我國(guó)醫(yī)院正面臨著電力建設(shè)的新階段，在一些地方，醫(yī)院電力建設(shè)普遍滯后于醫(yī)療裝備和醫(yī)療建筑的快速發(fā)展。個(gè)別醫(yī)院電力設(shè)備老化，超負(fù)荷運(yùn)行，設(shè)計(jì)理念傳統(tǒng)，不能滿足當(dāng)前醫(yī)療技術(shù)的需要，停電事故、電擊事故時(shí)有發(fā)生，醫(yī)療用電安全得不到可靠保證。那么，醫(yī)院建筑的配電建設(shè)應(yīng)如何和諧發(fā)展呢?我國(guó)第一代臨床醫(yī)學(xué)工程師潘兆岳教授，從上世紀(jì)70年代初就投身于醫(yī)院工程建設(shè)，在該領(lǐng)域著作和科研成果頗豐，他認(rèn)為：醫(yī)院電力建設(shè)核心需注重3個(gè)方面：可靠供電、安全配電、節(jié)約用電。為滿足這三項(xiàng)需求，他向我們?cè)敿?xì)闡述了醫(yī)療建筑配電須知。
供電系統(tǒng)，實(shí)行3配置
醫(yī)療建筑特別是大型綜合性醫(yī)院，其門診、內(nèi)科、外科和醫(yī)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(fù)荷(如消防電梯、消火栓泵、應(yīng)急照明電源等)是一級(jí)負(fù)荷，其余負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。可在醫(yī)院內(nèi)各主樓建筑設(shè)置地下變配電站，應(yīng)急發(fā)電機(jī)房宜設(shè)在醫(yī)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(qiáng)調(diào)：醫(yī)院供電系統(tǒng)必須實(shí)行3配置。
*雙路供電，是必配
醫(yī)院供電系統(tǒng)必須實(shí)行雙路供電，即采用兩路獨(dú)立的高壓電源(10KV)同時(shí)供電，并在最末一級(jí)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(jī)發(fā)電機(jī)組，是備配
為防雙路供電系統(tǒng)發(fā)生意外，應(yīng)對(duì)突發(fā)事故，還應(yīng)備有柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，作為第三路電源——應(yīng)急電源。如兩路市電突然中斷，必須在10分鐘內(nèi)啟動(dòng)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，立即投入使用。醫(yī)院手術(shù)部、信息中心、消防中心納入三路供電范圍，嚴(yán)禁其它用戶接入。
*EPS、UPS電源，是輔配
手術(shù)設(shè)備、急救設(shè)備配置EPS電源，信息設(shè)備配置UPS不間斷電源。作為第四路電源——輔助電源。用以應(yīng)對(duì)供電線路臨時(shí)故障，所造成意外局部斷電，以保證供電線路冗余和容錯(cuò)能力。
(醫(yī)院供電布局，見圖1。)
圖1 醫(yī)院供電布局圖
強(qiáng)電建設(shè)，抓好4個(gè)系統(tǒng)
2005年12月15日下午，遼源市中心醫(yī)院發(fā)生大火，最終導(dǎo)致整個(gè)醫(yī)院被燒毀，死亡人數(shù)高達(dá)40人，94人受傷。據(jù)了解，這起事故與醫(yī)院的電器設(shè)施安裝以及職工操作有關(guān)，但也給醫(yī)院建筑電力安全配置和設(shè)計(jì)上敲響警鐘。潘兆岳提出醫(yī)院強(qiáng)電建設(shè)要抓好4個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)。他認(rèn)為：在醫(yī)院電力配置和布局中，分區(qū)配電系統(tǒng)、高壓配電監(jiān)視系統(tǒng)、低壓配電監(jiān)視系統(tǒng)和變壓器的監(jiān)視系統(tǒng)不可少。
*分區(qū)配電系統(tǒng)
醫(yī)院配電系有自身的要求，它不同功能區(qū)域，采用不同的制式供電。如醫(yī)療區(qū)應(yīng)采用三相五線制供電(TN-S系統(tǒng))，后勤管理區(qū)可采用三相四線制供電(TN-C系統(tǒng))，特殊醫(yī)療區(qū)須采用不接地配電方式(IT系統(tǒng))。為防止微電擊，手術(shù)區(qū)、血液透析病房、重癥監(jiān)護(hù)病房、理療病房、康復(fù)病房等醫(yī)療區(qū)采用不接地配電方式，手術(shù)室內(nèi)采用等位接地以達(dá)到安全供電和節(jié)約投資的目的。在醫(yī)療過程中，患者對(duì)醫(yī)療設(shè)備的個(gè)體不適應(yīng)癥(某一患者不適應(yīng)某一臺(tái)設(shè)備)，與微電擊有關(guān)。應(yīng)值得注意的是：不同區(qū)域供電線路要分開敷設(shè)以免相互影響。
*高壓配電監(jiān)視系統(tǒng)
納入建筑智能化系統(tǒng)，利用智能測(cè)控模塊監(jiān)測(cè)被測(cè)回路上的所有電氣參數(shù)，包括真空開關(guān)狀態(tài)、故障、手閘位置、接地開關(guān)位置、電壓(V)、電流(A)、頻率(Hz)、功率因數(shù)(Φ)、有功功率(P)、無功功率(Q)、視在功率(S)，有功電能(kW·h)、無功電能(kvar·h)、和視在電能(KVA·h)等。利用智能測(cè)控儀表監(jiān)測(cè)變壓器的其他重要參數(shù)，包括變壓器溫度、溫度報(bào)警、變壓器風(fēng)機(jī)狀態(tài)、風(fēng)機(jī)故障報(bào)警等。
*低壓配電監(jiān)視系統(tǒng)
屬建筑智能化系統(tǒng)，利用智能測(cè)控儀表監(jiān)測(cè)被測(cè)回路上的電氣參數(shù)。包括：開關(guān)狀態(tài)、故障、抽屜位置、電壓(V)、電流(A)、頻率(Hz)、功率因數(shù)(Φ)、有功功率(P)、無功功率(Q)、有功電能、無功電能、和視在電能(KVAh)等。有斷路器故障報(bào)警功能。
*變壓器監(jiān)視系統(tǒng)
納入建筑智能化系統(tǒng)，監(jiān)視變壓器的溫度、變壓器風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警。
安全用電，從2角度掌控
近十年中，許多醫(yī)院新建、擴(kuò)建病房大樓、門診大樓、影像檢驗(yàn)大樓等醫(yī)療主體建筑。這些建筑突破了“醫(yī)院建筑高層不宜”的傳統(tǒng)觀念，多數(shù)是高層或多層的現(xiàn)代建筑，規(guī)模大，功能全，設(shè)施先進(jìn)。建筑中都配置了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)用氣體供應(yīng)系統(tǒng)、醫(yī)護(hù)傳呼系統(tǒng)、空調(diào)凈化系統(tǒng)、語音通信、有線電視和火警消防、智能建筑等系統(tǒng)。多數(shù)醫(yī)院都建設(shè)有潔凈手術(shù)部、消毒供應(yīng)中心、層流無菌病房，重癥監(jiān)護(hù)病房等先進(jìn)醫(yī)療設(shè)施，樓頂建有急救停機(jī)坪。因此，醫(yī)院安全用電極為重要。
一般講，從兩個(gè)角度對(duì)醫(yī)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(tǒng)。潘兆岳向記者詳細(xì)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(guó)際上現(xiàn)在普遍采用不接地電源，為手術(shù)室、心導(dǎo)管室、復(fù)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(yī)療場(chǎng)所供電，應(yīng)當(dāng)采用IT供電系統(tǒng)，或IT系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)同時(shí)使用。
(IT系統(tǒng)配電方式，見圖2。)
圖2 不接地配電方式(IT系統(tǒng))
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都不能與地構(gòu)成回路，只能在兩根輸出線之間構(gòu)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(bào)警器，負(fù)責(zé)測(cè)量電源線的對(duì)地電阻。詳見圖3。L1、L2為兩根電源線，對(duì)地絕緣。若L2接地(絕緣下降低阻通路)，即出現(xiàn)了第一故障點(diǎn)，就發(fā)生報(bào)警。這時(shí)對(duì)地并沒有構(gòu)成回路，對(duì)地?zé)o電流。若L1發(fā)生故障，對(duì)地絕緣下降，這就構(gòu)成回路。產(chǎn)生對(duì)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(bào)警是預(yù)防性的報(bào)警。
圖3隔離變壓器供電原理圖
在隔離供電IT系統(tǒng)中，在線絕緣監(jiān)視儀是核心關(guān)鍵設(shè)備，由于在線測(cè)試，技術(shù)要求高(見圖4)。該設(shè)備采用先進(jìn)的自調(diào)整脈沖測(cè)量技術(shù),在隔離變壓器輸出的兩線間施加微弱的連續(xù)脈沖信號(hào),利用恒流源的高阻抗特性,對(duì)系統(tǒng)的隔離不會(huì)造成影響。通過施加一已知的脈沖電流信號(hào)后測(cè)量試驗(yàn)阻抗兩端的電壓降，如果試驗(yàn)阻抗中已有電流流過，則施加的脈沖信號(hào)必須譯成某種形式的編碼，這樣就可以測(cè)定對(duì)應(yīng)的電壓降。用此方法測(cè)量得到一條線路對(duì)地的阻抗值是與隔離系統(tǒng)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)，只要考慮一條線路與地之間的電壓，就可以計(jì)算出流過的故障電流。
圖4在線絕緣監(jiān)視儀框圖
*建筑智能化系統(tǒng)
建筑智能化系統(tǒng)提供舒適、安全、高效、節(jié)能的工作環(huán)境。它是醫(yī)院信息化的前端，采集和提供數(shù)據(jù)和信息，也是醫(yī)院信息化的后端，執(zhí)行和處理信息化的要求。是數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的重要組成部分，建筑智能化系統(tǒng)中核心是樓宇設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)。醫(yī)院建筑有自身特色，樓宇設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，應(yīng)分成兩部分普通樓宇設(shè)備，建筑醫(yī)療設(shè)備。
普通樓宇設(shè)備：變配電系統(tǒng)、冷源監(jiān)控、熱源監(jiān)控、空調(diào)壓力平衡系統(tǒng)、空調(diào)凈化系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)、消防供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、系統(tǒng)集成。
建筑醫(yī)療設(shè)備：醫(yī)護(hù)傳呼系統(tǒng)、醫(yī)用氣體系統(tǒng)、手術(shù)室多媒體教學(xué)系統(tǒng)。
小結(jié)
設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)醫(yī)院的需求，用不同的控制方式，實(shí)行《機(jī)電一體化》的設(shè)計(jì)方法、《強(qiáng)電弱電一體化》的設(shè)計(jì)方法。在弱電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)建筑設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)配電箱同步設(shè)計(jì)，以保證強(qiáng)電系統(tǒng)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(dá)到安全用電和節(jié)約的目的。
