我國醫院正面臨著(zhù)電力建設的新階段,在一些地方,醫院電力建設普遍滯后于醫療裝備和醫療建筑的快速發(fā)展。個(gè)別醫院電力設備老化,超負荷運行,設計理念傳統,不能滿(mǎn)足當前醫療技術(shù)的需要,停電事故、電擊事故時(shí)有發(fā)生,醫療用電安全得不到可靠保證。那么,醫院建筑的配電建設應如何和諧發(fā)展呢?我國第一代臨床醫學(xué)工程師潘兆岳教授,從上世紀70年代初就投身于醫院工程建設,在該領(lǐng)域著(zhù)作和科研成果頗豐,他認為:醫院電力建設核心需注重3個(gè)方面:可靠供電、安全配電、節約用電。為滿(mǎn)足這三項需求,他向我們詳細闡述了醫療建筑配電須知。
供電系統,實(shí)行3配置
醫療建筑特別是大型綜合性醫院,其門(mén)診、內科、外科和醫技科室建筑布局分散,多為高層建筑和多層建筑,其消防用電負荷(如消防電梯、消火栓泵、應急照明電源等)是一級負荷,其余負荷為三級負荷??稍卺t院內各主樓建筑設置地下變配電站,應急發(fā)電機房宜設在醫院主樓特別是外科樓的地下室,靠近低壓配電室處。潘兆岳強調:醫院供電系統必須實(shí)行3配置。
*雙路供電,是必配
醫院供電系統必須實(shí)行雙路供電,即采用兩路獨立的高壓電源(10KV)同時(shí)供電,并在最末一級配置自動(dòng)切換裝置。第一路電源作為供電電源,第二路電源作為備用電源。
*柴油機發(fā)電機組,是備配
為防雙路供電系統發(fā)生意外,應對突發(fā)事故,還應備有柴油機發(fā)電機組,作為第三路電源——應急電源。如兩路市電突然中斷,必須在10分鐘內啟動(dòng)柴油機發(fā)電機組,立即投入使用。醫院手術(shù)部、信息中心、消防中心納入三路供電范圍,嚴禁其它用戶(hù)接入。
*EPS、UPS電源,是輔配
手術(shù)設備、急救設備配置EPS電源,信息設備配置UPS不間斷電源。作為第四路電源——輔助電源。用以應對供電線(xiàn)路臨時(shí)故障,所造成意外局部斷電,以保證供電線(xiàn)路冗余和容錯能力。
(醫院供電布局,見(jiàn)圖1。)

圖1 醫院供電布局圖
強電建設,抓好4個(gè)系統
2005年12月15日下午,遼源市中心醫院發(fā)生大火,最終導致整個(gè)醫院被燒毀,死亡人數高達40人,94人受傷。據了解,這起事故與醫院的電器設施安裝以及職工操作有關(guān),但也給醫院建筑電力安全配置和設計上敲響警鐘。潘兆岳提出醫院強電建設要抓好4個(gè)系統的建設。他認為:在醫院電力配置和布局中,分區配電系統、高壓配電監視系統、低壓配電監視系統和變壓器的監視系統不可少。
*分區配電系統
醫院配電系有自身的要求,它不同功能區域,采用不同的制式供電。如醫療區應采用三相五線(xiàn)制供電(TN-S系統),后勤管理區可采用三相四線(xiàn)制供電(TN-C系統),特殊醫療區須采用不接地配電方式(IT系統)。為防止微電擊,手術(shù)區、血液透析病房、重癥監護病房、理療病房、康復病房等醫療區采用不接地配電方式,手術(shù)室內采用等位接地以達到安全供電和節約投資的目的。在醫療過(guò)程中,患者對醫療設備的個(gè)體不適應癥(某一患者不適應某一臺設備),與微電擊有關(guān)。應值得注意的是:不同區域供電線(xiàn)路要分開(kāi)敷設以免相互影響。
*高壓配電監視系統
納入建筑智能化系統,利用智能測控模塊監測被測回路上的所有電氣參數,包括真空開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障、手閘位置、接地開(kāi)關(guān)位置、電壓(V)、電流(A)、頻率(Hz)、功率因數(Φ)、有功功率(P)、無(wú)功功率(Q)、視在功率(S),有功電能(kW·h)、無(wú)功電能(kvar·h)、和視在電能(KVA·h)等。利用智能測控儀表監測變壓器的其他重要參數,包括變壓器溫度、溫度報警、變壓器風(fēng)機狀態(tài)、風(fēng)機故障報警等。
*低壓配電監視系統
屬建筑智能化系統,利用智能測控儀表監測被測回路上的電氣參數。包括:開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障、抽屜位置、電壓(V)、電流(A)、頻率(Hz)、功率因數(Φ)、有功功率(P)、無(wú)功功率(Q)、有功電能、無(wú)功電能、和視在電能(KVAh)等。有斷路器故障報警功能。
*變壓器監視系統
納入建筑智能化系統,監視變壓器的溫度、變壓器風(fēng)機的運行狀態(tài)、故障報警。
安全用電,從2角度掌控
近十年中,許多醫院新建、擴建病房大樓、門(mén)診大樓、影像檢驗大樓等醫療主體建筑。這些建筑突破了“醫院建筑高層不宜”的傳統觀(guān)念,多數是高層或多層的現代建筑,規模大,功能全,設施先進(jìn)。建筑中都配置了先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò )系統、醫用氣體供應系統、醫護傳呼系統、空調凈化系統、語(yǔ)音通信、有線(xiàn)電視和火警消防、智能建筑等系統。多數醫院都建設有潔凈手術(shù)部、消毒供應中心、層流無(wú)菌病房,重癥監護病房等先進(jìn)醫療設施,樓頂建有急救停機坪。因此,醫院安全用電極為重要。
一般講,從兩個(gè)角度對醫院建筑安全用電進(jìn)行掌控,一個(gè)是推廣隔離用電,另一個(gè)是采用建筑智能化系統。潘兆岳向記者詳細闡述了兩者的原理和安裝配置思路。
*隔離用電
為有效防止微電擊的發(fā)生,國際上現在普遍采用不接地電源,為手術(shù)室、心導管室、復蘇室、ICU病房、CCU病房、新生兒病房、心電圖室、腦電圖室、理療室、透析病房等特殊醫療場(chǎng)所供電,應當采用IT供電系統,或IT系統、TN-S系統同時(shí)使用。
(IT系統配電方式,見(jiàn)圖2。)

圖2 不接地配電方式(IT系統)
隔離供電是采用隔離變壓器供電,電源經(jīng)隔離變壓器后,原電網(wǎng)中的地已不再是參考電位了。隔離變壓器任何一根輸出線(xiàn)都不能與地構成回路,只能在兩根輸出線(xiàn)之間構成回路,這就提高了供電的安全性。同隔離變壓器配套使用的隔離電源漏電報警器,負責測量電源線(xiàn)的對地電阻。詳見(jiàn)圖3。L1、L2為兩根電源線(xiàn),對地絕緣。若L2接地(絕緣下降低阻通路),即出現了第一故障點(diǎn),就發(fā)生報警。這時(shí)對地并沒(méi)有構成回路,對地無(wú)電流。若L1發(fā)生故障,對地絕緣下降,這就構成回路。產(chǎn)生對地電流,發(fā)生電擊。L1的故障是尚未發(fā)生的潛在故障,所以報警是預防性的報警。

圖3隔離變壓器供電原理圖
在隔離供電IT系統中,在線(xiàn)絕緣監視儀是核心關(guān)鍵設備,由于在線(xiàn)測試,技術(shù)要求高(見(jiàn)圖4)。該設備采用先進(jìn)的自調整脈沖測量技術(shù),在隔離變壓器輸出的兩線(xiàn)間施加微弱的連續脈沖信號,利用恒流源的高阻抗特性,對系統的隔離不會(huì )造成影響。通過(guò)施加一已知的脈沖電流信號后測量試驗阻抗兩端的電壓降,如果試驗阻抗中已有電流流過(guò),則施加的脈沖信號必須譯成某種形式的編碼,這樣就可以測定對應的電壓降。用此方法測量得到一條線(xiàn)路對地的阻抗值是與隔離系統與地之間所有阻抗并聯(lián)值相等的,因此在發(fā)生故障時(shí),只要考慮一條線(xiàn)路與地之間的電壓,就可以計算出流過(guò)的故障電流。

圖4在線(xiàn)絕緣監視儀框圖
*建筑智能化系統
建筑智能化系統提供舒適、安全、高效、節能的工作環(huán)境。它是醫院信息化的前端,采集和提供數據和信息,也是醫院信息化的后端,執行和處理信息化的要求。是數字化醫院建設的重要組成部分,建筑智能化系統中核心是樓宇設備的自動(dòng)控制系統。醫院建筑有自身特色,樓宇設備的自動(dòng)控制系統,應分成兩部分普通樓宇設備,建筑醫療設備。
普通樓宇設備:變配電系統、冷源監控、熱源監控、空調壓力平衡系統、空調凈化系統、新風(fēng)系統、風(fēng)機盤(pán)管系統、送排風(fēng)系統、生活給水系統、消防供水系統、排水系統、熱水系統、照明系統、系統集成。
建筑醫療設備:醫護傳呼系統、醫用氣體系統、手術(shù)室多媒體教學(xué)系統。
小結
設計應根據醫院的需求,用不同的控制方式,實(shí)行《機電一體化》的設計方法、《強電弱電一體化》的設計方法。在弱電系統的設計過(guò)程中,對建筑設備的現場(chǎng)配電箱同步設計,以保證強電系統同弱電系相互兼容,相互通訊,這既降低了工程造價(jià),又提高了工程質(zhì)量,達到安全用電和節約的目的。