Специальные решения для объектов здравоохранения

     Обеспечение энергетической безопасности учреждений здравоохранения всегда являлось и является актуальной задачей, поскольку перерыв в работе медицинского оборудования может поставить под угрозу человеческую жизнь.

     Применение источников бесперебойного питания (ИБП) в совокупности с дизель-генераторной установкой (ДГУ) гарантирует полную защиту электроснабжения потребителей от нежелательных сбоев городской сети.

     Медицинская техника очень чувствительна к качеству напряжения в сети: нестабильность, коммутационные помехи, паразитные напряжения и пр. могут привести к некорректной работе, сбоям и поломке дорогостоящих приборов и систем. Технология двойного преобразования напряжения, реализованная в ИБП, предохраняет защищаемое оборудование от всех проблем с электропитанием: устраняет помехи в сети и обеспечивает нагрузку «чистым», синусоидальным напряжением.

     В соответствии с законодательством, во всех больницах должна быть реализована защита электропитания операционных, с переключением на работу от дизель-генератора в случае пропадания напряжения в сети. Однако процесс пуска дизель-генератора занимает от четырех до пяти секунд. Применительно к специфике работы высокотехнологичного оборудования больницы это непозволительно большое время.

     Некоторые приборы настолько чувствительны, что для необратимых сбоев в их работе достаточно долей секунды. Это, в частности, аппаратура для операций на мозге, сердечно-сосудистой системе, неврологических исследованиях, а также системы жизнеобеспечения и мониторинга в реанимационных палатах, палатах интенсивной терапии, в роддомах.

Рассмотрим основные моменты, обязательные при создании систем электроснабжения медицинских учреждений.

     КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИНСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

     В понятие медицинские помещения входят не только основные помещения для диагностики, лечения и ухода за пациентами (операционные, реанимационные и пр.), но и вспомогательные (лифты, хозблоки и т.д). В зависимости от мер, которые применяются для защиты от поражения электрическим током, эти помещения можно разделить на три группы.

     Группа 0 (Гр0) – медицинские помещения, в которых не используются контактирующие проводящие части и приборы, т.е. проводящие части медицинского оборудования, которые должны находиться в физическом контакте с пациентом: касаться его или вводиться внутрь.

     Защитные меры в помещениях Гр0:

автоматическое отключение при первом пробое изоляции и коротких замыканиях (КЗ).

     Группа 1 (Гр1) – помещения, в которых контактирующие части и приборы применяются наружно или внутренне, но нарушение электроснабжения не может привести к серьезному ущербу для пациента (например, физиотерапевтические и гидротерапевтические кабинеты).

     В помещениях Гр1 происходит автоматическое отключение в случае первого КЗ на открытые токопроводящие части или при регистрации токов утечки, а также при перебоях электропитания.

     Защитные меры в помещениях Гр1:

двойная изоляция;
устройство защитного отключения (УЗО) с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30 мА;
безопасное сверхнизкое напряжение (БСНН);
заземленная цепь системы БСНН (ЗСНН).

     Дополнительная защита: уравнивание потенциалов, аварийное электроснабжение.

     Группа 2 (Гр2) – помещения, в которых контактирующие части и приборы применяются для жизненно важных лечебных процедур, но при этом первичная неисправность в цепи питания не должна приводить к отказу аппаратуры жизнеобеспечения (операционные и пр.).

     В помещениях Гр2 не происходит автоматическое отключение при первом пробое изоляции и КЗ на корпус или открытые токопроводящие части, при регистрации токов утечки или перебоях электропитания.

     Защитные меры в помещениях Гр2:

двойная изоляция;
медицинская система IT;
применение медицинских разделительных трансформаторов (МРТ) с системой контроля изоляции, тока и температуры;
БСНН;
ЗСНН.

     Дополнительная защита: уравнивание потенциалов, аварийное электроснабжение, ИБП со временем переключения не более 0,5 с.

     МЕДИЦИНСКАЯ СИСТЕМА IT

     Система IT (сеть с изолированной нейтралью) – это электрическая система для медицинских помещений, для которой характерны:

повышенная безопасность, т.к. одновременное касание заземленного корпуса электрооборудования и любого из силовых выходов МРТ не приводит к поражению электрическим током;
повышенная надежность, т.к. первичный пробой изоляции в IT-cети не является аварией. КЗ любого из выходов МРТ на заземленный корпус переведет IT-сеть в TN-сеть с глухозаземленной нейтралью (рис. 1). При этом нет опасности поражения током людей и повреждения оборудования, и потребители продолжают работать.
пожаробезопасность, т.к. при пробое изоляции сила тока повреждения ничтожно мала и опасности возгорания практически нет, что немаловажно в помещениях с горючими материалами и медицинскими газами;
удобство техобслуживания, т.к. неисправность обнаруживает система контроля изоляции, температуры и тока.

    
     МЕДИЦИНСКИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

     Основные требования к МРТ:

трансформатор в корпусе, предотвращающем контакт с токоведущими частями, должен размещаться в непосредственной близости от медицинского помещения Гр2 (внутри или снаружи);
номинальное напряжение Uвых на выходе МРТ системы IT должно быть не более 250 В;
для питания однофазных нагрузок рекомендуется использовать в основном однофазные МРТ номинальной мощностью не менее 0,5 и не более 10 кВА. Как исключение, для трехфазных нагрузок, требующих установки системы IT, следует использовать отдельный трехфазный МРТ с выходным линейным напряжением не более 250 В (т.к. в случае повторного пробоя изоляции можно попасть под линейное напряжение). В этом случае нагрузка подключается между фазами. Питание однофазных приборов от трехфазной сети нецелесообразно, т.к. при обрыве нейтрали точка N может оказаться в любом месте и, следовательно, у потребителя появится линейное напряжение. Так как применение более мощных трансформаторов одновременно для нескольких помещений осложняет контроль за потребителями и затрудняет оперативный поиск неисправности, которая может привести к гибели пациента, предпочтительно использовать один МРТ на одну медицинскую IT-сеть помещения;
ток утечки вторичной обмотки на землю и ток утечки оболочки, измеренные в режиме холостого хода при питании МРТ номинальными напряжением и частотой, не должны превышать 0,5 мА;
повышенная перегрузочная способность МРТ, при которой нужен контроль его нагрузки и температуры, чтобы персонал, не прерывая работы, принял меры (например, отключил часть нагрузки);
для уменьшения пусковых токов при включении МРТ, которые могут привести к срабатыванию входных автоматов, необходимо устройство плавного пуска;
повышенное требование к изоляции МРТ: испытательное напряжение контроля изоляции между первичной и вторичной обмотками должно быть не менее 4 кВ;
наличие устройства непрерывного контроля состояния изоляции IT-сети и выдачи сигнала «нарушение изоляции»;
обязательная экранирующая обмотка между первичной и вторичной обмотками МРТ для снижения возможности возникновения пробоя изоляции между входной и выходной сетью;
отклонение Uвых на холостом ходу и под нагрузкой не более 5% от входного напряжения;
устройство контроля рабочего тока, температуры и изоляции МРТ измеряет параметры и сигнализирует о выходе их за пределы нормы;
наличие выхода для подключения устройства дистанционного контроля параметров МРТ.


     ПОСТ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ МРТ    

     В большинстве случаев МРТ рекомендуется комплектовать постом дистанционного контроля (ПДК), который устанавливается в зоне работы персонала, имеет степень защиты IP54.

     ЗАЗЕМЛЕНИЕ И УРАВНИВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ В ОПЕРАЦИОННЫХ

     В операционных необходимо предусматривать шину защитного заземления (ШЗЗ) из меди сечением не менее 80 мм2 либо из другого металла, но с эквивалентным по проводимости сечением. Операционный стол, аппарат для наркоза и вся электромедицинская аппаратура, выполненная по 01 и 1 классам электробезопасности, должны быть соединены с ШЗЗ защитными проводниками. Сечение последних (медь) должно быть не менее значений, указанных в таблице 1, их минимальное сечение (медь) – не менее 2,5 мм2 для проводников с механической защитой и 4 мм2 для проводников без такой защиты.

     Все штепсельные розетки в операционной должны иметь заземляющие контакты. От ШЗЗ к заземляющим контактам штепсельных розеток прокладываются медные проводники сечением не менее 2,5 мм2.

Структурная схема системы бесперебойного гарантированного электропитания медицинского учреждения

     ДГУ — Дизель-генераторная установка

     АВР — Автомат ввода резерва

     РЩ — Распределительный щит гарантированного питания

     МРТ — Медицинский разделительный трансформатор

     ИБП — Источник бесперебойного питания

     УЗО — устройство защитного отключения

     ПДК — Пост дистанционного контроля МРТ

     Построение систем бесперебойного гарантированного электроснабжения (СБГЭ) медицинских учреждений — задача не тривиальная и должна быть доверена профессионалам.

     ТОВ «Бест Пауер Украина», специализирующаяся на построении СБГЭ, применяет в своих проектах ИБП с двойным преобразованием любых мощностей и высоконадёжные ДГУ Gesan.

     Каждый из ИБП может быть оснащён медицинским разделительным трансформатором. Обеспечиваются все меры безопасности, отвечающие требованиям построения систем жизнеобеспечения медицинских учреждений.