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        技術文章

        醫療電氣場所低壓漏電保護與監控研究與應用

        技術文章


        摘要:隨著社會現代化的發展和科學技術水平的提高,在如今的醫院、診所、衛生站等醫療場所的實際工作中,電氣化設備的應用也越來越廣泛,電氣化設備被應用到各式各樣的醫療設備中去,手術器具、檢測工具、急救工具等多種多樣的醫療設備都將電子化技術應用于實際操作中,這也就更大程度上加大了電子化醫療設備安全使用的必要性。文章首先就當前以來工作電器設備使用現狀進行簡要闡述,指出其中存在的不足與弊端,最后就如何有效提高電子設備使用安全性提出了針對性建議與措施。

        關鍵詞安科瑞;醫療電器場所;低壓漏電;監控

         

        引言:

        隨著電氣化設備在醫療工作中的大規模應用,對于保證電子化設備使用的安全性也有待于提高。電子設備在醫療事故中的使用不僅關乎到工作效果的順利進行,更是關系到病人的生命安全。在醫療電子設備中,經常性出現的問題就是電子設備的漏電現象,本文主要針對醫療場所中電子化設備的安全適用作了探討與研究。

        一、醫療工作電氣設備的使用現狀

        隨著醫療工作水平的提高和現代化技術的深入發展,越來越多的傳統醫療設備都采用電子化技術來操控以保證其在醫療工作中更有效地發揮功效。因此,電子化和電氣化設備在如今的醫療場所更為常見的,使用范圍也比較廣泛的。電子化設備的大規模應用不僅提高了各項醫療設備在醫療工作中的工作效率,同時也彌補了許多人手操作設備的弊端,保證了醫療工作得以高效率地進行。電子化和電氣化設備在如今的醫療行業中已經逐漸發揮出其巨大的優勢性,也迅速地被醫療行業的眾多人士所接受。

        電子化和電氣化設備在現代醫療工作中發揮的積極作用是不可忽視的,然而,同樣也不能忽視其客觀存在的漏洞與弊端。因為電子技術和電氣化的應用環節中不能缺少電流的參與,電流所具有的危險性與醫療工作時刻緊密結合在一起,這也就無形之中增加了醫療工作中可能出現漏電現象的機率,而這些意外一旦發生,所造成的后果是難以估量的。電子化設備給醫療工作帶來便利的同時,也埋下了較大的安全隱患。

        二、電氣設備使用中存在的不足與弊端

        2.1.電子化設備存在漏電現象,關系病人的生命安全。電子化和電氣化設備在使用的過程中存在的的意外現象就是漏電現象,電子化和電氣化設備在醫療工作的過程中都要接通電流才能夠正常的工作,而且很多電子設備在實際醫療工作中都是與病人直接接觸的,甚至有些電子設備需要安插到病人體內與病人身體直接連通,而在這個過程中一旦發生漏電現象,那后果是不堪設想的,會對病人的生命安全造成極大的危險,甚至會因為漏電造成病人殘疾或是死亡。

        2.2電子化設備可能突然失靈,影響緊急工作。電子化和電氣化設備在實際使用的過程中的另一個意外現象是突然失靈,因為電子化電氣化醫療設備在運行過程中程序與操作復雜性,同時其內部的構造都相對比較復雜,構成的零件也比較多,又因為是電子技術操控,所以在實際操作中就可能因為一點點小的操作失誤或是使用不當而造成電子醫療設備故障或失靈,在醫療工作的過程中突然失靈,這會嚴重影響到醫療工作的進度,不利于醫療工作的安全進行,同時還會對病人的緊急救治任務產生重要負面影響,難以保障醫院醫療工作順利進行。

        三、如何有效提高電子設備使用安全性

        3.1對所有電子化設備做好漏電保護工作,加強電源絕緣性。針對醫療工作中電子化電氣化設備存在的漏電現象,一定要做好事先防范與保護工作。如今在電子設備的生產過程中,都會在容易漏電處加固絕緣性較強的材質以控制漏電現象,因此,在醫療電子設備的生產中,也可以將這一方法廣泛應用。在醫療電子設備的易漏點處加固絕緣性較強的材質,保證萬一發生漏電的情況下能有效地絕緣,保證電子設備的安全使用,減少因為漏電可能會對病人造成安全隱患的可能性。另外,在電子醫療設備的鏈接電路中,應事先加裝漏電保護系統,在萬一發生漏電的情況下,能夠在最短時間內地切斷電路,停止電子設備的工作,防止漏電對病人和操作人員造成較大的危害。

        一定要做好事先防范與保護工作。如今在電子設備的生產過程中,都會在容易漏電處加固絕緣性較強的材質以控制漏電現象,因此,在醫療電子設備的生產中,也可以將這一方法廣泛應用。在醫療電子設備的易漏點處加固絕緣性較強的材質,保證萬一發生漏電的情況下能有效地絕緣,保證電子設備的安全使用,減少因為漏電可能會對病人造成安全隱患的可能性。另外,在電子醫療設備的鏈接電路中,應事先加裝漏電保護系統,在萬一發生漏電的情況下,能夠在最短時間內地切斷電路,停止電子設備的工作,防止漏電對病人和操作人員造成較大的危害。

        3.2做好檢查工作,對電子設備的使用工程進行全程監控。防止醫療電子設備在工作過程中出現漏電現象的另一個有效措施是做好前期的全面檢查與檢測工作。在電子醫療設備正式開始應用于醫療工作之前,應安排專門的檢測人員對電子醫療設備進行的監察與維護,查看各個部位的安全性能是否符合運行要求,并及時地檢查出電子醫療設備中存在的問題進行檢修,防止這些意外在正式工作的過程中發生。另外,在電子醫療設備正式工作的過程中,還要安排專門的人對醫療設備進行全程監測,時刻關注電子醫療設備的使用工作情況,一旦發生漏電現象或是其他意外,要在最短時間內切斷電源,立即停止電子設備的工作,才能夠有效地應對隨時突發的意外現象,減少醫療事故中的人員損傷程度。



        四、安科瑞為醫院安全用電提供的解決方案

        1.安科瑞Acrelcloud-6000安全用電云平臺

        安科瑞電氣推出的安全用電監控云系統采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器、故障電弧探測器、電氣防火限流式保護器和中性安防,對引發電氣火災的主要因素(導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等)進行不間斷的數據與統計分析,并將發現的各種隱患信息及時推送給學校管理人員,指導學校實現時間的排查和治理,達到潛在電氣火災隱患,實現“防患于未然"的目的。

        用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現對平臺的訪問,查詢包括系統信息、實時數據、報記錄等在內的各種信息,使用方便。利用該系統為用戶提供的低成本服務,能有提升企業的消防管理和電氣設備水平,防范重大惡性火災財產損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任的發生。

        本系統的整體結構如圖所示:

        15520an.png


        2.硬件配置:

        平臺服務器:建議按照我方提供配置標準購買,或者客戶自己租用阿里云資源。

        站控管理層硬件配置:(如申請阿里云可忽略)

        序號

        名稱

        型號、規格

        單位

        數量

        備注


        平臺部分





        1

        數據服務器

        DellR730CPU:E5-2620內存:32G硬盤容量:4*1.2T(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5

        1

        甲供,供參考

        2

        WEB服務器

        DellR730CPU:E5-2603內存:16G硬盤容量:3*300G(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5

        1

        甲供,供參考

        3

        打印機


        1

        甲供

        4

        工業網絡交換機

        華為(HUAWEI)S1728GWR-4P-AC,企業級24口千兆交換機

        1

        甲供,供參考

        現場儀表硬件配置

        序號

        名稱

        型號、規格

        單位

        數量

        備注

        1

        剩余電流火災探測器(2G/4G/NB)

        ARCM300-Z-4G可以測量剩余電流,溫度,電流,電壓,功率,頻率,GPRS通訊

        1

        安科瑞

        2

        漏電流互感器

        AKH-0.66L-45

        按需

        安科瑞

        3

        線纜溫度傳感器

        ARCM-NTC

        按需

        安科瑞

        4

        無線DTU

        AF-GSM200需加SIM卡

        1

        安科瑞

        5

        故障電弧探測器

        AAFD-40檢測范圍0-40A

        1

        安科瑞

        6

        電氣防火限流式保護器

        ASCP200路GPRS額定電流:無線通訊0-63A

        1

        安科瑞

        7

        中性安防保護器

        監控中性線的漏電流

        1

        安科瑞

        3.1現場儀表選型介紹--剩余電流火災探測器

        產品名稱

        剩余電流火災探測器

        產品型號

        ARCM300-Z-4G

        ARCM200L-Z

        ARCM200BL

        產品外形

        image.png

        image.png

        image.png

        產品功能

        當電線由于機械損傷、年久失修而導致絕緣層老化破損、負荷大而發熱使得絕緣層 老化失效等原因,使得絕緣性能下降,導致電線與大地之間有不正常的電流通過,這種 現象就是漏電,也稱為“剩余電流"。泄漏電流流入接地點處形成發熱現象,當流入接 地點周圍有易燃物時,經長期高溫累積作用便會產生燃燒現象從而引發火災。 ARCM系列電氣火災探測器可對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實 施監控和管理,集成度高,體積小巧,安裝方便,防范因泄漏電流而導致的電氣火災。


        3.2現場儀表選型--故障電弧探測器

        產品名稱

        故障電弧探測器

        產品型號

        AAFD-40

        AAFD-MU集中顯示+傳感器

        產品外形

        image.png

          image.png      image.png

        產品功能

        故障電弧集中顯示單元對接入線路中的故障電弧傳感器進行統一檢測。故障電弧傳感器可以對故障電弧(包括故障并聯電弧、故障串聯電?。┻M行有效的檢測,當檢測到線路中存在引起火災的故障電弧時,顯示單元可以進行現場的聲光報警,并將報警信息傳輸給電氣火災監控設備。集中顯示單元可同時通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理。

        故障電弧集中顯示單元適用于工業與民用建筑中10KW及其以下的電氣線路,其保護線路長度不宜大于100米。產品遵循國標GB 14287.4-2014,可適用于養老院、學校、商業建筑、賓館、工廠、庫房、圖書館、辦公室、家庭住宅、以及娛樂場所。

        3.3現場儀表選型--電氣防火限流式保護器

        產品名稱

        電氣防火限流式保護器

        產品型號

        ASCP200-20D

        ASCP200-40B

        ASCP200-63D

        產品外形

        image.png

        image.png


        產品功能

        當低壓配電回路發生短路故障時,ASCP200電氣防火限流式保護器能以微秒 級速度快速(<150μs)限制短路電流以實現滅弧保護,從而能顯著減少電氣火災事 故,有效克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電 流時間長、短路時產生的電弧火花大,以及使用壽命短等弊端.

        3.4現場儀表選型中性安防保護器

        中性線的定義:三相電的星形接法是把每一相電源或負載的一端都接在中性點上,將中性點

        引出的這條線叫中性線,這樣就形成三相四線制或者五線制。也可不引出,形成三相三線制?,F

        在的低壓配電線路,采用最多的是三相四線制,其中的三條線路分別用A、B、C代表三相,另一條中性線用N代表。

        在三相四線制或五線制供電系統運行過程中,中性線引發火災事故主要通過三種途徑:

        A.中性線長期過載導致中性線絕緣層老化,最后使得絕緣層燃燒引發火災;

        B.中性線故障使中性線開路,導致三相電嚴重不平衡,燒毀電氣設備引發火災。

        C.中性線老化使線路局部過熱,導致中性線絕緣層老化,最后使得絕緣層燃燒引發火災。


        圖片2.png

        1)產品型號


        圖片3.png

        2) 模塊接口示意

        3)產品尺寸

        圖片5.png


        五、總結

        電氣化和電子化設備在醫療工作中大規模應用的趨勢是勢不可擋的,這也是科學技術發展,醫療水平進步的必然趨勢。然而盡管有高科技的保證,但電子化設備是在電流與人工之間的配合下應用于醫療工作,其應用過程中始終不可避免地存在著一定的問題,因此只有通過嚴格地監測電子設備在醫療工作中的使用情況,爭取將意外發生的機率降低到最小,才能夠地保證電子設備的安全使用,對醫療工作發揮更大的作用。

         

        參考文獻:

        [1]吳佳倩.醫療電氣場所的低壓漏電保護與監控[D].上海交通大學,2011.

        [2]王堯.復雜波形條件下剩余電流檢測技術研究[D].河北工業大學,2012.

        [3]方威.礦井供電系統選擇性漏電保護理論及其應用研究[D].江蘇大學,2009.

        [4]李蔚.建筑電氣設計易錯問題評析[J].智能建筑電氣技術,2010,01:4-11.

        [5]劉莉馨.關于醫院建筑電氣設計的相關要點[J].智能建筑電氣技術,2010,03:25-30.

        [6]姚潔.醫療電氣場所的低壓漏電保護與監控.

        [7]安科瑞企業微電網設計與應用手冊,2020.06版.




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