Электроснабжение медицинских объектов

В современном мире медицина всегда находится в фокусе внимания, потому что от ее эффективности зависит наша жизнь и здоровье.

Сфера медицины постоянно меняется, усложняется и оптимизируется одновременно. Толчок к ускорению развития дала эпидемия Covid 2019, которая в буквальном смысле «поставила весь мир на уши».

Учитывая что надежность и точность работы медицинского оборудования во многом зависит от качества электропитания, необходимо понимать, каким образом можно это обеспечить.

Медицинские помещения, по мерам защиты от поражения электрическим током, подразделяются на три группы:

Группа «0»  -  помещение в котором не предполагается контакт пациентов с частями медицинского оборудование которые могут оказаться под напряжением. Т.е. по большому счету это обычные помещения. 

В таких помещениях автоматическое отключение питания происходит при нарушении изоляции и коротком замыкании.

Основной элемент защиты для этого класса – автоматический выключатель.

Группа «1» - помещение в котором предполагается использовать медицинские электроприборы, которые могут контактировать с пациентом. При этом отключение питания не приводит к угрозе для жизни и/или здоровью пациента.

В помещениях этой группы автоматическое отключение происходит в случае короткого замыкания, регистрации тока утечки, перебоях в электропитании и ухудшении его качественных характеристик ниже допустимых границ.

К помещениям этой группы относятся процедурные, радиология, терапевтические помещения и др.

Основные меры защиты для помещений Гр1:

Двойная изоляция

УЗО (устройство защитного отключения, дифференциальное реле, дифференциальные автоматы) с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30мА при одиночной и не более 100мА при групповой нагрузке.

БСНН* - безопасное сверхнизкое напряжение

ЗСНН* - заземленные системы сверхнизкого напряжения.

 *питающее напряжение, которое не должно превышать 25В переменного тока (RMS) или 60В постоянного тока (без пульсаций).

Дополнительно может применяться система уравнивания потенциалов и использоваться аварийное электроснабжение.

Группа «2» - в помещениях этой группы первичная неисправность в сети питания не должна приводить к отключению аппаратуры жизнеобеспечения. 

Эти помещения подготовки к операции и операционных, реанимационных, интенсивная терапия, анестезиология, помещения для недоношенных детей и др.

В этих помещения не происходит автоматическое отключение при неисправности изоляции и коротком замыкании на корпус, а также при регистрации токов утечки и перебоях электроснабжения.

Основные меры защиты для помещений Гр2:

Двойная изоляция

IT система заземления

Применение разделительных трансформаторов с системой контроля изоляции, тока и температуры

БСНН

ЗСНН

Дополнительно применяется:

Уравнивание потенциалов

Аварийное электроосвещение 

Источники бесперебойного питания

 

Применять УЗО с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30мА можно только для отдельного оборудования не относящегося к аппаратуре жизнеобеспечения пациентов.

 

Остановимся подробнее на системе заземления IT.

Это система с изолированной нейтралью. 

Такая топология достигается с помощью разделительного трансформатора с одной или несколькими вторичными обмотками

Её безопасность заключается в том, что одновременное касание заземленного корпуса оборудования и провода питания не приводит к поражению электрическим током.

Проще говоря, у этой схемы нет нейтрали – любой питающий провод можно считать «нейтралью».

Первичный пробой изоляции в такой сети не является аварией – при замыкании одного из выводов разделительного трансформатора на заземленный корпус она переходит в категорию TN сетей и оборудование может продолжать работать.

Данная сеть пожаробезопасна – ток утечки при пробое ничтожно мал и помехоустойчива – гальваническая развязка внешней сети и сети питания медицинского оборудования с заземлением разделительного экрана обмоток значительно снижает уровень помех во вторичном контуре питания.

 

Источник бесперебойного питания для медицинского оборудования.

Тут следует различать требования предъявляемые к данному устройству.

Если речь идет о оборудовании, которое обычно размещается в помещениях «группы 0» и «группы 1», от для него нет необходимости использовать какой-то особый ИБП. Достаточно учесть требования производителя данного оборудования (номинальную, пиковую мощность, характер нагрузки) и рассчитать время автономии в соответствии с алгоритмами проведения лечебной процедуры / обследования пациента и/или корректного завершения.

Обычно это 5 - 20мин. для УЗИ аппаратов, 20-50мин. для МРТ и т.д.

Для помещений группы 2 с IT системой, системы бесперебойного питания (низковольтные и/или на стандартное напряжение) часто идут в комплекте со специализированным оборудованием.

Если же нет, то тут уже без проектирования с тщательным подбором оборудования не обойтись. 

В сфере медицины в основном используются ИПБ с двойным преобразованием напряжение которые максимально защищают дорогое оборудование не только от проблем питания, но и от помех. Мощность решения начинается от 1кВт и заканчивается мощностями 160-200 и более кВт. 

В завершение хочется пожелать всем здоровья – это то что действительно нужно каждому из нас.