浅谈医用IT隔离电源在特殊供配电系统低压配电柜中的应用

【摘要】与其他民用建筑配电方式不同，医疗配电方式具有一定的特殊性，医疗电气需要稳定可靠的电能环境，从而为患者提供更安全的医疗和治疗环境。目前，许多医院已经开始使用IT供电系统，利用PLC控制元件实现智能控制和通信。这种方法不仅解决了传统低压控制元件的弊端，而且有效解决了低压配电系统的可靠性。

【关键字】：医院供配电；低压配电；配电柜设计

一概述

  与普通民用建筑不同，医院的建筑功能具有特殊性，这是由医院工作的特殊性决定的。基于此，医院的低压供电和配电方式也很特殊。在医院的特定环境下，一旦电路系统出现漏电、供电不稳定等问题，很容易对患者造成生命危害，因此医院的电气设计安全要求极其严格。特别是在与患者生命安全有关的地方，如重症监护室、手术室等。为了提高供电和配电的安全性，很多医院在一些特殊场所采用IT供电系统，即医用隔离电源，主要是为这些特殊环境提供电。

二配电柜的功能设计

  1.系统主空开关和配电柜门之间设有机械联动装置，确保柜门只有在主空开关关闭后才能打开(可为专用人员设置“后门")，以满足相关技术标准的要求。2.系统配有急停按钮“E—OFF"和主功率恢复按钮“mainpoweron"。无论系统工作的状态如何，按下“E—OFF“按键，系统的所有功率部分都被切断，系统的所有部分都处于无电状态(包括UPS输出)。按下“mainpoweron按键，系统立即恢复到以前的工作状态(除了PDU分路需要人工干预)。3.除PDU分(thePowerDistil—butionUnit(PDU))在启动时需要人工干预(无停电后重启功能)。其他各分路在停电后有延时重启功能，且延时时间可设制(0s～30s)。4.分路设置有各自的分路开关，实现独立的开关功能，同时也设置独立的状态显示，从而实现分路状态的单独指示。

三如何有效实现配电柜功能

1安全性

  (1)专用隔离变压器是IT供电系统发挥作用的装置。为了保证供电的可持续性和安全性，大型医院供电系统使医用隔离变压器。由于这种特殊的供电系统的电源端不会设置接地导体，即使发生单相接地，由于电路阻抗大，也不会发生电路电流过大的故障，只会构成对地电容电路。因此，不容易点击危险，也不需要切断电源，这样供电系统就可以不间断地持续供电。但如果系统再次发生接地故障，则关闭电源，并设置绝缘电路进行全面检查。除此之外。

  (2)IT供电系统的变压器外壳需要连接局部等电位和端子板，并保证其二次线圈的额定电压U=120V。在IT供电系统中，提高系统供电安全性和稳定性的核心是降低系统电路的地面电容，提高电路的绝缘阻抗。基于此，在设计低压配电柜时，应尽可能减少系统容量，尽可能减少分支电路数量，尽可能缩短配电电路长度，并设置可靠的电路绝缘保护。

  (3)这种应用于lt供电系统的隔离变压器主要使用保险丝作为短路保护装置，而不是使用过载保护。由于上下级馈电电路中设置了保险丝，在绝缘监测装置的监测下，不仅可以有效了解系统状态，还可以监测系统变压器的运行状态和过载状态。一旦出现异常情况，绝缘监测会发出警报，减少系统过热、漏电等造成的安全事故。机柜外壳设计符合IP2X要求标准；柜门与主开关有联锁装置，确保断电后可打开。

2实现部分功率

  三相总输入通过空开引入，通过三相汇流端子为五个分路供电。接触器和保险丝设置在总开关和各分路开关的下级，实现输出控制和电流保护。

(1)选择科学合理的断路器

(2)选择导线

3控制部分的设计

  通过PLC实现电路逻辑控制，可以实现编程控制器。PLC主要采用两种方式实现选择性输入，一种方式通过变压器变压，当电压变为120V时从总输入下引入；另一种方式直接通过UPS输出端进入。第一种方式是优先引入路线。如果第一种方式发生故障或断电，引用第二种方式将自动切换。PLC有内置电容，即使停电一年，内部控制数据也能保存完好。

四医用隔离电源监控系统的选择与应用

1概述

  随着电子医疗设备在医院领域的广泛应用，漏电流对患者的威胁越来越大，尤其是在生命危险的地方。患者在手术或麻醉状态下，各种电极和传感器直接插入人体，轻微的漏电流可能导致患者触电死亡。此外，一些医疗设备用于维持重症患者的生命。一旦设备停电，也会对患者的生命构成威胁。因此，医疗特殊场所的电气设计应严格按照国家标准和规范进行。安科瑞医疗IT系统的绝缘监测故障定位装置和系统适用于医院的手术ICU(CCU)监护室等重要场所，可为此类场所提供安全、连续、可靠的供电解决方案。

2应用场所

  医疗隔离电源系统的远程监控和自动化，适用于医院手术室、各种重症监护室、抢救室、内窥镜室、造影室等医疗二级场所。

3系统架构

4系统功能

  安科瑞IT配电监控系统是基于触摸屏软件的设计。该软件具有远程测量、远程参数设置和远程自检等多种功能，为各地集中监控IT配电系统提供了强大的系统集成工具。软件的主要功能如下:

  一次图表和现场分布显示

  该系统具有图表和现场分布图显示功能，可以直观地了解和及时发现IT供电系统的报警地点或区域，方便专业人员及时到达现场进行故障排查；

  实时数据采集和显示

  隔离电源系统的参数由安装在每个IT配电系统中的绝缘监测仪表和绝缘故障定位仪表收集。采集到的数据实时显示在监控系统界面，包括IT系统对地绝缘电阻、变压器负荷电流、变压器绕组温度和绝缘故障电路等。

  故障报警

  统一处理和记录各IT配电系统的各种故障，如绝缘故障、过载故障、超温故障、接线故障等。，并且显示故障类型、监测值、故障位置和故障发生时间可以直接弹出在显示界面上。同时启动监控系统的声光报警系统，及时提醒相关人员处理故障。其中，声音报警信号可以手动消除。

  设置和查询远程参数

  通过该系统，各IT配电系统中的绝缘监测器的各种报警参数阈值可以根据需要进行远程调整和设置，这些报警参数值可以随意查看。参数包括绝缘报警值、负载电流报警值和隔离变压器温度报警值。

  图形显示功能

  该系统可以以曲线的形式显示每个IT配电系统的绝缘状态、负载状态，以及隔离变压器的温升状态，以及它们的变化趋势，从而便于管理者了解和分析每个电源系统的运行变化，并有针对性地维护和维护某些系统。

5安科瑞产品功能及技术参数

五结束语

  IT供电系统在许多特殊领域的实际应用中取得了良好的效果，该系统的漏电电流相对较小，可以带故障运行。基于此，IT共供电系统应用于医院等特殊领域，与TN系统的配电方式相比，具有更强的抗干扰性。TN系统中的接地故障大多是由金属短路引起的，因此电路中会产生较大的故障电流，导致断路器过流保护，切断电流，导致系统供电终止，大大影响了供电系统的稳定性，而IT供电系统则有效地解决了这一问题。

参考文献

[1]董保生．成套低压开关设备及控制设备[M]．北京：中国标准出版社．2006．

[2]吴晓亮．医用低压配电柜(MDP)的设计[J]．2011(6)河北省科学院学报：49—52．

[3]黄兢．低电压系统中设备的绝缘配合．北京：2008年中国标准出版社

[4]尹俊伟.特殊供配电系统低压配电柜设计分析

[5]2022年05版安科瑞企业微网设计与应用手册.

作者简介：涂志燕，目前在安科瑞电气有限公司工作，主要从事数据中心相关产品的研究、开发和应用。