浅谈医疗隔离电源系统在医院配电系统应用分析

【摘要】根据医疗场所分类说明医院尤其是 2 类 医疗场所的接地方案，分析医疗场所自动切断电源措 施，提出校验医疗 IT 系统配出回路长度；说明 RCD、RCM、IMD、IFLS 等的用途和范围；就应急医 院 2 类场所的配电方案进行探讨。 

【关键词】医院；接地；自动切断电源；辅助等 电位联结；医用 IT 系统；

       国家建筑标准设计图集 08SD706 - 2 《医疗场所电气设计与设备安装》（以下简称 《原图集》）于 2009 年发布，彼时可依据的医疗场所专用设计规范 主要为 GB 16895. 24 - 2005 / IEC 60364 - 7 - 710：2002《建筑物电气装置 第 7 - 710部分：特殊装置或场所的要求 医疗场所》。近10年来，随着社会的发展，一大批医院在新建、改扩建，以满足人们日益医疗服务需要。在此期间针对医疗场所的专用设计规范也陆续发布，如：JGJ 312 - 2013《医疗建 筑电气设计规范》、GB 50333- 2013《医院洁净手术 部建筑技术规范》、GB 51039- 2014《综合医院建筑设计规范》等。同时可以看到 IEC 标准和英国 BS 标准针对医疗场所电气设计、通用场所电气安全的相关规范也在不断 更新中，如：IEC 60364 - 7- 710： 2018 CDV《Low ⁃ voltage electrical installations — Part 7 - 710：Requirements for special installations or locations — Medical locations》、 BS 7671： 2008 Amendment 3 ： 2015 《Requirements for Electrical Installations — Part 7：Special installations or locations — Section 710：Medical locations》 以及 IEC 60364 - 4 - 41：2017 《 Low ⁃ voltage electrical installations — Part 4 - 41：Protection for safety—Protection against electric shock》等均已更新或正在更新中。在此基础上新出版的国家建筑标准设计图集19D706 - 2 《医疗建筑电气设计与安装》（以下简称《图集》） 在 《原图集》 的基础上也作了更新。其中关于医疗场所的接地及安全防护内容也参照国内外新的相关标准、规范进行了更新、编制。本文就以下内容进行讨论：医院的接地、医疗场所的自动切断电源措施、医疗场所配电系统的监控与保护、应急医院 2 类场所的配电方案思考。 

1. 1 医院医疗场所分类 

       国内及欧洲的标准均将医疗场所分为 3 类，其定义为：a．0 类：不使用医疗电气设备接触部件的医疗场所；b．1 类：医疗电气设备接触部件需要与患者体表、体内 （除 2 类医疗场所所述部位外） 接触的医疗场所；c．2 类：医疗电气设备接触部件需要与患者体内接触、手术室以及电源中断或故障后将危及患者生命的医疗场所。 

国内各医疗标准及欧洲医疗标准对于以上 3 类医疗场所的定义与划分基本一致，其简要划分见表 1。

注：根据我国的规范，手术辅助用房如术前准备室、术后复 苏室、麻醉室等为 1 类医疗场所，而 IEC 的相关标准 （IEC 60364- 7 - 710：2018 CDV） 中将上述用房等归为 2 类医疗场所。

1. 2 医院的接地 

       a．医院建筑的接地装置宜优先采用自然接地体，当采用人工接地体时，应采取有效的防腐措施。接地装置承担着保护性接地和功能性接地两种功能， 应优先考虑保护性要求。根据 GB 16895. 3 - 2017/IEC 60364 - 5 - 54：2011《低压电气装置 第 5 - 54部分：电气设备的选择和安装 接地配置和保护导体》规定，接地极的材料和尺寸的选择，应使其既耐腐蚀又具有适当的机械强度。当利用自然接地导体时，应确保接地导体的可靠性，禁止利用可燃液体或气体管道、供暖管道及供水管道做保护接地极。 

       b．医院建筑低压配电系统的接地型式宜采用TN - S 或 TT 系统，并采用共用接地和保护等电位联结。此处所说的低压配电系统的接地型式是由低压配电系统主配电盘的出线端处开始考虑。以 TN 系统为例，由变压器低压侧中性线套管引至主配电箱（柜）盘低压母线的出线是PEN线，由主配电箱（柜）盘低压母线的引出线再分为 N 线和PE 线。 

       c．医院建筑内由 IT 系统供电的设备金属外壳接地应与TN - S 系统共用接地装置。2 类医疗场所内通常采用局部IT 系统，其余部位仍采用TN - S 系统，如为 IT 系统设单独接地极，在同一场所内将存在两个相对独立的接地装置，两个相对独立的接地装置之间可能存在电位差，这对人身安全不利，在 2 类医疗场所内更不允许这种电位差的出现。 

       d．在 1 类及 2 类医疗场所内，应做辅助等电位联结，并将下列设备进行等电位联结：① 保护接地导体 （PE 线）；② 外露可导电部分；③ 抗电磁干扰场的屏蔽物；④ 导电地板金属网格；⑤ 隔离变压器的金属屏蔽层；⑥ 固定安装的可导电但不用电的患者支撑物，诸如手术台、理疗椅和牙科治疗椅，除非该设备要求与地绝缘。 

       e．等电位联结母线应位于医疗场所内或靠近医疗场所。在每个配电箱内或附近应装设附加的等电位联结母线，应将辅助等电位导体和保护接地导体与该母线相连接。连接的位置应使接头清晰易见，并便于单独拆卸。上述要求是为了加强 2 类场所的辅助等电位联结的可靠性，尽量减少其间距，从而降低这些部分与等电位联结母线之间的电阻值。辅助等电位联结的定义范围包括在指定区域内所有外露可导电部分 （包括插座的 PE 插孔） 之间、外露可导电部分与装置外可导电部分之间均应相互连接。为此，该等电位联结母线安装在配电柜 （箱） 内，有困难时 （例如已有的箱柜条件受限），则尽可能靠近箱柜。这种要求高于其他普通场所的常规做法是有道理的。

f．医疗场所内的电子设备应设置等电位联结，等电位联结网络可采用 S 型结构、M 型结构或 SM 组合型结构。 

1.3 2类医疗场所的接地 

       2 类医疗场所低压配电通常采用局部 IT 系统 （医用 IT 系统） 供电。以手术室为例，手术室的配电通常采用 TN - S （或 TT 系统） 加医用 IT 系统共同供电的方式。《图集》提供了两种医用 IT 系统在手术室中的接地与等电位联结方案。图 1 是 《图集》 提供的 IT系统接地方案（一）的简化，仅画出单相并缩减了部分TN 系统配电内容，引自 BS 7671：2008 Amendment 3：2015。图 2 是 《图集》 提供的 IT 系统接地方案（二）的简化，仅画出单相并缩减了部分 TN 系统配电内容，引自BS 7671：2018《Requirements for Electrical Installations IET Wiring Regulations Eighteenth Edition》。分析图 1、图 2，可以看出，两方案主体相同，细节略有差异，其异同点见表 2。对于方案一、方案二的不同点，笔者认为其主要是基于等电位联结范围内导体电阻的考虑。即：在2 类医疗场所内，电源插座的保护接地导体端子、安装设备的保护接地导体端子或任何外界可导电部

分与等电位联结母线排之间的导体的电阻 （包括连接部分的电阻） 不应超过 0. 2 Ω ［1］。这一规定的目的是保证辅助等电位联结的可靠性，故障防护时降低人的双手承受的接触电压值［4］。以 IT 系统电源专用插座和非电手术台金属构架间为例，按上述等电位联结电阻 ≤ 0. 2 Ω 的要求，其包含的联结如下： 

       a．为 SEBT 至非电手术台金属构架联结导体。 

       b．为方案一中：IT 电源配电箱 PE 端子至IT系统电源专用插座的联结线 （PE 线）；方案二中：SEBT 至 IT 系统电源专用插座的联结线。 

       c．为 SEBT 至 IT 电源配电箱 PE 端子的联结线。则方案一的联结导体包括 a + b + c；而方案二的联结导体包括 a + b。由此可以得到如下结论： 

       a．由于插座面板联结的导线截面通常为 2. 5 mm2 、4 mm2 等固定规格，因此方案一、方案二中的导线 b 截面通常一致。基于此，方案二的导体长度无疑更短，更容易满足电阻 ≤ 0. 2 Ω 的要求。 

       b．导线 c 通常为截面不小于 10 mm2 的铜导体， 其电阻较 2. 5 mm2 铜导体电阻小得多。以 2. 5 mm2 、10 mm2 的铜导线电阻为例，2. 5 mm2 铜导线电阻值为0. 006 9 Ω / m，10 mm2铜导线电阻值为 0. 001 8 Ω / m。 因此实际使用中方案二的联结范围内导体电阻更低，但由于导线 c 的电阻不高，因此方案一、方案二的等电位联结导体间的电阻值差异不会太大。 

       c． 采用方案二时，如假定SEBT 至电源插座的保护接地导体端子、安装设备的保护接地导体端子或任何外界可导电部分与等电位联结母线排之间的导体均为2. 5 mm2 的铜导线，则按 0. 2 Ω反推联结线长度约为29ｍ，对于常规手术室当采用S型等电位联结方案时，需严格控制联结导线长度、截面大小。 

       d．方案二中辅助等电位联结还包括外界可导电部分 （普通照明和灯具外壳），这样 2 类场所内的辅助等电位联结范围更大，原则上是应联结的设备尽数联结。