醫院建筑及設備的過電壓保護分析

張成卓

【摘要】醫院作為特殊行業，關乎病患的生命，針對醫院建筑以及設備實施過電壓保護顯得尤為重要。對此，本文結合具體實例，從醫院建筑及設備過電壓保護的必要性出發，分析了醫院建筑低壓配電系統的特殊性，并提出了具體保護策略。希望此次分析可以為醫院提供更加安全可靠的就醫環境，保證病患人身安全。

【關鍵詞】醫院建筑;醫療設備;過電保護

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.175

在醫院建筑中，涉及到很多貴重醫療設備，如果發生斷電、雷擊等情況，沒有采取有效預防措施，將會對醫院造成嚴重損失，同時，也直接危害著病患人身安全。因此，有必要對醫院建筑以及相關醫療設備實施過電壓保護，也就是過壓保護，主要就是指，當被保護線路電壓大于預定范圍數值時，可以使電源斷開或者，采取降壓的方式，讓受控設備得到保護。一般常見的過電壓保護元件以及設備，如壓敏電阻、避雷器等，在過電壓保護器的作用下，可以更好的保證電氣設備安全性。

1、醫院建筑及設備過電壓保護的必要性

在社會不斷發展下，人們對健康的重視日益提升，推動著醫療事業的發展，在科學技術水平的飛速發展中，現代化醫療設備精密度得到了提升，而這也提高了對設備使用環境的要求?，F代醫療設備和核心是電子芯片與電子線路，在電子線路集成化程度提升下，如果配電系統發生電壓波動，則這些設備會出現較為敏感的反應，導致耐過電壓能力減弱，導致雷電過電壓、系統操作過電壓直接擊毀線路板，造成醫院經濟損失嚴重[1]。針對此種情況導致的毀壞設備發生嚴重經濟損失的情況，我國信息產業部、海關總署、中國電力總公司等部門，制定了有關的行業標準，但醫療衛生行業目前還沒有較為完善的規范可循。所以，在醫院建筑工程設計環節，就需要采取相應的措施，做好醫療設備的保護，電氣設計人員需要提高重視度，認識到醫院建筑及設備過電壓保護的重要性。

2、醫院建筑低壓配電系統的特殊性

從醫院整體建筑布局看，不同功能用房都是按照一定規律進行分布，例如，病房樓，一般一層設置住院登記、導醫、接診、管理辦公室等。而手術室一般會設計在群房和標準層之間的某一層，主要是因為手術室所需的空調設備要滿足專用設備層，同時，空調專用設備層也會為排水設備提供轉換層需求。此外，對于剛做完手術的病人，準備進行手術的病人都需要進行監護，所以，醫院一般會將重點護理室設計在手術層與病房層之間。

這些功能對應的設備分布也需要按照醫院規律進行，比如，直線加速器、核磁共振儀等大型設備由于數量并不多，但會配有專門機房，其中直線加速器，需要滿足防輻射泄漏需求，因此，正常會設置在病房大樓地下室。而每間手術室內都會有麻醉臺，而手術室處于同一層，因此，麻醉臺也設在手術層。在醫療設備中，數量較多的是心電監護儀，并且其分布也非常廣，而普通病房、護士室、醫生辦公室等一般不配備貴重設備。通過分析，可知，提高對醫療設備的保護，有助于節省保護設備投資，所以，需要合理設計低壓配電系統[2]。

分析該圖，可以發現，設計人員將手術層，重點護理室、普通病房層中的觀察病房的配電回路與其它部分做了分開設計，也就是為安裝或者可能安裝貴重醫療設備的場所，設計了專用回路供電。在整個低壓系統中，只需要將浪涌防護器SPD （ Surge Protective Device）安裝在這些專用回路中即可，此種方法的使用，一方面可以為重要場所供電提供安全保護，同時，也可以實現對SPD安裝范圍的控制，屬于一種簡單可靠的過壓保護措施[3]。

3、過電壓具體保護措施

對醫院建筑物內各電氣設備實施防過電壓、雷擊電磁脈沖的保護設計，可以采取屏蔽、接地、等電位連接等措施，實現過電壓保護。

3.1配電系統變壓器過電壓保護

如果發生雷電并產生雷電過電壓，則會對醫院建筑的變壓器造成損壞，為防止這一情況，需要設置避雷器。但大部分低電壓線路外皮絕緣程度較低，在高電壓側或者低電壓側的影響下，非常容易造成變壓器內絕緣損壞，因此，除了要設置高壓側避雷器，也需要在低壓側進行安裝[4]。但以往安裝的低壓避雷器只能限制低壓繞組兩側過電壓值，此種情況并沒有控制電子設備的電壓值，故此，需要在相應的位置加裝過電壓保護裝置，進而控制線路受到雷電擊后發出的過電壓波。

3.2實施屏蔽措施

采取有效的屏蔽措施，能夠降低雷電電磁脈沖的干擾感應效應，同時，也可以有效防止閃電發生后出現的電磁感應。具體屏蔽措施，可以采用電廠屏蔽、電磁屏蔽、磁場屏蔽等。醫院的微電子設備非常容易受到雷電浪涌以及高頻電場的輻射干擾而出現損壞，針對此種情況，需要實施相應的電場屏蔽措施進行約束。將屏蔽設備放在交變電磁場中，導電媒體通過交變磁場后產生感應電流，當能量消耗到一定程度后，電磁場強度便會衰減，進而阻礙電磁場進入到殼體內部，保護了電磁脈沖中的能力傳播[5]。

3.3等電位聯接

對醫院建筑內的配電系統實施等電位聯接，可以縮減系統內部的各個金屬部件間的電位差，從而起到保護配電線路的作用，進而更好的抵御電氣火災、安全運行故障、爆炸等情況。如果配電系統中微電子設備等電位聯接，與其它類型的防雷裝置距離在2m以內時，可以使用同一個接地裝置。通過對醫院建筑等電位聯接，可以保證電氣設備形成一個整體。減少電位差使得各部分處于同一電位，從而實現電位差處于穩定狀態。

3.4配電線路過電壓保護

針對配電線路，主要以分流方式為主，主要就是指當醫院建筑發生雷擊時，其較大雷電流會對電氣設備造成巨大壓力，此時，需要在防雷保護下增加線路通道，分解電流值的大小，促使各個電流流入不同的通道，進而使得流入設備的電流是對應電氣設備可以承受的范圍。目前，使用較多的分流裝置有過電壓保護裝置、浪涌吸收器。除此之外，對于進入建筑物內部的配電線路，需要使用一定的屏蔽措施后，再與總配電箱進行連接?？偟膩碚f，對于分級配電線路，需要結合實際情況，設立專門的過電壓保護裝置，保證線路電壓在設備可承受范圍內。

結語：

綜上所述，隨著醫院建設規模的不斷擴大，為更好的保障病患醫療環境安全性、可靠性，有必要加強對建筑以及過電壓的保護水平，采用屏蔽、接地和等電位連接這些防護措施，加強建筑內部防雷控制，進而減少設備損壞、降低醫院經濟損失，助推醫院良好發展，營造和諧的社會環境。

參考文獻：

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[3]袁江偉，王德昌，周啟文.配電網串聯補償裝置過電壓保護方式研究[J].供用電，2020，37（08）：147-153.

[4]張臨學.DF4B型機車輔助發電回路過壓保護電路改造的研究[J].太原鐵道科技，2020，56（02）：115-117.

[5]趙煒.大型集中式并網光伏發電系統內部雷電過電壓保護研究[D].北京交通大學，2020，67（56）：231-232.