障，從而引發火災，醫用IT 系統的應用極大地降低了這一風險，有利于提高醫院配電系統防火安全性。

（3）保障患者與維修人員人身安全。患者與各類醫療設備直接接觸，于麻醉狀態下防衛能力喪失或降低，漏電流通過各種電極、傳感器或管路進入心臟時即對患者生命構成重大威脅。醫學研究表明，10 μA 電流經過患者心臟就可造成觸電死亡，也稱作“微電擊”[10]。醫療設備或配電出現故障需要檢修維護時，維修人員有時需在通電條件下觸及元器件等，而醫用IT 系統不與大地形成回路，所以避免了觸電，極大地確保了維修人員的人身安全。

如上所述，醫用隔離電源系統在醫院場所中的應用具有必要性。醫用IT 系統在醫療環境中應用優勢眾多，有效地確保了醫療場所的正常供電和電氣設備的正常運行。即使醫療電氣設備出現絕緣故障，其電源中性點與地面無連接，也只會產生微小漏電流，空氣開關等電路保護裝置也不會因此進行動作切斷供電，可避免手術室發生突然斷電事故，對醫院連續性供電、手術患者生命安全意義重大。醫療特殊場所使用呼吸機、除顫儀、麻醉機、透析設備、心肺機以及體外循環設備等對供電要求極為嚴格，因此必須使用連續配電系統。

4 結束語

醫用隔離電源系統因配置了隔離變壓器極大地提高了用電安全性，實現了連續性供電，是醫院等特殊場所重要的安全電源。醫用隔離電源對各種醫療電氣設備的使用安全以及患者、醫務人員、維修人員人身安全有較高的保障作用，同時具有較高的實用價值。