醫用IT隔離電源及監控系統
1、概述
隨著電子醫療設備在醫院領域的廣泛應用，漏電流對病人構成的威脅也越來越大，尤其是那些生命攸關的場所，病人在手術中或麻醉狀態下，各種電、傳感器直接插入人體內，微小的漏電流都有可能導致病人觸電身亡。因此，對于醫院這一特殊場所的電氣設計，應嚴格按照國家標準和規范進行。
安科瑞醫用IT系統絕緣監測裝置及系統適用于醫院的手術室、ICU(CCU)監護病房等重要場所，能為這類場所提供安全、連續、可靠的供電解決方案。
2、醫用隔離電源集中監控器
2.1適用環境
●工作溫度：-10℃～+55℃
●儲存溫度：-20℃～+70℃
●相對濕度：≤95%不結露
●海拔高度：≤2500m
●污染等級：Ⅲ 級，安裝類別：Ⅲ 級
2.2主要組成部件
名稱 詳細參數 | 醫用隔離電源集中監控器 | |
外形尺寸 | 500(H)×400(W)×190(D) | |
主要 組成 部件 | 計算機 | 10’’TFT彩色觸摸屏 |
輸入輸出模塊 | 內置遠程智能I/O | |
電源模塊 | 開關電源 | |
指示燈 | 紅(報警指示) 黃(通訊故障指示) 綠(運行指示) | |
2.3實體結構圖
1：報警指示燈（紅色），系統接收到監控報警信號時指示燈點亮。
2：通訊故障指示燈（黃色），系統通訊異常時指示燈亮。
3：運行指示燈（綠色），系統正常運行時指示燈點亮。
2.4軟件界面
醫用隔離電源集中監控器可對安裝于各手術室、心臟監護病房、重癥監護室的絕緣變壓器的運行狀態進行集中的、實時的監測與顯示，監測參量含對地絕緣電阻、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度等；系統具有一次圖及現場分布圖顯示功能，便于及時、直觀地發現IT供電系統的報警地點或區域；
醫用隔離電源集中監控器的顯示屏為觸摸顯示方式。軟件可單獨調用某個IT供電系統的監測畫面，并可通過手動選擇該系統隔離變壓器運行的詳細狀態，具有斷線故障檢測功能，如與被測系統連接線斷線故障、溫度傳感器斷線故障以及功能接地線斷線故障等；
醫用隔離電源集中監控器還具有報警顯示與記錄功能，可記錄報警發生的時刻、報警類型及報警值等信息，并可支持報警聲音（報警聲音也可屏蔽），方便運維人員分析系統運行的歷史情況，及時排除故障。
3、醫療場所的供電解決方案
3.1 ICU、CCU病房配電解決方案（以GGF-I8隔離配電柜系統圖為例）
方案配置表
規格 配置 | GGF-I6G | GGF-I6Q | GGF-I8G | GGF-I8Q | GGF-I6F | GGF-I8F |
隔離變壓器 | AITR6300 | AITR8000 | — | |||
絕緣監測儀 | AIM-M100 | |||||
直流穩壓電源 | ACLP10-24 | |||||
輸出回路 | IT系統：4路、8路等（可根據實際需求定制） | |||||
電流互感器 | AKH-0.66P26 | |||||
斷路器 | （電流規格可根據實際需求定制） | |||||
報警與顯示儀 | AID100/AID120 (安裝于情報面板上) | |||||
3.2 手術室配電解決方案（以GGF-O8隔離配電柜系統圖為例）
方案配置表
規格 配置 | GGF-O6G | GGF-O6Q | GGF-O8G | GGF-O8Q | GGF-O6F | GGF-O8F | ||
隔離變壓器 | AITR6300 | AITR8000 | — | |||||
雙電源切換裝置 | 可選配置 | — | 可選配置 | — | — | |||
IT 系 統 | 絕緣監測儀 | AIM-M100 | ||||||
直流穩壓電源 | ACLP10-24 | |||||||
電流互感器 | AKH-0.66P26 | |||||||
斷路器 | C65H ICB C16/2P、C65H ICB C20/2P | |||||||
報警與顯示儀 | AID100/AID120(安裝于情報面板上) | |||||||
輸出回路 | 8路AC220V | |||||||
TN 系 統 | 1路AC380V、8路AC220V | |||||||
浪涌保護器 | PR20 20KA 3P+N | |||||||
多功能儀表 | DTSF1352 | |||||||
剩余電流動作保護器 | 動作電流≤30mA（A型） | |||||||
電流互感器 | AKH-0.66 30I 80/5 | |||||||
3.3 醫用隔離電源柜
醫用隔離電源柜是針對醫療2類場所的供電需求而設計的具有局部IT系統的配電柜，IT系統裝設絕緣監測裝置來監測系統的絕緣狀況，各輸出回路采用了具有短路保護功能的斷路器；TN-S系統輸出回路則采用了具有漏電保護功能的斷路器。產品根據使用場所的不同分為GGF-O系列手術室用隔離電源柜、GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜；根據安裝方式的不同，又可分為落地式、嵌入式和分體式隔離電源柜等。這些產品能夠很好的滿足各類手術室和重癥監護室對電源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求—醫療場所》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低壓成套開關設備和控制設備》等標準
3.3.1技術參數
技術參數 | GGF-IX①G | GGF-IXQ | GGF-IXF | GGF-OXG | GGF-OXQ | GGF-OXF | |
額定電壓 | 220V AC | 380V/220V AC | |||||
額定容量 | 3.15kVA/6.3kVA/8kVA/10kVA | — | 8kVA/10kVA | — | |||
額定電流 | 63/80A | ||||||
額定頻率 | 50/60Hz | ||||||
配電回路 | IT系統：4路、8路AC220V(可根據實際需求定制) | IT系統：8路AC220V | |||||
TN－S系統：1路AC380V，8路AC220V | |||||||
防護等級 | IP31 | IP31 | IP34D | IP31 | IP31 | IP34D | |
安裝方式 | 落地安裝 | 嵌入式安裝 | 嵌入式安裝 | 落地安裝 | 嵌入式安裝 | 嵌入式安裝 | |
進出線方式 | 底部進線，底部出線 | 頂部進線，頂部出線 | 底部和頂部均有進出線 | 底部進線，底部出線 | 頂部進線，頂部出線 | 底部和頂部均有進出線 | |
通訊方式 | RS485接口，Modbus-RTU協議 | ||||||
注①：這里的X代表隔離變壓器的容量。
3.3.2 產品命名規則
3.3.3產品外形尺寸
3.4 產品介紹
3.4.1 AITR系列隔離變壓器
AITR系列隔離變壓器專門用于醫療IT系統，產品鐵芯采用日本進口的硅鋼片疊加而成，損耗很小。繞組與繞組之間采用了雙重絕緣處理，并設計了靜電屏蔽屏，zui大程度減少了兩繞組之間的電磁干擾。繞組內安裝了PT100溫度傳感器，可用于監測繞組溫度。變壓器整體采用真空侵漆處理，增加了機械強度并具有抗腐蝕作用。另外，產品還采用了低溫升和低噪聲設計，使其具有很好的溫升性能和很低的噪聲。
3.4.1.1命名規則
3.4.1.2 符合標準
●GB19212.1-2008/IEC 61558-1：2005《電力變壓器、電源、電抗器和類似產品的安全 第1部分：通用要求和試驗》；
●GB19212.16-2005/IEC 61558-2-15：1999《電力變壓器、電源裝置和類似產品的安全 第16部分：醫療場所供電用隔離變壓器的特殊要求》；
●GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置 第7-710部分：特殊裝置或場所的要求—醫療場所》。
3.4.1.3性能參數
額定容量 | 3.15kVA/6.3kVA/8kVA/10kVA |
頻率 | 50/60Hz |
額定輸入電壓 | 230V |
輸出電壓 | 230V/115V |
沖擊電流(IE) | <12In |
泄漏電流 | <180uA |
空載輸出電壓(UO) | <235V |
空載輸出電流(IO) | <3% In |
短路電壓 | <3% Un |
效率 | >96% |
zui高環境溫度 | <40℃ |
空載溫升 | <33℃ |
滿負荷溫升 | <76℃ |
耐壓 | 4200V/分鐘 |
絕緣等級 | H |
噪聲等級 | <40dB (A) |
3.4.1.4外形尺寸及選型
型號 | 容量(VA) | 外形尺寸(mm) | 總重量 (kg) | |||||
A | B | C | D | E | F | |||
AITR10000 | 10000 | 280 | 260 | 370 | 240 | 190 | 11×18 | 85 |
AITR8000 | 8000 | 280 | 270 | 370 | 240 | 190 | 11×18 | 75 |
AITR6300 | 6300 | 280 | 250 | 370 | 241 | 175 | 11×18 | 66 |
AITR3150 | 3150 | 270 | 223 | 370 | 240 | 175 | 11×18 | 49 |
隔離變壓器外形尺寸
3.4.2 AIM-M100絕緣監測儀
AIM-M100絕緣監測儀是一款高性能的絕緣監測裝置，于醫療IT系統中，用于監測IT系統對地的絕緣狀態，當系統出現絕緣故障時，能夠及時發出報警信號，提醒工作人員根據實際情況進行處理。產品具有豐富的顯示與報警指示功能，界面友好，操作方便。
3.4.2.1產品功能
●具有對被監測IT系統對地絕緣電阻、變壓器負荷電流、變壓器繞組溫度實時監測與故障報警功能；
●能實時監測與被測系統連線斷線故障、溫度傳感器斷線故障以及功能接地線斷線故障，并在故障發生時給出報警指示；
●繼電器報警輸出、LED報警指示等多種故障指示功能；
●采用的現場總線通訊技術，與外接報警和顯示儀、上位機管理軟件通訊，可以實時監控IT系統的運行狀況；
●具有事件記錄功能，能夠記錄報警發生的時間和故障類型，方便操作人員分析系統運行狀況，及時故障。
3.4.2.2符合標準
●GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求—醫療場所》；
●IEC 61557-8-2007《交流1000V和直流1500V以下低壓配電系統電氣安全 防護檢測的試驗、測量或監控設備 第8部分：IT系統用絕緣監測裝置》。
3.4.2.3技術參數
輔助 電源 | 電壓 | AC220V(可波動范圍±10%) | 溫 度 監 測 | 熱敏電阻 | PT100 |
頻率 | 50/60Hz | 測量范圍 | -50～+200℃ | ||
zui大功耗 | <8VA | 報警值范圍 | 0～+200℃ | ||
絕緣 監測 | 絕緣電阻測量范圍 | 10～999kΩ | 報警 輸出 | 輸出方式 | 2路繼電器輸出(可編程) |
相對百分比誤差 | 0～±10% | 觸點容量 | AC 250V/3A DC 30V/3A | ||
報警值范圍 | 50～999kΩ | 環境 | 工作溫度 | -10～+50℃ | |
響應時間 | <2s | 存儲溫度 | -20～+70℃ | ||
測量電壓 | <12V | 相對濕度 | 5%-95%，不結露 | ||
測量電流 | <50uA | 海拔高度 | ≤2500m | ||
負載 電流 | 測量范圍 | 2.1～50A | 通訊 | RS485接口，Modbus-RTU協議(兩路) | |
報警值范圍 | 5～50A | 額定沖擊電壓/污染等級 | 4kV/3 | ||
測量精度 | 5級 | EMC電磁兼容和電磁輻射 | 符合IEC61326-2-4 | ||
3.4.2.4外形及安裝尺寸
3.4.3 報警與顯示儀
報警與顯示儀是一款基于MODBUS協議的遠程顯示和聲光報警裝置。能夠顯示監測數據，并在故障時發出聲光報警信號。該裝置可安裝于手術室或重癥監護室內的情報面板上，以便于醫院人員了解隔離電源系統的運行狀況，以及系統出現故障時的故障類型。產品包括AID100和AID120兩個型號，具有不同的安裝方式。
3.4.3.1產品功能
●具有絕緣電阻、變壓負荷率實時顯示功能；
●可遠程設置絕緣監測儀的報警閾值；
●采用現場總線通訊技術，可實時獲取絕緣監測儀的監測數據和報警信息；
●故障時可以聲光報警，按下消音鍵后，聲音關閉，相應的故障指示燈不會熄滅，直到故障解除為止。
3.4.3.2符合標準
●GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置 第7-710部分：特殊裝置或場所的要求 醫療場所》。
3.4.3.3技術參數
輔助電源 | 電壓 | DC 24V |
功耗 | < 0.6W | |
絕緣電阻顯示范圍 | 0～999kΩ | |
絕緣報警范圍 | 50～999kΩ | |
變壓器負載率顯示 | 百分比顯示 | |
負載電流報警設置 | 14A、18A、22A、28A、35A、45A | |
溫度報警設置范圍 | 0～+200℃ | |
報警方式 | 聲光報警 | |
報警類型 | 絕緣故障、過負荷、超溫、設備故障 | |
通訊方式 | RS485接口 Modbus-RTU協議 | |
顯示方式 | 數碼管顯示 | |
3.4.3.4外形及安裝尺寸
●AID100外形及安裝尺寸
●AID120外形及安裝尺寸
3.4.4 ACLP10-24直流穩壓電源
儀表的直流穩壓模塊，采用*隔離的線性變壓器。具有輸出電壓穩定，紋波小、耐壓等級高等特點，并帶有電源上電指示功能。模塊采用標準導軌安裝的方式，可以和絕緣監測儀安裝在同一導軌上，安裝方便。
3.4.4.1符合標準
◆ GB19212.1-2008/IEC 61558-1：2005《電力變壓器、電源、電抗器和類似產品的安全 第1部分：通用要求和試驗》；
◆ GB19212.16-2005/IEC 61558-2-15：1999《電力變壓器、電源裝置和類似產品的安全 第16部分：醫療場所供電用隔離變壓器的特殊要求》。
3.4.4.2技術參數
輸入電壓 | AC 220V(可波動范圍±10%) |
頻率 | 50/60Hz |
功率 | 3W |
輸出電壓 | DC 24V±5% |
電壓調整率 | ≤30% |
溫升 | ≤20℃ |
抗電強度 | 4000V AC/分鐘 |
3.4.4.3外形及安裝尺寸
3.4.5 保護型電流互感器
AKH-0.66P26型電流互感器是與AIM-M100絕緣監測儀配套使用的保護型電流互感器，zui大可測電流為50A，變比是2000：1，電流互感器采用螺絲直接固定的方式裝于機柜內部，二次側通過接線柱引出，安裝和使用方便。
3.4.5.1技術參數
輸入電流 | 0.5mA～50A |
| 使用頻率范圍 | 0.02-10 kHz |
輸出電流 | 0.025～25 mA | 負載電阻 | <200Ω | |
溫度系數 | 100 ppm/℃ | 瞬間電流1s | 200A | |
相移 | 10¢ | 安裝固定 | 十字槽盤頭4×10螺絲固定 | |
工作溫度 | -35～+70℃ | 二次側接線 | 單芯線>0.75mm2 zui長1m | |
儲存溫度 | -40～+75℃ | 單芯雙絞線0.75mm2 zui長10m | ||
副邊內阻范圍 | 95～120Ω | 隔離耐壓 | 5000Vac | |
精度 | 0.5% | 線性度 | 0.5% |
3.4.5.2外形尺寸圖
3.5應用方案
3.5.1 手術室隔離電源設計圖
3.5.2 ICU/CCU隔離電源設計圖
3.5.3 醫用隔離電源系統接線圖
3.6系統方案
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