6

MEDICS

Informacje ogólne

W szpitalach i pomieszczeniach u¿ytkowanych medycznie poza szpitalami ci¹gle wzrasta iloœæ urz¹dzeñ
elektrycznych i elektronicznych wymagaj¹cych zasilania energi¹ elektryczn¹. Pewne i bezpieczne zasilanie
posiadaæ musz¹ nie tylko urz¹dzenia do diagnostyki i terapii, ale równie¿ - i to we wci¹¿ wzrastaj¹cej iloœci -
urz¹dzenia s³u¿¹ce ratowaniu i podtrzymywaniu ludzkiego ¿ycia, których od³¹czenie mog³oby mieæ tragiczne
nastêpstwa dla pacjenta.

Stale wzrastaj¹ce wymagania dotycz¹ce bezpiecznego zasilania dotycz¹ wszystkich urz¹dzeñ
elektrycznych w szpitalach, a w szczególnoœci w tak wa¿nych strefach jak np. sala operacyjna czy
intensywna opieka medyczna.

Bezpieczne i pewne zasilanie oznacza:

Koniecznoœæ pewnego i bezpiecznego zasilania jest bezdyskusyjna, dlatego te¿ wszelkie w¹tpliwoœci
dotycz¹ce op³acalnoœci i kosztów powinny zejœæ na drugi plan.

Przepisy, publikacje i zalecenia zarówno w krajowym jak i miêdzynarodowym wymiarze narzucaj¹ najwy¿sze
techniczne wymagania oraz s¹ we wzrastaj¹cej mierze dostosowywane do coraz wy¿szego poziomu
techniki, co pozwala zredukowaæ ryzyko niebezpieczeñstwa i rozwin¹æ taki system ochrony, który nie tylko
umo¿liwi, ale te¿ w wystarczaj¹cym stopniu zapewni bezpieczne stosowanie energii elektrycznej. Instalacje
elektryczne w szpitalach wymagaj¹ specjalnych œrodków bezpieczeñstwa. Nawet bardzo ma³e pr¹dy mog¹
byæ niebezpieczne dla ludzkiego ¿ycia, szczególnie wtedy, gdy w aparatach elektromedycznych ratuj¹cych
¿ycie ludzkie nast¹pi uszkodzenie w czasie ich kontaktu z pacjentem. Aby zapewniæ wszechstronn¹ ochronê
pacjenta, konieczne jest zastosowanie dodatkowych œrodków bezpieczeñstwa w instalacjach elektrycznych
prowadzonych w pomieszczeniach szpitalnych. Œrodki te zdefiniowane s¹ w odpowiednich przepisach
(wg normy europejskiej IEC 60364-7-710:2002 oraz DIN VDE 0100-710:2002-10).

Szczególne znaczenie przywi¹zuje siê do œrodków ochrony stosowanych w pomieszczeniach szpitalnych
zaliczonych do grupy 2 (AG2), w których wykonywane s¹ zabiegi wewn¹trz cia³a pacjenta.

Niniejsze opracowanie stanowi kwintesencjê podstawowych zaleceñ normy europejskiej
IEC 60364-7-710:2002, powsta³ej na bazie niemieckiej normy DIN VDE 0100-710:2002-10 i omówienie
zwi¹zanych z ni¹ urz¹dzeñ firmy BENDER, których prawid³owe zastosowanie spe³nia wszystkie wymogi
bezpieczeñstwa, zarówno w zakresie pewnoœci zasilania jak i ochrony przeciwpora¿eniowej, zw³aszcza dla
pomieszczeñ o najwiêkszym stopniu zagro¿enia.

Pierwsze wytyczne dotycz¹ce bezpieczeñstwa przy stosowaniu urz¹dzeñ silnopr¹dowych zosta³y
opracowane przez komisjê VDE w 1895 roku.
Wytyczne te by³y i s¹ wci¹¿ uzupe³niane, rozszerzane, aktualizowane i dopasowywane do wymogów
wspó³czesnej techniki, co tym samym umo¿liwia realizacjê najnowszych koncepcji ochrony przed
pora¿eniem elektrycznym.

Przepisy wci¹¿ trac¹ swój pierwotny, krajowy charakter, s¹ wzbogacane przez publikacje i dokumenty
niemieckiej komisji VDE i Europejskiego Komitetu Koordynacji Norm Elektrycznych (CENELEC) oraz
w coraz wiêkszym stopniu dopasowywane do wymogów miêdzynarodowych.

Takimi przepisami, s¹ w³aœnie nowa norma IEC 30364-7-710:2002 i zawieraj¹ca dodatkowe wymagania
DIN VDE 0100-710:2002-10. Dziêki temu istniej¹ce dot¹d i obowi¹zuj¹ce przepisy dotycz¹ce szczególnych
przypadków zastosowania zosta³y sprecyzowane i uzupe³nione.

·

·

wysok¹ dyspozycyjnoœæ zasilania elektrycznego,
wysoki poziom bezpieczeñstwa elektrycznego pacjentów i personelu medycznego.

7

MEDICS

Uk³ad sieciowy IT w szpitalach wed³ug norm
IEC 60364-7-710:2002 i DIN VDE 0100-710:2002

Zakres zastosowania

Podzia³ pomieszczeñ na grupy

Uk³ad IT

Pomieszczenia grupy 2

Norma IEC 60364-7-710:2002 oraz DIN VDE 0100-710:2002 obowi¹zuje przy projektowaniu, budowie
i kontroli urz¹dzeñ silnopr¹dowych w:

Z punktu widzenia zagro¿enia pora¿eniem, pomieszczenia u¿ytkowane medycznie zosta³y podzielone na
grupy. Wyznacznikiem podzia³u jest ich przeznaczenie i dokonywane tam czynnoœci. Wyró¿nia siê:

pomieszczenia medyczne w których nie przewiduje siê stosowania czêœci aplikacyjnych.
(Czêœæ aplikacyjna - czêœæ aparatu elektromedycznego, która w normalnym zastosowaniu:
- koniecznie w chodzi w fizyczny kontakt z pacjentem, dla umo¿liwienia funkcjonowania aparatu
- mo¿e powodowaæ kontakt z wnêtrzem pacjenta,
- wymaga dotkniêcia przez pacjenta)

pomieszczenia medyczne w których przewiduje siê stosowanie czêœci aplikacyjnych w nastêpuj¹cy
sposób:
- zewnêtrznie
- inwazyjnie do ró¿nych czêœci cia³a, poza zastosowaniem jak w grupie 2

W odró¿nieniu od uk³adów TN 0,4 kV, w których jeden przewód ma potencja³ ziemi, a pozosta³e s¹ pod
napiêciem 230V, uk³ad IT charakteryzuje siê odizolowaniem wszystkich aktywnych czêœci sieci. W zwi¹zku

z tym ró¿nica potencja³ów pomiêdzy przewodami a ziemi¹ nie jest okreœlona, a bezpoœrednie dotkniêcie

jednego z nich powoduje jedynie wyrównanie potencja³u z potencja³em ziemi, co sprowadza siê do
krótkotrwa³ego, niegroŸnego w skutkach (przy niezbyt du¿ych pojemnoœciach sieci) przep³ywu przez
cz³owieka pr¹du wyrównawczego.

System ten jest jednak tak d³ugo bezpieczny, jak d³ugo nie nast¹pi pierwsze doziemienie, gdy¿ wówczas
upodabnia siê on swoj¹ konfiguracj¹ do uk³adu TN, czyli systemu uziemionego. Do szczególnie korzystnych
cech uk³adu IT zalicza siê:

Cechy te spowodowa³y, i¿ uk³ad IT ma szczególne zastosowanie w obiektach o wysokim stopniu zagro¿enia
pora¿eniowego.
Jak ju¿ wspomniano uk³ad IT jest bezpieczny do czasu pierwszego doziemienia.
Dlatego te¿ konieczne jest wyposa¿enie go w system sygnalizuj¹cy uszkodzenie lub wy³¹czniki od³¹czaj¹ce
czêœæ instalacji, gdzie nast¹pi³o doziemienie, o ile nie zachodzi koniecznoœæ zapewnienia ci¹g³oœci pracy.

Miejscem szczególnego zagro¿enia s¹ sale operacyjne i inne pomieszczenia szpitalne, w których dokonuje
siê zabiegów przy pomocy aparatów elektromedycznych z pominiêciem ochronnej warstwy naskórka,
a czêsto bezpoœrednio na sercu.
Dlatego te¿ w warunkach szpitalnych mo¿e dojœæ do mikropora¿enia, przy którym praktycznie ca³y pr¹d
przep³ywa przez miêsieñ sercowy. O ile wiêc w przypadkach pozaszpitalnych granic¹ zagro¿enia jest pr¹d
30mA, o tyle w salach operacyjnych ta granica jest o wiele ni¿sza i mo¿e wynosiæ

.

·

·

·

·

·

·

·

·

·

szpitalach i poliklinikach medycznych i stomatologicznych,
pomieszczeniach o przeznaczeniu medycznym i stomatologicznym poza szpitalami,
pomieszczeniach dializy w warunkach domowych.

Grupa 0:

Grupa 1:

Grupa 2 :

pomieszczenia medyczne w których przewiduje siê stosowanie czêœci aplikacyjnych przy zabiegach
na sercu, w salach operacyjnych i niezbêdne postêpowanie, przy których przerwa (brak) zasilania

mo¿e byæ przyczyn¹ zagro¿enia ¿ycia.

du¿e bezpieczeñstwo eksploatacji,
wysoki stopieñ bezpieczeñstwa po¿arowego (brak ³uku i iskrzeñ przy doziemieniu),
wystêpowanie minimalnego pr¹du pora¿eniowego i doziemieniowego,
mo¿liwoœæ ³atwego wykrycia doziemienia,
mo¿liwoœæ dalszego zasilania nawet przy doziemieniu jednobiegunowym,
ma³e wymagania opornoœci uziemieñ ochronnych.

10µA

8

MEDICS

Koncepcja ochrony dla pomieszczeñ grupy 2

Zwiêkszona podatnoœæ pacjentów na dzia³anie pr¹du elektrycznego wynika miêdzy innymi z nastêpuj¹cych
czynników:

naskórka (pocenie siê, stres),

koniecznoœæ sta³ego pod³¹czenia do aparatów podtrzymuj¹cych podstawowe funkcje ¿yciowe.

Wszystko to prowadzi do koniecznoœci zastosowania uk³adu elektrycznego gwarantuj¹cego wysoki stopieñ
bezpieczeñstwa (szczególnie w pomieszczeniach drugiej grupy).

Gniazda wtyczkowe i odbiorniki znajduj¹ce siê w zasiêgu rêki musz¹, wiêc byæ zasilane z sieci IT poprzez
transformatory medyczne z kontrol¹ stanu izolacji sieci oraz sygnalizacj¹ poprawnoœci pracy
i ewentualnych uszkodzeñ.

Do pomieszczeñ grupy 2 zalicza siê pomieszczenia, w których aparatura elektromedyczna u¿ywana jest w
czasie operacji lub zabiegów ratuj¹cych ¿ycie. Dotyczy to:

Ogólnie rzecz bior¹c przy ustalaniu œrodków ochrony przed pora¿eniem pr¹dem elektrycznym znaczenie
maj¹ nastêpuj¹ce czynniki:

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

brak mo¿liwoœci reagowania na odczucie przep³ywu pr¹du (choroba, brak przytomnoœci, dzia³anie
anestetyków, ograniczenie swobody ruchu),

wprowadzania narzêdzi chirurgicznych do cia³a cz³owieka,

specyfika urz¹dzenia: dopuszczalnoœæ wy³¹czenia b¹dŸ koniecznoœæ ci¹g³ego zasilania,
prawdopodobieñstwo uszkodzeñ,
mo¿liwoœæ pora¿enia przez dotyk bezpoœredni i poœredni,
doœwiadczenia eksploatacyjne oraz mo¿liwoœci techniczne i finansowe.

zmniejszona rezystancja

wszystkich rodzajów operacji,
umieszczania cewników dosercowych,

intensywnej opieki medycznej,
chirurgii na otwartym sercu.

9

MEDICS

Celem ochrony jest jej skutecznoœæ bez wy³¹czenia sieci w wypadku jednofazowego doziemienia.
Realizowane jest to poprzez budowê uk³adu sieciowego IT z ci¹g³¹ kontrol¹ izolacji i sygnalizacj¹ stanu sieci,
zgodnie z normami IEC60364-7-710:2002 i DIN VDE 0100-710:2002. W przypadku pojawienia siê w sieci IT
pierwszego doziemienia, pr¹d doziemienia I jest utrzymywany na bardzo niskim poziomie, gdy¿ jego
wartoœæ jest ograniczana przez pojemnoœæ doziemn¹ C .

Uk³ad sieci dla pomieszczeñ u¿ytkowanych medycznie grupy 2 musi przede wszystkim zapewniaæ
bezprzerwowe i bezpieczne zasilanie, to znaczy ju¿ od g³ównej rozdzielnicy budynku musi byæ
zagwarantowany wysoki poziom ochrony i pewnoœci zasilania. Oznacza to, ¿e ka¿da tablica zasilaj¹ca
systemu IT lub jej fragment musi posiadaæ dwie niezale¿ne linie zasilaj¹ce.

F

e

10

MEDICS

Podstawowy schemat zasilania elektrycznego pomieszczeñ grupy 2, z jednym
transformatorem medyczny

Podstawowy schemat zasilania elektrycznego pomieszczeñ grupy 2, z dwoma
transformatorami medyczny

Linia podstawowa

Linia podstawowa

Linia z bezpiecznego Ÿród³a zasilania

Linia z bezpiecznego Ÿród³a zasilania

11

MEDICS

Obni¿enie napiêcia w pierwszym Ÿródle zasilania do okreœlonej wartoœci powoduje automatyczne
prze³¹czenie na drugie Ÿród³o zasilania. Przy powrocie pe³nego napiêcia nastêpuje automatyczne
prze³¹czenie na zasilanie podstawowe. Za³o¿enie takie wymaga budowy sieci systemu IT w oparciu o jeden
lub dwa transformatory separacyjne. Dopuszcza siê jedynie stosowanie transformatorów jednofazowych.
Uk³ad z jednym transformatorem wymaga dla zapewnienia odpowiedniej pewnoœci zasilania spe³nienia
nastêpuj¹cych warunków:

w pomieszczeniach nie ni¿szej klasy odpornoœci ogniowej, ni¿ pomieszczenie zasilane.

·

·

·

·

·

£

·

D

¸

·

·

·

³

W

przewody musz¹ posiadaæ izolacjê na napiêcie znamionowe co najmniej 500V,
nie wolno instalowaæ bezpieczników i innych urz¹dzeñ roz³¹czaj¹cych,
transformatory bezpieczeñstwa musz¹ mieæ II klasê ochronnoœci,

sformatory, tablica rozdzielcza i przewody zainstalowane powinny znajdowaæ siê

Transformatory musz¹ byæ wyposa¿one w czujniki temperatury. Konieczne jest równie¿ zastosowanie
kontroli obci¹¿enia, aby bezzw³ocznie ostrzegaæ o zaistnia³ym przeci¹¿eniu.

W pomieszczeniach szpitalnych zaliczanych do grupy 2 nale¿y instalowaæ kasetê sygnalizacyjn¹, daj¹c¹
sygna³ optyczny i akustyczny dla obs³ugi medycznej w przypadku zaistnia³ej awarii. Alarm akustyczny mo¿e
byæ wy³¹czany przez personel, sygna³ optyczny natomiast ulega skasowaniu dopiero po ust¹pieniu
zak³ócenia.

Dla realizacji pewnego i bezpiecznego zasilania dla pomieszczeñ grupy 2 niezbêdne s¹ nastêpuj¹ce,
odpowiednio dobrane urz¹dzenia:

napiêcie strony wtórnej U
napiêcie zwarcia u

pr¹d biegu ja³owego i

pr¹d w³¹czania I
wymagane s¹ transformatory jednofazowe,
kontrola temperatury uzwojeñ,

czas zadzia³ania: 0,5 s,
opóŸnienie powrotu: oko³o 2 s,

kategoria u¿ytkowa AC 3,
styki samooczyszczaj¹ce siê,

mo¿liwoœæ blokady w celu eliminacji niepo¿¹danych prze³¹czeñ,

dwa rodzaje pomiarów: pomiar pr¹du i temperatury,
pomiar pr¹du z mo¿liwoœci¹ ustawienia maksymalnej wartoœci w zale¿noœci od mocy
transformatora,
wskaŸniki z diodami LED dla pomiaru pr¹du lub wyœwietlanie wartoœci na ekranie LCD,

zasada pomiaru: nak³adanie napiêcia pulsuj¹cego na sieæ,
wskaŸniki z diodami LED lub wyœwietlanie wartoœci rezystancji na ekranie LCD,
próg zadzia³ania 50 k
rezystancja wewnêtrzna 100 k
maksymalny pr¹d pomiarowy 1mA,
maksymalne napiêcie pomiarowe < 25V DC,

tran

moc znamionowa: 0,5 do 10 kVA,

250V,

< 3%,

< 3%,

12 x I n,

U: 0,7 0,95 x U ,

styki pomocnicze dla blokad i sygnalizacji,

,

,

Parametry techniczne urz¹dzeñ zabezpieczaj¹cych

transformatory:

prz

kontrola transformatora:

kontrola stanu izolacji:

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

2max

z

0

r

n

£

£

³

W

£

ekaŸniki kontroli napiêcia:

urz¹dzenia prze³¹czaj¹ce:

wskaŸnik poprawnej pracy: zielony,
sygna³ alarmu: ¿ó³ty,
sygnalizacja optyczna bez mo¿liwoœci wy³¹czenia,
sygnalizacja akustyczna z mo¿liwoœci¹ wy³¹czenia,
przycisk testuj¹cy i resetuj¹cy,

· sygnalizacja:

o

o

o

o

o

12

MEDICS

Doœwiadczenia wynikaj¹ce z eksploatacji i pomiarów

Podwy¿szenie niezawodnoœci dzia³ania istniej¹cych urz¹dzeñ

Techniczne mo¿liwoœci zwiêkszenia bezpieczeñstwa w urz¹dzeniach zasilanych
elektrycznie

Wyniki przeprowadzonych pocz¹tkowych i powtórnych kontroli okreœli³y wymogi dotycz¹ce bezpiecznego
funkcjonowania pojedynczych urz¹dzeñ i doboru prefabrykowanych modu³ów.
Stosowane ostatnio urz¹dzenia potwierdzaj¹ poprawnoœæ przyjêtych koncepcji ochrony.
Pomiary pr¹dów up³ywu daj¹ praktyczne wskazówki do planowania systemów IT pod wzglêdem zagro¿enia
i rozci¹g³oœci sieci.

Przy ustalaniu mocy transformatorów separacyjnych powinny zostaæ przewidziane rezerwy w wysokoœci
oko³o 20-30%.

Dla zapewnienia bezpiecznej sieci zaleca siê przyjmowanie nastêpuj¹cych wartoœci nastawczych:

przekaŸnik podnapiêciowy: U= 0,7÷0,8 x U n,
opóŸnienie powrotu: oko³o 2 s,
kontrola transformatora: I alarmowy = I znamionowy transformatora,
opóŸnienie: oko³o 6 s,
kontrola rezystancji izolacji: R = 100 k .

Skutecznoœæ dzia³ania uk³adu nie powinna byæ sprawdzana tylko przy pomocy przycisków kontrolnych, lecz
równie¿ przez symulacjê stanów alarmowych w systemie.

Urz¹dzenia elektryczne, które zosta³y zaprojektowane i wykonane wed³ug starych norm wystêpuj¹ w du¿ej
iloœci i mog¹ byæ dalej eksploatowane. Nowe normy nie zak³adaj¹ przewa¿nie obowi¹zku natychmiastowego
dostosowania tych urz¹dzeñ do nowych wymogów.

Powstaje wiêc pytanie: co mo¿na i powinno siê uczyniæ, aby podnieœæ poziom bezpieczeñstwa
elektrycznego?
Do zalecanych œrodków zaradczych zalicza siê:

Wypadek lub szkoda powstaje prawie zawsze w wyniku splotu poszczególnych okolicznoœci. Wynika st¹d,
¿e mo¿na mu zapobiec, jeœli wyeliminuje siê chocia¿ jeden czynnik ryzyka z ³añcucha zdarzeñ. Ka¿dy
z elementów instalacji wp³ywa bezpoœrednio lub poœrednio na jej bezpieczne u¿ytkowanie. Znajduje to swój
wyraz w koncepcji bezpiecznego zasilania, realizowanej przy pomocy ró¿nych zasad.
Wspó³czesne mo¿liwoœci techniczne obrazuj¹ nastêpuj¹ce czynniki:

·

·

·

W

D

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

eliminacjê zabezpieczenia przeci¹¿eniowego w przewodach zasilaj¹cych,
termiczn¹ kontrolê uzwojeñ transformatorów separacyjnych,
kontrolê obci¹¿enia w sieci IT,
selektywne wykrywanie doziemienia w sieci IT,
wykrywanie pr¹du doziemienia w przewodzie zasilaj¹cym za pomoc¹ przekaŸnika ró¿nicowo-
pr¹dowego,
stosowanie sieci IT w pomieszczeniach grupy 2 jako jedynego, bezpiecznego i pewnego systemu.

kontrola rezystancji izolacji i bezpiecznego zasilania, w stanie wy³¹czenia urz¹dzenia
(kontrola off-line),
wprowadzenie systemu IT dla bezpiecznego i pewnego zasilania,
kontrola pr¹du up³ywu dla wa¿nych kabli i przewodów przekaŸnikiem RCM(A),
kontrola izolacji lamp operacyjnych i opraw oœwietlenia pomocniczego,
kontrola prze³¹czeñ zasilania,
kontrola baterii akumulatorów.

13

MEDICS

Rozwi¹zania praktyczne

Dla zagwarantowania wysokiego stopnia bezpieczeñstwa stosowane musz¹ byæ urz¹dzenia kontrolne
o du¿ym stopniu niezawodnoœci.

Firma PRO-MAC oferuje Pañstwu pe³en zestaw takich urz¹dzeñ, pochodz¹cych z jednego Ÿród³a, a co za
tym idzie w pe³ni do siebie dopasowanych i doskonale ze sob¹ wspó³pracuj¹cych.

Dla sieci IT polecamy Pañstwu:

·

·

·

transformatory separacyjne ES710/… (od 2 do 10kVA),
przekaŸniki kontroli stanu izolacji 107TD47 - izometry, kontroluj¹ce rezystancjê sieci, a tak¿e
transformator (stopieñ obci¹¿enia i temperaturê uzwojeñ)
kasety sygnalizacyjno-kontrolne MK…, lub tablice sygnalizacyjno-kontrolne TM…

·

wysoki stopieñ ochrony,
wysoka niezawodnoϾ,
wczesne wykrywanie uszkodzeñ,
mo¿liwoœæ nastawiania ¿¹danych wartoœci poprzez
kilkupoziomowe menu obs³ugi,
wyœwietlacze ciek³okrystaliczne,
mo¿liwoœæ natychmiastowej eksploatacji
po pod³¹czeniu kabli zasilaj¹cych.

kompletny zespó³ zasilaj¹cy UMC107E-... posiadaj¹cy

nastêpuj¹ce zalety:

o

o

o

o

o

o

Linia 1

Linia 2

UMC107E...

Specjalne Ÿród³o

zasilania rezerwowego

Specjalne Ÿród³o

zasilania rezerwowego

14

MEDICS

Oferujemy tak¿e systemy lokalizacji doziemieñ oraz kontrolê urz¹dzeñ w trybie „off-line”.

Dla sieci TN polecamy Pañstwu:

·

·

przekaŸniki ró¿nicowopr¹dowe do kontroli pr¹dów up³ywnoœciowych,
systemy wykrywania i lokalizacji tych pr¹dów.

Proponujemy Pañstwu tak¿e system do zasilania, sterowania, nadzoru i kontroli sieci elektrycznej
w pomieszczeniach u¿ytkowanych medycznie - system MEDICS.

Wszystkie proponowane przez nas urz¹dzenia posiadaj¹ certyfikaty fabryczne

, a jako biuro posiadamy

tak¿e certyfikat jakoœci ISO 9001.