infrastruktura techniczna szpitala Witold Ponikło PDF
Mnie ciekawi, jak wygląda zasilanie budynku szpitala. Jakie powinno ono być. W jaki sposób stworzyć układ IT? Co należy zrobić i w co powinienen być zaopatrzony?
W szpitalach jest TN-s tylko na salach operacyjnych jest IT. Układ wykonuje się przy użyciu transformatora separacyjnego udzielającego oba od siebie oba układy.
muszą być zasilane w systemie IT, zresztą tam jest dużo innych obostrzeń ...., ciągłą kontrola stanu izolacji i inne tego typu rzeczy.
Wymóg kontroli izolacji dotyczy wszystkich sieci IT - nie tylko szpitalnych.
W szpitalach jest TN-s tylko na salach operacyjnych jest IT. Układ wykonuje się przy użyciu transformatora separacyjnego udzielającego oba od siebie oba układy.
Instalacje elektryczne w pomieszczeniach medycznych
prof. dr hab. inż. Brunon Lejdy | elektro.info 7-8/2010 | 22.07.2010
Zobacz także:
Pomieszczenia medyczne należą do szczególnej grupy obiektów budowlanych, mających instalacje elektryczne zakwalifikowane jako instalacje specjalne. Są to pomieszczenia przeznaczone do diagnostyki, zabiegów, monitorowania pacjentów oraz opieki nad nimi.
W Polskim Komitecie Normalizacyjnym (KT nr 55 ds. Instalacji Elektrycznych i Ochrony Odgromowej Obiektów Budowlanych) przy współpracy z Międzynarodową Komisją Elektrotechniczną oraz Europejskim Komitetem Normalizacyjnym Elektrotechniki trwają prace nad częścią 7 - 710 normy HD 60364 dotyczącą wymagań, jakie powinny spełniać instalacje niskiego napięcia w pomieszczeniach medycznych. W dokumencie tym bardzo istotne są definicje pojęć, które jednoznacznie związane są z pomieszczeniami medycznymi. W artykule podano niektóre wymagania dotyczące tych pomieszczeń.
pomieszczenia medyczne
Pomieszczenie medyczne określane jest jako służące do celów diagnostyki, leczenia, monitorowania i opieki nad pacjentami. Należy zwrócić uwagę, że do takich pomieszczeń zaliczane są również pomieszczenia, w których wykonuje się zabiegi kosmetyczne (cosmetics treatment). Jest to istotne w związku z rozpowszechnionymi i nowo powstającymi gabinetami kosmetycznymi. Pacjent to istota żyjąca (człowiek lub zwierzę), która jest poddawana czynnościom medycznym, pooperacyjnym lub stomatologicznym. Osoba poddana zabiegom kosmetycznym może być uważana jako pacjent.
Z uwagi na bardzo bogatą różnorodność stosowanej aparatury do wszelkiego rodzaju zabiegów, istotna jest definicja medycznego sprzętu elektrycznego (medical electric equipment, ME equipment). Jest to sprzęt mający część wykonawczą lub przenoszący energię do lub od pacjenta, lub wykrywający przekazywanie energii do lub od pacjenta. Sprzęt taki powinien być tak skonstruowany, aby umożliwiał nie mniej niż jedno połączenie z podstawowym zasilaniem.
Przeczytaj także: Wypadki porażenia ludzi od uderzenia pioruna
Sprzęt zawiera tylko te akcesoria, które producent tego sprzętu uzna za konieczne w czynnościach diagnozowania, zabiegów lub monitorowania pacjenta lub dla usunięcia lub złagodzenia dolegliwości, obrażeń ciała lub inwalidztwa. Sprzęt elektromedyczny składa się z różnych części, wśród których wyróżnia się część aplikacyjną, która może wchodzić w fizyczny kontakt z pacjentem (dotyk zewnętrzny lub kontakt z wnętrzem organizmu pacjenta).
W obiekcie medycznym istnieją pomieszczenia, w których wykonywane są różne czynności. Pomieszczenia takie podzielone są na trzy grupy według kryterium stosowania sprzętu elektromedycznego, a szczególnie jego części aplikacyjnych. Klasyfikacja pomieszczeń powinna być dokonana w uzgodnieniu z personelem medycznym, który powinien określić, jakie procedury medyczne będą stosowane w danym pomieszczeniu.
W pomieszczeniach grupy 0 nie przewiduje się stosowania części aplikacyjnych, a przerwa w zasilaniu w energię elektryczną nie powoduje wystąpienia niebezpieczeństwa dla życia człowieka. W pomieszczeniach grupy 1. zakłada się, że przerwa w zasilaniu nie stanowi zagrożenia bezpieczeństwa pacjenta, a części aplikacyjne sprzętu elektromedycznego są stosowane tylko w zewnętrznej części organizmu pacjenta lub inwazyjnie do różnych części ciała poza stosowanymi w pomieszczeniach grupy 2. W pomieszczeniach grupy 2. przewiduje się stosowanie części aplikacyjnych sprzętu elektromedycznego przy zabiegach na sercu lub ratowaniu życia i przy operacjach chirurgicznych. Zakłada się, że przerwa w zasilaniu aparatury elektromedycznej może być zagrożeniem dla życia pacjenta.
Przeczytaj także: Wpływ oświetlenia miejsca pracy na impedancję ciała człowieka
W przedmiotowym dokumencie zdefiniowane jest również otoczenie (środowisko) pacjenta. Jest to przestrzeń, w której może wystąpić celowy lub przypadkowy kontakt pacjenta z częściami sprzętu elektromedycznego lub medycznego układu elektrycznego oraz kontakt pacjenta z osobami dotykającymi sprzęt elektromedyczny lub medyczny układ elektryczny. Medyczny układ elektryczny (układ IT) spełnia specyficzne wymagania do zastosowań medycznych.
Wymiary przestrzeni otaczającej pacjenta były nieco zmieniane w pracach normalizacyjnych. Na rysunku 1. i rysunku 2. przedstawiono definicję takiej przestrzeni według kolejnych dokumentów CENELEC oraz IEC [2, 3].
ochrona przeciwporażeniowa
Zasilanie pomieszczeń medycznych lub medycznych obiektów budowlanych nie jest dozwolone siecią TN-C od głównej rozdzielnicy do odbiorników. Oznacza to, że przy zasilaniu przedmiotowych obiektów siecią TN-C, rozdział przewodu PEN na PE i N powinien nastąpić w głównej rozdzielnicy. Przy czym rozdzielnica główna jest rozdzielnicą w obiekcie budowlanym, która spełnia wszystkie funkcje głównego rozdziału energii w zasilanym obiekcie.
Podstawy bezpieczeństwa elektrycznego w technice medycznej |
|
|
|
Sławomir Latos, Adam Gacek 1. WSTĘP W sprzęcie elektromedycznym do zagrożeń elektrycznych wywoływanych pojedynczymi urządzeniami doszły zagrożenia wywoływane wzajemnym i zsumowanym oddziaływaniem wielu urządzeń w otoczeniu pacjenta. Punktem wyjściowym niniejszego rozdziału są zasadnicze zagrożenia związane z niepożądanym przepływem prądu elektrycznego przez pacjenta, dotyczące takich zjawisk jak:
makroporażenia - klasyczne porażenia elektryczne (ang. "macroshocks"), Sprawy tych zagrożeń są regulowane normami Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC), normami krajowymi oraz normami producentów urządzeń. Obecnie na świecie obowiązuje drugie wydanie Publikacji IEC 60601-1 z wprowadzonymi dwoma seriami poprawek. Publikacja ta ma swój odpowiednik europejski oznaczony literami EN. W kraju odpowiednikiem tych standardów jest Polska Norma PN-EN 60601-1 [6], zwana dalej normą ogólną, która ustala m.in. wymagania i sposoby ochrony przeciwporażeniowej, obejmujące ogólną specyfikę medyczną urządzeń. Norma ta jest rozszerzana przez szereg norm szczegółowych na konkretne rodzaje urządzeń. Ochrona przeciwporażeniowa przy urządzeniach elektromedycznych jest związana także z instalacjami i urządzeniami elektroenergetycznymi oraz elektrycznymi, użytkowanymi w obiektach służby zdrowia. Urządzenia elektromedyczne, w tym głównie aparatura elektromedyczna, mają w dużej mierze podobne, w stosunku do innych dziedzin, podstawowe wymagania na środki ochrony przeciwporażeniowej. Dotyczą one takich elementów jak klasy ochronności, uziemienie, izolacja elektryczna czy stopnie ochrony obudowy. 2. KLASY OCHRONNOŚCI Klasy ochronności można określić jako wybrane kombinacje klasycznych zabezpieczeń stanowiące kompletny system ochrony przed ogólnie znanymi makroporażeniami elektrycznymi, rozpatrywanymi głównie od strony części sieciowej urządzeń. Zgodnie z wymienioną normą ogólną wyróżnia się trzy podstawowe klasy ochronności urządzeń elektromedycznych: 1. Urządzenie klasy I, którego konstrukcja zawiera:
ochronę podstawową w postaci izolacji podstawowej o określonych parametrach, zabezpieczającej przed kontaktem z częściami pod niebezpiecznym napięciem, 2. Urządzenie klasy II, w którym ochrona polega na oddzieleniu dostępnych części przewodzących od części niebezpiecznych za pomocą izolacji: podwójnej (podstawowej + dodatkowej) o określonych parametrach, lub: zamiast izolacji podwójnej - dopuszczeniu izolacji wzmocnionej o takim samym poziomie zabezpieczenia jak w przypadku izolacji podwójnej.
Urządzenie klasy II nie może zawierać jakichkolwiek środków służących do uziemienia ochronnego. Każda z powyższych klas ma swoje zalety i wady. Wybór klasy ochronności zależy od wielu czynników konstrukcyjnych i eksploatacyjnych. Jedynie urządzenia bateryjne są wyjątkowo bezpieczne pod względem separacji od sieci elektrycznej. Nie mogą one jednak całkowicie zastąpić pozostałych klas ze względu na ograniczoną moc i inne problemy związane z zasilaniem bateryjnym. 3. OCHRONA OD STRONY PACJENTA
W technice medycznej pojawienie się możliwości kontaktu urządzeń z ciałem pacjenta, najczęściej za pośrednictwem tzw. części aplikacyjnych, wprowadziło wiele nowych problemów do klasycznego układu: urządzenie - użytkownik. Sama część aplikacyjna często również posiada izolację chroniącą pacjenta przed różnymi istniejącymi jak i potencjalnymi niebezpiecznymi napięciami i prądami występującymi w urządzeniu medycznym lub w jego otoczeniu. Zagrożenia zewnętrzne mogą oddziaływać bezpośrednio na pacjenta, ale także być przenoszone do aparatu elektromedycznego m.in. poprzez części sygnałowe zewnętrznych urządzeń przyłączonych kablami sygnałowymi. Jednym ze sposobów ochrony w tych obwodach mogą być wbudowane bariery galwaniczne. Przez pojęcie bariery galwanicznej rozumiemy układ elektroniczny z odpowiednio przetworzonym sygnałem przenoszonym drogą fotooptyczną oraz zasilaniem przenoszonym drogą indukcji elektromagnetycznej poprzez materiał stanowiący izolację dla bezpośredniego przepływu prądu. Prądy upływu w urządzeniach elektromedycznych tak jak i innych urządzeniach są prądami pasożytniczymi, płynącymi na skutek nieidealności izolacji elektrycznej. Składają się na to głównie niepożądane pojemności elektryczne pomiędzy odizolowanymi obwodami, które można do pewnego stopnia ograniczać, ale nie da się ich całkowicie wyeliminować. W układach, zwłaszcza z wyższymi napięciami stałymi, może występować stały prąd upływu na skutek skończonej wartości rezystancji izolacji elektrycznej. W urządzeniach elektromedycznych do podstawowych prądów upływu należą: prąd upływu uziomowy, obudowy i pacjenta. Prądy te pochodzą najczęściej z przewodu fazowego zwykłej sieci elektrycznej.
Rys. 1. Przykład prądu upływu uziomowego.
Rys. 2. Przykład prądu upływu obudowy.
Rys. 3. Przykład prądu upływu pacjenta (w normalnym stanie technicznym urządzenia
Rys. 4. Przykład prądu upływu pacjenta w przypadku stanu uszkodzenia w postaci niebezpiecznego napięcia na pacjencie. 4. TYPY OCHRONY CZĘŚCI APLIKACYJNYCH W celu uproszczenia zasad dopuszczalności kontaktu różnych części aplikacyjnych urządzeń elektromedycznych z różnymi częściami ciała pacjenta konstrukcje części aplikacyjnych podzielono w normach na trzy typy ochrony B, BF i CF. Typy te oznaczają ograniczenia różnych prądów upływu płynących przez części aplikacyjne oraz istnienie izolacji tych części od reszty urządzenia w przypadku typu BF lub CF. Część aplikacyjna typu B jest to normalnie zbudowana część o prądzie upływu pacjenta ograniczonym do wartości 100 µA w normalnym stanie technicznym związanego z nią urządzenia elektromedycznego. Część ta jest oznaczona symbolem człowieka. Część aplikacyjna typu B (ang. body) może być stosowana w kontakcie z całym ciałem pacjenta z wyjątkiem jego serca i, według niektórych źródeł, mózgu. Ze względu na brak nakazu wykonywania izolacji obwodu pacjenta od tej części, może ona zwiększać ryzyko porażenia pacjenta w pewnych przypadkach, a zwłaszcza w sytuacji, kiedy w pomieszczeniu medycznym stosowana jest jeszcze sieć elektryczna starego typu (TN-C). Niektóre normy szczegółowe na konkretne rodzaje urządzeń medycznych niedopuszczają do stosowania typu ochrony B części aplikacyjnych. Część aplikacyjna typu BF jest częścią typu B z dodaną izolacją elektryczną obwodu pacjenta od pozostałej części urządzenia elektromedycznego. Oprócz ograniczenia prądu upływu pacjenta w normalnym stanie prąd ten jest ograniczony także w stanie pojedynczego uszkodzenia do wartości 500 µA lub 5 mA w szczególnych przypadkach. Izolacja obwodu pacjenta sprawia, że jego potencjał elektryczny względem ziemi jest pływający wokół zera w zależności od tego na ile idealna jest izolacja tej części aplikacyjnej. Stąd bierze się litera "F" (ang. floating). Oznaczeniem graficznym tej części jest postać człowieka w kwadratowej ramce symbolizującej izolację obwodu pacjenta. Dodanie izolacji obwodu pacjenta zabezpiecza go na wypadek różnych sytuacji awaryjnych z niebezpiecznymi napięciami od strony zarówno przyłączonego urządzenia elektromedycznego jak i otoczenia pacjenta. Miejsca dozwolonego kontaktu części aplikacyjnej typu BF z ciałem pacjenta są takie same jak przy typie B. Część aplikacyjna typu CF jest zbudowana na tej samej zasadzie izolacji obwodu pacjenta jak w przypadku typu BF z tą różnicą, że jakość tej izolacji jest wyższa i pozwala uzyskiwać lepsze ograniczenie prądów upływu pacjenta. W normalnym stanie - stosuje się ograniczenie do wartości 10 µA, w stanie uszkodzenia - do wartości 50 µA. Litera "C" w oznaczeniu tej części pochodzi od angielskiego słowa cardiac - dotyczący serca. Graficznym symbolem tej części jest serce w kwadracie. Część aplikacyjna typu CF może być stosowana w kontakcie z dowolną częścią ciała pacjenta włącznie z jego sercem. W praktyce spotyka się urządzenia z częścią nie przeznaczoną do kontaktu z sercem pacjenta, a mimo to oznaczoną symbolem CF. Dotychczasowe normy nie zabraniają tego, a producenci urządzeń mają możliwość konkurencyjnego podwyższania typu ochrony części aplikacyjnych w swoich urządzeniach.
W odróżnieniu od opisanych wcześniej klas ochronności urządzeń można stopniować typy ochrony części aplikacyjnych według poziomu ochrony od najniższej B do najwyższej CF. Spotyka się także określenie "stopnie ochrony". Należy też zaznaczyć, że w przeszłości pojęcie typów ochrony odnosiło się do całości urządzeń elektromedycznych, co jednak okazało się niepotrzebnie rozszerzone i problematyczne. Ze względu na występowanie różnych typów ochrony części aplikacyjnych, możliwych dróg przepływu prądu, polaryzacji zasilania obwodów sieciowych, stanów normalnej pracy urządzeń, stanów uszkodzeń w urządzeniu lub jego otoczeniu, określenie możliwych przypadków występowania prądów upływu w większych urządzeniach medycznych może wymagać opracowania specjalnego programu pomiarów. Istniejące normy podają jedynie podstawowe układy pomiaru poszczególnych przypadków prądów upływu.
Rys. 5. Przykład zagrożenia fibrylacją serca pacjenta wskutek przypadkowego zamknięcia niepożądanej drogi przepływu prądu upływu w otoczeniu pacjenta. 5. PRZYKŁADY ZAPEWNIENIA BEZPIECZEŃSTWA STOSOWANIA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
Rys. 6. Przykład izolacji elektrycznej pomiędzy torem wysokiego napięcia w defibrylatorze zewnętrznym a jego obwodami niskonapięciowymi.
Rys. 7. Przykład medycznego systemu z zastosowanymi urządzeniami komputerowymi i z pełną możliwą separacją w systemie. 5.1. Urządzenia elektroaktywne Charakterystyczną cechą elektroaktywnych urządzeń medycznych jest oddziaływanie energią elektryczną na pacjenta w celach diagnostycznych i terapeutycznych. Jako przykład można wymieć defibrylatory oddziałujące na pacjenta impulsami elektrycznymi o energii do 360 dżuli, napięciu do 5 kV, szczytowym natężeniu prądu - np. do sześćdziesięciu amperów. W urządzeniach tych muszą być spełnione wymagania dotyczące m.in. izolacji obwodów generacji wysokiego napięcia w stosunku do elektrod defibrylacyjnych, a także całego toru wysokonapięciowego w stosunku do pozostałych niskonapięciowych części urządzeń. Przy tym należy zapewnić przekazywanie sygnałów pomiarowych i sterujących pomiędzy obwodami wysokiego i niskiego napięcia. Ponadto defibrylatory bywają sprzężone z innymi modułami, najczęściej z monitorami i rejestratorami EKG, a czasem - stymulatorami zewnętrznymi serca. Urządzenia sprzężone mają także swoje części aplikacyjne. Prosty przykład opisanej izolacji jest przedstawiony na Rys. 6.
5.2. Systemy urządzeń elektromedycznych Największy stopień złożoności wymagań bezpieczeństwa elektrycznego spotyka się w systemach urządzeń elektromedycznych. Są to zespoły urządzeń, w których co najmniej jedno jest medyczne i które mają pomiędzy sobą połączenia funkcjonalne lub są zasilane ze wspólnego przedłużacza wielogniazdkowego. Systemy urządzeń, w tym zwłaszcza komputerowe, są coraz częściej produkowane. W systemach urządzeń elektromedycznych mogą występować problemy dotyczące:
Wymagania na bezpieczeństwo systemów urządzeń elektromedycznych można znaleźć w projekcie Normy Polskiej [7] opartym na dotychczasowej wersji normy międzynarodowej. 5.3. Transformatory separacyjne Transformatory separacyjne mające galwanicznie oddzielone uzwojenia strony pierwotnej i wtórnej (i stosunek napięcia wyjściowego do wejściowego 1:1) ograniczają prawdopodobieństwo porażeń elektrycznych i innych zagrożeń poprzez:
Transformatory separacyjne o większej mocy znajdują zastosowanie w systemach sieci separowanej w pomieszczeniach lub strefach nadzoru krytycznego. W takich rozległych systemach stosowane są monitory istniejącej separacji elektrycznej. Instytut Techniki i Aparatury medycznej opracował i produkuje Medyczny Moduł Separacyjny MMS-1 dodatkowo spełniający funkcje przeciwzakłóceniowe i przeciw-przepięciowe. Urządzenie to zapewnia medyczny poziom bezpieczeństwa od strony sieci elektrycznej podłączonych do niego urządzeń klasy ochronności I lub II. Do modułu mogą być podłączone zarówno pojedyncze urządzenia jak i ich niezbyt duże zestawy włącznie z urządzeniami niemedycznymi o łącznym poborze mocy nie przekraczającym 650 VA. Ze względu na zastosowane układy przeciwprzepięciowe i przeciwprztężeniowe oraz filtr przeciwzakłóceniowy nie ma konieczności stosowania oddzielnej listwy filtrującej typowej dla sprzętu komputerowego. Komputer zasilany z takiego modułu nie musi być lokalizowany poza zasięgiem pacjenta i jego poziom ochrony wzrasta. 5.4. Wyłączniki różnicowoprądowe
Urządzenia te monitorują różnicę między wartościami prądu płynącego w przewodzie fazowym i neutralnym w wybranym punkcie linii elektrycznej zasilającej urządzenie lub pomieszczenie i odłączają szybko zasilanie w momencie przekroczenia dopuszczalnej wartości tej różnicy. Chociaż wyłączniki te są bardziej czułe na zagrożenia niż klasyczne bezpieczniki sieciowe, ich miliamperowe poziomy zadziałania wskazują na celowość ich wykorzystania do zabezpieczeń jedynie przed zwykłymi porażeniami. 6. AKTUALNY STAN NORMALIZACYJNY W DZIEDZINIE URZĄDZEŃ ELEKTROMEDYCZNYCH W publikacji [3] dotyczącej problematyki produkcji i jakości urządzeń medycznych w Polsce opisano aktualny stan krajowych aktów normatywnych w tej dziedzinie. Konstruktorzy, producenci, pracownicy atestujący i obsługujący urządzenia elektromedyczne mogą posługiwać się następującymi aktami normatywnymi, dotyczącymi głównie zgodności wyrobów z wymaganiami bezpieczeństwa:
7. BIBLIOGRAFIA
|
Bezpieczeństwo elektryczne w pomieszczeniach medycznych (sieci IT)
Część 7-710 normy IEC 60364-7-710:2002 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych” dotycząca instalacji specjalnych, definiuje pomieszczenia medyczne grupy 2.
Pomieszczenia grupy 2 to takie, w których przewiduje się stosowanie części aplikacyjnych przy zabiegach na sercu, w salach operacyjnych i procedurach medycznych, przy których przerwa (brak) zasilania może być przyczyną zagrożenia życia.
Do pomieszczeń grupy 2, którym stawiane są najwyższe wymagania należą:
sale operacyjne i przygotowania pacjenta
sale intensywnej opieki medycznej, także nad noworodkiem
sale porodowe chirurgiczne
sale badań naczyniowych
sale endoskopii.
Norma IEC 60364-7-710:2002 wymaga w tych pomieszczeniach zastosowania sieci IT do:
obwodów zasilających elektryczny sprzęt medyczny, który ma być zastosowanydo wspomagania procesów życiowych lub czynności chirurgicznych
innego sprzętu technicznego w otoczeniu pacjenta.
Ponieważ sieć IT nie ma połączenia galwanicznego pomiędzy przewodami fazowymi a przewodem ochronnym zostają spełnione cztery istotne wymagania:
kiedy pojawia się pierwsze doziemienie zasilanie nie jest przyrwane przez zadziałanie zabezpieczeń
elektryczny sprzęt medyczny nadal działa poprawnie
prądy doziemne zredukowane są do bezpiecznych wartości
nie wybucha panika w sali operacyjnej, gdyż nie dochodzi do awarii zasilania.
Zasilanie pomieszczeń medycznych
Medycyna XXI wieku na każdym kroku jest wspierana przez nowoczesną aparaturę elektromedyczną służącą do diagnozowania, leczenia i ratowania życia ludzkiego. Z tego względu są w nią wyposażone wszystkie współczesne ośrodki medyczne. Sukces leczenia w stopniu większym niż kiedykolwiek zależy zarówno od precyzji i niezawodności działania samej aparatury, jak i od zasilania jej z niezawodnego i bezpiecznego źródła energii elektrycznej.
Przy tradycyjnym sposobie zasilania (sieć uziemiona), energia elektryczna może być niebezpieczna. Porażeniem zagrożeni są szczególnie ludzie chorzy, dzieci i noworodki. W trakcie zabiegów i operacji dochodzi do przerwania naturalnej bariery ochronnej, którą dla człowieka jest naskórek. Do pacjenta może być dołączonych wiele instrumentów połączonych jednocześnie liniami sygnałowymi z aparaturą rejestrującą. Uszkodzenie izolacji w którymkolwiek aparacie zasilanym z sieci tradycyjnej grozi pacjentowi porażeniem oraz spowoduje natychmiastowe wyłączenie uszkodzonego aparatu, a czasem innych aparatów dołączonych do pacjenta. Z oczywistych względów jest to niedopuszczalne. Opisane zagrożenia eliminuje zasilanie urządzeń medycznych poprzez sieć systemu IT (sieć izolowana od ziemi) spełniającą wymagania odpowiednich norm. Dlatego wszystkie dobre, współczesne Ośrodki Medyczne posiadają niżej opisany system zasilania.
Praca w systemie sieci IT jest bezpieczna, ponieważ:
1. każde uszkodzenie izolacji zostanie zasygnalizowane, ale:
nie nastąpi przerwa w pracy uszkodzonego aparatu
nie zostaną wyłączone inne aparaty zasilane z tej sieci
pacjent nie będzie narażony na porażenie elektryczne
2. system kontroli z wyprzedzeniem ostrzega o osłabieniu izolacji i o przekroczeniu dopuszczalnych parametrów pracy. Obsługa ma czas na sprawdzenie aparatury zanim nastąpi jej ostateczne uszkodzenie.
System sieci IT ma więc zastosowanie w pomieszczeniach medycznych, w których:
stosuje się aparaty służące do podtrzymywania życiowych funkcji pacjenta,
wymagana jest wysoka niezawodność zasilania wynikająca z konieczności bezpiecznego zakończenia zabiegów medycznych, zwłaszcza inwazyjnych, połączonych ze znieczuleniem ogólnym, napromieniowaniem itp., których powtórzenie jest niemożliwe lub związane z narażeniem zdrowia pacjenta,
występuje szczególne zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym - stopień zagrożenia określa się na podstawie liczby aparatów przyłączonych jednocześnie do pacjenta i występowania tzw. zabiegów mokrych, związanych z częstym kontaktem z płynami ustrojowymi np. kardiochirurgia, cystoskopia,
występuje lub może wystąpić atmosfera wzbogacona w tlen np. w komorach hiperbarycznych, w cieplarkach dla niemowląt, namiotach tlenowych, gdzie przypadkowe iskrzenie może spowodować pożar,
używa się palnych środków anestetycznych i dezynfekcyjnych,
wymagane jest zmniejszenie prądów upływu aparatury.
Do tego typu pomieszczeń zalicza się:
sale operacyjne wraz z pomieszczeniem przygotowawczym,
sale gipsowe,
sale dializ,
sale cewnikowania serca,
sale endoskopii, zwłaszcza wykonywanej w znieczuleniu ogólnym,
oddziały intensywnej opieki medycznej,
sale intensywnej opieki nad noworodkiem,
inne, w których ze względu na rodzaj zabiegu lub badania, wymienione czynniki usprawiedliwiają zastosowanie sieci IT np. w gabinetach kosmetycznych, w klinikach weterynaryjnych.
Poprawne wykonanie sieci systemu IT w pomieszczeniach medycznych wymaga:
doprowadzenia energii z co najmniej dwóch niezależnych źródeł o dużej niezawodności,
zainstalowania automatycznego układu przełączającego zgodnego z normą EN 60947-6-1:2001,
zastosowania aparatury gwarantującej bezpieczne przełączanie i niewrażliwość na chwilowe zakłócenia występujące w liniach zasilających,
zainstalowania urządzenia do ciągłej kontroli stanu izolacji wg wymagań normy IEC 60364-7-710; IEC 61557-8; EN 61557-8:2002 U,
zainstalowania urządzeń do ciągłej kontroli i sygnalizacji temperatury i obciążenia transformatora medycznego,
wykonania odpowiedniego systemu uziemień ochronnych i połączeń wyrównawczych.
Firmy Elhand Transformatory z Lublińca oraz Horus Energia z Warszawy oferują kompletne zestawy zasilające przeznaczone do zasilania w systemie IT pomieszczeń medycznych, zgodnie z normą IEC 60364-7-710.
Zastosowanie przedstawionego systemu zasilania powinno być celem nadrzędnym, gdyż system ten zapewnia bezpieczeństwo pacjentom i personelowi medycznemu, a koszt jego wykonania jest niewielki w porównaniu z kosztem aparatury medycznej pracującej w tej sieci.
Opis techniczny zestawu zasilającego (wyposażenie standardowe)
System monitoringu zgodny z wymaganiami normy IEC 60364-7-710
Konfiguracja układu zasilania |
|||||||
|
Wg rys. nr 1 |
Wg rys. nr 2 |
Wg rys. nr 3 |
Wg rys. nr 4 |
Wg rys. nr 5 |
Wg rys. nr 6 |
|
Elementy |
Moduł |
HE 101 |
HE 102 |
HE 103 |
HE 301 |
HE 302 |
HE 303 |
|
Transformator |
1 x ET1MED |
2 x ET1MED |
1 x ET1MED |
1 x ET3MED |
2 x ET3MED |
1 x ET3MED |
|
Kaseta sygnalizacyjna |
HE 010 |
HE 010 |
HE 010 |
HE 010 |
HE 010 |
HE 010 |
Żaden z elementów użytych do budowy zestawu w/w zasilająco-kontrolnego nie wymaga zasilania napięciem pomocniczym ani nie zawiera wewnętrznego źródła energii (np. baterii, akumulatorów, itp.), co znakomicie zwiększa niezawodność systemu.
Moduł zasilająco-kontrolny HE 101, HE 102, HE 301 i HE 302 umożliwia:
kontrolę wartości napięcia źródła podstawowego i rezerwowego w zakresie podanym w parametrach technicznych,
automatyczne przełączanie zasilania na źródło o parametrach mieszczących się w nastawionych granicach. Dzięki zastosowaniu blokady elektromechanicznej gwarantowane jest bezpieczne przełączanie i niewrażliwość na chwilowe zakłócenia napięcia w źródłach,
ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia dopuszczalnej temperatury transformatora,
ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia przez czas dłuższy niż 3 sek. nominalnego prądu obciążenia transformatora,
ciągłą kontrolę i sygnalizację uszkodzenia izolacji sieci IT i zasilanych z niej urządzeń,
w warunkach awaryjnych, styczniki Q1 i Q2 mogą być sterowane ręcznie przy zachowaniu blokady mechanicznej.
Moduł zasilająco-kontrolny HE 101, HE 102, HE 301 i HE 302 zawiera człony pomiarowe i czasowe z regulowanymi nastawami. Dzięki temu moduł może być stosowany w każdej konfiguracji sieci obiektu, a nastawy pozwolą dostosować moduł do lokalnych warunków zasilania i do wymagań normy IEC 60364-7-710.
Opis techniczny zestawu zasilającego (wyposażenie standardowe i opcjonalne)
System monitoringu zgodny z wymaganiami normy IEC 60364-7-710 rozszerzony o dodatkowe funkcje przedstawione poniżej. Firmy HORUS ENERGIA i ELHAND TRANSFORMATORY oferują nowy system monitorowania lokalnego i zdalnego w zestawach zasilająco-kontrolnych izolowanej sieci IT.
Konfiguracja układu zasilania |
||||||||
|
Wg rys. nr 1 |
Wg rys. nr 2 |
Wg rys. nr 3 |
Wg rys. nr 4 |
Wg rys. nr 5 |
Wg rys. nr 6 |
||
Elementy składowe |
S |
Moduł |
HE 111 |
HE 112 |
HE 113 |
HE 311 |
HE 312 |
HE 313 |
|
|
Transformator |
1 x ET1MED |
2 x ET1MED |
1 x ET1MED |
1 x ET3MED |
2 x ET3MED |
1 x ET3MED |
|
|
Kaseta sygnalizacyjna |
HE 015 |
HE 015 |
HE 015 |
HE 015 |
HE 015 |
HE 015 |
|
O |
Moduł komunikacyjny |
HE 016 |
HE 016 |
HE 016 |
HE 016 |
HE 016 |
HE 016 |
|
|
Moduł lokalizacji doziemienia |
HE 017 |
HE 017 |
HE 017 |
HE 017 |
HE 017 |
HE 017 |
Żaden z elementów użytych do budowy zestawu w/w zasilająco-kontrolnego, mający wpływ na jego prawidłowe działanie nie wymaga zasilania napięciem pomocniczym ani nie zawiera wewnętrznego źródła energii (np. baterii, akumulatorów, itp.), co znakomicie zwiększa niezawodność systemu. W module komunikacyjnym HE 014 znajduje się akumulator 3 V, który podtrzymuje działanie zegara czasu rzeczywistego w chwilach gdy zestaw HE 104 nie jest zasilany z żadnej linii. Rozładowanie tego akumulatora spowoduje błędne wskazanie czasu rzeczywistego, a co za tym idzie zapisywana w rejestrach data zdarzenia będzie błędna. Trwałość akumulatorów określa się na ok. 10 lat.
Moduły HE 014 i HE 016 umieszczane są w modułach HE 111, HE 112, HE113, HE 311 lub HE 313. Kasetę sygnalizacyjną HE 015 instaluje się w pomieszczeniu medycznym. Moduł zasilająco-kontrolny połączony jest z kasetą HE 015 przewodem dwużyłowym 2 x 1 mm2 od strony kasety złączem DC. Równolegle mogą pracować dwie kasety HE 015.
Zasada działania
Do modułu HE 101, HE 102, HE 111, HE 112, HE 301, HE 302, HE 311 i HE 312 doprowadzone są dwie niezależne linie zasilające: podstawowa 1L załączana stycznikiem Q1 oraz rezerwowa 2L załączana stycznikiem Q2. Wartość napięcia w obu liniach jest ciągle kontrolowana, a progi zadziałania można ustawić w przedziale od 80 V do 260 V. Dzięki temu spełnione są wymagania normy PN-IEC 60364-7-710 oraz można dostosować progi dzia¬łania do potrzeb każdego Szpitala, uwzględniając lokalne wahania napięcia występujące w sieci elektroenergetycznej.
Priorytet ma linia zasilania podstawowego 1L, możliwa jest jednak blokada niepotrzebnych przełączeń - patrz „Wyposażenie dodatkowe”. Układ zawiera blokady elektromechaniczne gwarantujące bezpieczne i pewne przełączanie. Przy obecności napięcia o prawidłowych parametrach w obu liniach zasilających, po uruchomieniu układu załączony jest stycznik zasilania podstawowego Q1. Jeśli wartość napięcia w linii podstawowej wyjdzie poza ustalone progi, układ działa wg następujących sekwencji czasowych:
T0 - czas niezależny od zasilania w energię elektryczną, jest to opóźnienie liczone od momentu zadziałania przekaźnika kontroli napięcia w linii podstawowej do chwili zainicjowania przełączenia na sieć rezerwową. Po upływie czasu T0 następuje wyłączenie stycznika Q1,
T1 - opóźnienie czasowe liczone od chwili wyłączenia stycznika Q1 do momentu załą¬czenia stycznika Q2 (linii rezerwowej),
T2 - opóźnienie czasowe liczone od chwili wyłączenia stycznika Q2 do momentu załą¬czenia stycznika Q1,
T3 - gdy sieć IT zasilana jest ze źródła rezerwowego - jest to opóźnienie czasowe liczone od chwili powrotu napięcia w linii podstawowej, do chwili zainicjowania przełącza¬nia na sieć podstawową.
Po upływie czasu T3 następuje wyłączenie stycznika Q2 i zaczyna się odliczanie czasu T2. W przypadku, gdy w trakcie odliczania czasu T3 zaniknie napięcie w linii rezerwowej, odliczanie zostaje przerwane - natychmiast wyłącza się stycznik Q2 i rozpoczyna się odliczanie czasu T2.
Regulacja T0, T1, T2 pozwala na płynne ustawienie czasu przełączeń między liniami zasilającymi. Możliwe do ustawienia są czasy od 0,2 do 2 sek. Dzięki temu spełnione są wymagania normy PN-IEC 60364-7-710 oraz można dostosować czasy przełączeń do rodzaju aparatury medycznej zasilanej z sieci IT, szczególnie gdy przełączane są źródła niezsynchronizowane.
Regulacja T3 pozwala na płynne ustawienie czasu w zakresie od 0,1 sek. do 10 godz., dzięki czemu użytkownik ma możliwość wyeliminowania niepotrzebnych przełączeń, jeśli w lokalnej sieci występują krótkotrwałe powroty napięcia.
Uwaga!
Wszystkie moduły HE przeznaczone są do ciągłego zasilania transformatorów medycznych obciążonych mocą nominalną. Transformatory ET1MED i ET3MED wytrzymują długotrwałe przeciążenia. Jeżeli przewiduje się pracę zestawu z długotrwałym przeciążeniem i odpowiednio do tego dobiera się zabezpieczenia w liniach zasilających, to należy to uwzględnić przy zamawianiu modułów zasilająco-kontrolnych HE.
Podstawowe dane techniczne:
PODSTAWOWE DANE TECHNICZNE MODUŁU |
HE 101/102 |
HE 103 |
HE 301 |
HE 302 |
HE 303 |
napięcie zasilania |
230 V AC |
230 V AC |
3 x 400 V AC |
3 x 230 V AC |
3 x 400 V AC |
znamionowy prąd cieplny Ith |
60 A |
60 A |
60 A |
60 A |
60 A |
prąd krótkotrwały wytrzymywany 1 s |
1250 A |
1250 A |
1010 A |
1010 A |
1010 A |
prąd krótkotrwały wytrzymywany 5 s |
450 A |
450 A |
450 A |
450 A |
450 A |
prąd krótkotrwały wytrzymywany 3 min |
100 A |
100 A |
90 A |
90 A |
90 A |
ZASILANIE I KONTROLA SIECI IT |
1-faz |
1-faz |
3-faz |
3-faz |
3-faz |
sygnalizacja obniżenia rezystancji izolacji sieci IT |
<50 kΩ |
<50 kΩ |
<50 kΩ |
<50 kΩ |
<50 kΩ |
wskaźnik rezystancji izolacji sieci - linijka diodowa 0→∞ |
tak |
tak |
tak |
tak |
tak |
KONTROLA TRANSFORMATORA |
tak |
tak |
tak |
tak |
tak |
sygnalizacja przekroczenia dopuszczalnej temperatury |
>120°C |
>120°C |
>120°C |
>120°C |
>120°C |
sygnalizacja dopuszczalnego prądu obciążenia zwłoka czasowa - 3 s |
>In transf. |
>In transf. |
>In transf. |
>In transf. |
>In transf. |
AUTOMATYCZNY UKŁAD PRZEŁĄCZAJĄCY |
tak |
- |
tak |
tak |
- |
klasa układu przełączającego |
PC |
- |
PC |
PC |
- |
zasilanie podstawowe: stycznik Q1; rezerwowe: stycznik Q2 |
tak |
- |
tak |
tak |
- |
niewrażliwość na krótkotrwałe zaniki napięcia w liniach zasilających |
tak |
- |
tak |
tak |
- |
cykl przełączeń zgodny tylko z wcześniej ustalonymi parametrami |
tak |
- |
tak |
tak |
- |
znamionowe napięcie łączeniowe |
690 V AC |
- |
690 V AC |
690 V AC |
- |
kategoria użytkowania |
AC 6 A |
- |
AC 6 A |
AC 6 A |
- |
wytrzymałość łączeniowa |
2 x 106 |
- |
2 x 106 |
2 x 106 |
- |
zabezpieczenie przeciwzwarciowe (bezpieczniki typu gG) |
max. 50 A |
- |
max. 50 A |
max. 50 A |
- |
zdolność załączania transformatorów ET...MED |
10 kVA |
- |
10 kVA |
10 kVA |
- |
kontrola napięć zasilających Umin |
80-260 V |
- |
300-380 V |
80-250 V |
- |
kontrola napięć zasilających Umax |
80-260 V |
- |
420-500 V |
80-250 V |
- |
Opóźnienia: |
|
|
|
|
|
T0 |
0,1 - 30 s |
- |
0,1 - 30 s |
0,1 - 30 s |
- |
T1 |
0,1 - 2 s |
- |
0,1 - 2 s |
0,1 - 2 s |
- |
T2 |
0,1 - 2 s |
- |
0,1 - 2s |
0,1 - 2 s |
- |
T3 |
0,1 s -10 h |
- |
0,1 s - 10 h |
0,1 s - 10 h |
- |
Moduł komunikacyjny HE 014 otrzymuje informacje o stanie sieci IT oraz:
wykonuje okresowo autotest sprawdzający
prawidłowość pomiaru wartości rezystancji izolacji,
ciągłość całej pętli pomiarowej,
komunikuje się z kasetą sygnalizacyjną HE 015 i z modułem transmisji danych HE 016,
zapisuje w swojej pamięci zdarzenia - alarmy i wyniki testów.
Moduł zasilająco-kontrolny HE 103 i HE 303 umożliwia:
ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia dopuszczalnej temperatury transformatora,
ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia przez czas dłuższy niż 3 sek. nominalnego prądu obciążenia transformatora,
ciągłą kontrolę i sygnalizację uszkodzenia izolacji sieci IT i zasilanych z niej urządzeń.
Kaseta sygnalizacyjna typu HE 010 umożliwia obsłudze między innymi zdalne testowanie urządzenia pomiarowego rezystancji izolacji i ciągłości przewodu ochronnego. Do jednego modułu można dołączyć 5 kaset.
Prawidłowość pracy urządzenia mierzącego rezystancję izolacji oraz ciągłość przewodu ochronnego łączącego moduł HE z PE-IT, sprawdzana jest przez obsługę przyciskiem „test izolacji” umieszczonym na kasecie sygnalizacyjnej.
Moduł transmisji danych HE 016 (opcja) łączy przez sieć ethernet moduł komunikacyjny HE 014 z komputerowym systemem nadzoru obiektu. Użytkownik widzi na ekranie komputera schemat zasilania sieci IT, odczytuje wyraziste komunikaty o stanach awaryjnych i ma dostęp do wszystkich informacji bieżących oraz zawartych w pamięci modułu komunikacyjnego HE 014.
Sieć izolowana IT zasilana z modułów HE może być kontrolowana i wizualizowana na stanowisku dozoru w dowolnym punkcie obiektu, do którego doprowadzona jest sieć ethernet 10/100MB. Wizualizacja pozwala na ciągłe nadzorowanie układu medycznego oraz natychmiastowo zgłasza usterkę w przypadku wystąpienia stanu alarmowego. Przykładowy rzut z ekranu przedstawiony za pomocą PRINT SCREEN modułu HE112 został zaprezentowany na Rys. 1. Moduł nadzorczy można zminimalizować do paska zadań. Wystąpienie któregokolwiek z alarmów spowoduje jego rozwinięcie niezależnie od programu aktualnie wyświetlanego na monitorze komputera. |
|
Każdy rodzaj układu ma swoje zobrazowanie w programie:
Stan normalnej pracy (nie występuje stan alarmowy) - Rys. 2, 3 i 4
|
|
|
Rys.2. HE-111 |
Rys.3. HE-112 |
Rys.4. HE-113 |
Stan awaryjny (przykładowo pokazano jednocześnie cztery alarmy); po wystąpieniu dowolnego alarmu wyświetla się pulsujący, czerwony znak ostrzegawczy i czerwony napis określający przyczynę alarmu. W przypadku obniżenia rezystancji izolacji do poziomu alarmowego na ekranie pojawia się dodatkowo znak błyskawicy. Alarm spowodowany niską rezystancją izolacji blokuje opisany niżej alarm spowodowany nieciągłością obwodu pomiarowego.
|
|
|
|
|
|
Rys.2a. HE-111 |
Rys.3a. HE-112 |
Rys.4a. HE-113 |
Stan awaryjny (przykładowo pokazano jednocześnie dwa alarmy); po wystąpieniu dowolnego alarmu wyświetla się pulsujący, czerwony znak ostrzegawczy i czerwony napis określający przyczynę alarmu. Napis „nieciągłość obwodu pomiarowego” oznacza, że pomiar rezystancji izolacji sieci IT nie jest wykonywany. Przyczyną może być przerwa w obwodzie pomiarowym (w tym nieciągłość przewodu ochronnego)lub niesprawność urządzenia pomiarowego. Pomiar ciągłości przewodu ochronnego jest wykonywany zgodnie z normą IEC 60364-7-710. Pomiar inicjuję się przyciskiem „test izolacji” umieszczonym na klawiaturze kasety sygnalizacyjnej HE-015, a wynik testu pokazywany jest na wyświetlaczu HE-015; dodatkowo, jeśli wynik testu jest negatywny, na ekranie monitora pojawia się czerwony napis „nieciągłość przewodu ochronnego”.
|
|
|
|
|
|
Rys.2b. HE-111 |
Rys.3b. HE-112 |
Rys.4b. HE-113 |
Stan awaryjny, którego przyczyną może być: brak łączności między układem HE-11x a stanowiskiem dozoru,np. uszkodzenie przewodu sieciowego LAN; jednoczesny brak zasilania podstawowego i rezerwowego uszkodzenie modułu komunikacyjnego HE-014; uszkodzenie modułu komunikacyjnego HE-016.
|
|
|
|
|
|
Rys.2c. HE-111 |
Rys.3c. HE-112 |
Rys.4c. HE-113 |
Wszystkie pokazane wyżej alarmy mogą być zdefiniowane jako sygnały ostrzegające o zbliżaniu się parametrów sieci IT do wartości alarmowych. Wartość pre-alarmu może być dowolnie ustawiana.
Analogicznie do układów HE 111, HE112 i HE 113 wizualizowane są układy HE 311, HE312 i HE 313.
Kaseta sygnalizacyjna typu HE 010 / HE 015
Aktualny tryb pracy transformatora oraz bieżący stan izolacji sieci IT sygnalizowany jest na odpowiednich aparatach w module zasilająco-kontrolnym oraz na kasecie sygnalizacyjnej instalowanej w pomieszczeniu medycznym. Z zestawem zasilającym może pracować równolegle kilka kaset sygnalizacyjnych.
Kaseta sygnalizacyjna typu HE 010 informuje o:
Oporności izolacji sieci IT.
Dla wartości oporności większej niż 50 kΩ świeci się lampka „prawidłowa”. Przy spadku oporności do wartości 50 kΩ gaśnie lampka „prawidłowa”, a zaświeci się „niska” i włączy się sygnał akustyczny.
Temperaturze transformatora ET…MED.
Przy temperaturze uzwojeń transformatora mniejszej niż 120°C świeci się lampka „prawidłowa”. Po wzroście temperatury powyżej 120°C zgaśnie „prawidłowa”, a zaświeci się „nadmierna” i włączy się sygnał akustyczny. Sygnał alarmu nie zniknie po powrocie temperatury do stanu normalnego. Kasuje się go przyciskiem na przekaźniku KTMP
w zestawie zasilająco-kontrolnym.
Obciążeniu transformatora ET...MED.
Przy obciążeniu mniejszym niż In (prąd znamionowy transformatora) świeci się lampka „prawidłowe”. Po wzroście obciążenia ponad wartość In utrzymującym się przez 3 sekundy zgaśnie lampka „prawidłowe”, a zaświeci się „przeciążenie” i włączy się sygnał akustyczny.
Braku rezerwy zasilania (nie dotyczy modułów HE 103, HE 303).
Przy obecności prawidłowego napięcia w obu źródłach zasilających lampka nie świeci się. Brak jednego zasilania spowoduje zaświecenie się lampki i włączenie sygnału akustycznego. Sygnał akustyczny kasuje się przyciskiem „wyłączenie akustyki”. Sygnał optyczny trwa do czasu zlikwidowania przyczyny alarmu. Sprawdzenie prawidłowego działania kasety dokonuje się przyciskając „test lamp”. Zaświecą się wówczas wszystkie lampki i włączy sygnał akustyczny.
Z kasety sprawdza się także prawidłowość pomiaru oporności izolacji sieci IT. Należy wówczas wcisnąć przez 1 sekundę przycisk „test izolacji”. Zaświeci się lampka „oporność izolacji sieci IT niska” i włączy się sygnał akustyczny. Kaseta sygnalizacyjna pobiera w czasie normalnej pracy prąd około 96 mA a po naciśnięciu przycisku „test lamp” - około 225 mA.
Dane techniczne:
Prąd pobierany w czasie normalnej pracy |
96 mA |
Prąd pobierany po naciśnięciu przycisku „test lamp” |
225 mA |
Masa kompletnej kasety sygnalizacyjnej |
0,2kg |
Zasilanie |
24V AC |
Wymiary |
wysokość = 85mm; głębokość = 35mm; szerokość = 170mm |
Klawiatura |
na trwałe przyklejona do obudowy |
|
sygnalizacja optyczna - diody LED |
|
przyciski zintegrowane z klawiaturą |
|
IP 54 - przy uszczelnieniu wejścia przewodu sygnałowego |
|
|
Wygląd kasety |
Sposób mocowania |
Kaseta sygnalizacyjna HE 015 informuje o:
rezystancji izolacji sieci IT.
Na wyświetlaczu pokazywana jest:
bieżąca wartość rezystancji,
dopuszczalna wartość rezystancji,
informacja „OK” (prawidłowa) lub „ALM” (alarm - niska).
Dla wartości większej niż 50kΩ, na wyświetlaczu jest informacja „OK” i na kasecie świeci się zielona lampka „OK”. Przy spadku rezystancji do wartości 50kΩ, na wyświetlaczu pojawia się informacja „ALM”, na kasecie zgaśnie lampka „OK” a zaświeci się czerwona lampka „ALARM” i włączy sygnał akustyczny.
temperaturze transformatora ET...MED.
Na wyświetlaczu pokazywana jest:
bieżąca wartość temperatury,
dopuszczalna wartość temperatury,
informacja „OK” (prawidłowa) lub „ALM” (alarm - nadmierna).
Dla wartości mniejszej niż 120°C, na wyświetlaczu jest informacja „OK” i na kasecie świeci się zielona lampka „OK”. Przy wzroście temperatury do wartości 120°C, na wyświetlaczu pojawia się informacja „ALM”, na kasecie zgaśnie lampka „OK” a zaświeci się czerwona lampka „ALARM” i włączy sygnał akustyczny.
obciążeniu transformatora ET...MED.
Na wyświetlaczu pokazywana jest:
bieżąca wartość prądu pobieranego z transformatora,
dopuszczalna wartość prądu pobieranego z transformatora,
procentowa wartość prądu pobieranego z transformatora w stosunku do dopuszczalnej wartości prądu pobieranego z transformatora,
informacja „OK” (prawidłowe) lub „ALM” (alarm - przeciążenie).
Dla wartości mniejszej niż prąd znamionowy transformatora, na wyświetlaczu jest informacja „OK” i na kasecie świeci się zielona lampka „OK”. Przy wzroście prądu do wartości przekraczającej znamionowe obciążenie transformatora, na wyświetlaczu pojawia się informacja „ALM” (alarm - przeciążenie), na kasecie zgaśnie lampka „OK” a zaświeci się czerwona lampka „ALARM” i włączy sygnał akustyczny.
braku rezerwy zasilania (nie dotyczy modułów HE 103 i HE 303).
Przy obecności prawidłowego napięcia w obu źródłach zasilających na kasecie świeci się zielona lampka „OK”. Brak jednego zasilania spowoduje:
zgaśnięcie zielonej lampki „OK”,
zapalenie czerwonej lampki „ALARM”,
wyświetlenie informacji o braku zasilania podstawowego lub rezerwowego,
włączenie sygnału akustycznego.
nieciągłości pętli pomiarowej.
Moduł komunikacyjny HE-014 po każdorazowym włączeniu zasilania wykonuje test sprawdzający:
prawidłowość pomiaru wartości rezystancji izolacji,
ciągłość całej pętli pomiarowej.
Test ten jest automatycznie okresowo powtarzany.
numerze obwodu zasilanego z zestawu HE..., w którym nastąpiło uszkodzenie izolacji i spadek rezystancji poniżej wartości dopuszczalnej - dotyczy układów wyposażonych w układ lokalizacji doziemienia produkcji PPUH Horus-Energia.
Z kasety HE 015 wykonuje się ręczny test sprawdzający ciągłość przewodu ochronnego i działanie przyrządu mierzącego rezystancję izolacji - zgodnie z normą CEI - IEC 60364-7-710.
Sygnał akustyczny kasuje się przyciskiem „wyłączenie akustyki”. Sygnał optyczny trwa do czasu zlikwidowania przyczyny alarmu. Ponadto z kasety HE 015 odczytuje się zawartość pamięci modułu komunikacyjnego HE 014. Dostępna jest zapisana w czasie rzeczywistym historia zdarzeń - alarmów i wyników testów.
Dane techniczne:
Wykonanie |
natynkowe, wymiary wg rysunku |
|
podtynkowe, wymiary wg rysunku |
Zasilanie |
12 V DC |
Wejście sygnałowe |
złącze DC (zdublowane dla podłączenia drugiej kasety) |
Klawiatura |
na stałe przyklejona do obudowy |
|
sygnalizacja optyczna - diody LED |
|
wyświetlacz LCD 4x16 znaków |
Sygnalizacja alarmowa |
czerwona dioda LED |
|
sygnał dźwiękowy |
Stopień ochrony |
IP 54 przy uszczelnieniu wejścia przewodu sygnałowego |
Masa kompletnej kasety |
0,39kg |
Sposób montażu kasety HE-015
Kaseta HE-015 jest dostarczana razem z płytką mocującą (zamontowana na płytce mocującej) tak jak to pokazano na rysunkach. Sposób mocowania należy określić w zamówieniu. Płytkę z kasetą przykręca się czterema wkrętami do kołków w ścianie.
Kasetę łączy z zestawem zasilająco kontrolnym przewód 2x1,5mm2 zakończony od strony kasety wtykiem DC. W komplecie z kasetą HE-015 dostarczany jest przewód o długości 10m - w razie potrzeby przewód ten można przedłużyć. Do zestawu zasilająco kontrolnego można dołączyć dwie kasety; można je łączyć równolegle do listwy zaciskowej w zestawie zasilająco kontrolnym, albo łączyć kasety między sobą wykorzystując drugie gniazdo DC.
|
|
Mocowanie kasety natynkowej |
Mocowanie kasety podtynkowej |
Izolacyjne transformatory medyczne jednofazowe typu ET1MED i trój fazowe typu ET3MED
Izolacyjny transformator medyczny stanowi jeden z ważniejszych elementów układu zasilającego sieć IT pomieszczeń medycznych. Dlatego stawia mu się najwyższe wymagania dotyczące niezawodności oraz zaostrzone parametry techniczne. Od izolacyjnych transformatorów medycznych wymaga się, aby prąd jałowy nie przekroczył 3% In, napięcie zwarcia mieściło się w granicach 3% Un, a prąd załączenia nie przekraczał wartości 12 x In. Z uwagi na pracę tych transformatorów w systemie sieciowym IT ważnym parametrem jest prąd upływu transformatora izolacyjnego. Przytoczona niżej norma wymaga, aby prąd upływu między obwodami pierwotnym i wtórnym oraz obwodem pierwotnym a korpusem nie przekroczył wartości 3,5 mA. Prądy upływu transformatorów izolacyjnych typu ET1MED i ET3MED mieszczą się w granicy 0,2 mA. Transformatory te wyposażone są w ekran, który w sposób pewny rozdziela uzwojenia pierwotne i wtórne (uziemiony ekran symetryzuje prądy upływu i napięcie wtórne transformatora). W jednofazowych transformatorach typu ET1MED ze środka uzwojenia wtórnego wyprowadzono zacisk 2M, służący do podłączenia przekaźnika kontroli stanu izolacji. W transformatorach trójfazowych typu ET3MED przekaźnik kontroli stanu izolacji należy podłączyć do wspólnego punktu uzwojeń wtórnych oznaczonego symbolem 2N. Elementem sygnalizującym temperaturę pracy transformatora jest czujnik temperatury umieszczony wewnątrz uzwojeń [Rys. 7 i 9]. Dopuszczalna temperatura otoczenia podczas obciążenia znamionowego transformatora wynosi 40°C. Jeżeli temperatura otoczenia przekracza 40°C, obciążenie transformatora należy zmniejszyć. Transformatory ET1MED i ET3MED spełniają wymagania normy PN-EN 61558-1 dotyczące przeciążenia (1,6 x In w czasie 60 min.). Ponadto transformatory mogą zostać dorywczo przeciążone prądem 2 x In w czasie nie przekraczającym 45 min.
Dla transformatorów jednofazowych napięciem pracy jest 230/230V, dla transformatorów trójfazowych napięcie 400/230V. Częstotliwość pracy transformatorów medycznych to 50/60 Hz. Moc mieści się w zawartych normą granicach od 2,5 do 10 kVA. Transformatory mogą być dostarczane w obudowach o stopniu ochrony IP23, IP24, IP44 lub bez obudowy (w stopniu ochrony IP00) - do montażu w zamykanych wnękach lub szafach z zachowaniem odpowiednich osłon przed dotykiem bezpośrednim oraz właściwej wentylacji naturalnej.
Kontrola pracy transformatorów typu ET1MED lub ET3MED
W układach HE 101, HE 102, HE 103, HE 301, HE 302, HE 303 nadzór nad pracą transformatora sprawuje przekaźnik współpracujący z czujnikiem temperatury, sygnalizujący przekroczenie temperatury transformatora ponad nastawioną granicę 120°C. Czujnik wbudowany jest w uzwojenie transformatora. Kontrolę przeciążenia realizuje się poprzez przekładnik prądowy współpracujący z przekaźnikiem sygnalizującym przekroczenie prądu znamionowego transformatora.
Zestaw może zawierać amperomierz prądu obciążenia transformatora wskazujący trzy wielkości:
bieżący prąd obciążenia,
prąd maksymalny,
prąd średni 15 minutowy.
Wskazania amperomierza pozwalają obsłudze na:
bezpośrednią kontrolę obciążenia transformatora,
sprawdzenie czy do gniazd sieci IT były podłączone niedozwolone odbiorniki dużej mocy,
ocenę czynników powodujących wzrost temperatury uzwojeń transformatora (obciążenie lub warunki zabudowy).
Kontrola stanu izolacji sieci IT
Nadzór nad stanem izolacji sieci IT sprawuje w sposób ciągły przekaźnik sygnalizujący obniżenie się rezystancji izolacji poniżej nastawionego progu. Na przekaźniku wyświetlana jest linijka diodowa pokazująca aktualny stan rezystancji izolacji sieci IT. Urządzenie sygnalizuje stan, gdy rezystancja izolacji sieci zbliża się do 50 kΩ.
W układach HE 111, HE 112, HE 113, HE 311, HE 312, HE 313 nadzór nad pracą transformatora sprawuje UKŁAD HE 014 współpracujący z czujnikiem temperatury (PT1000) sygnalizujący:
bieżącą temperaturę transformatora,
przekroczenie temperatury transformatora ponad nastawioną temperaturę 120°C.
Kontrolę przeciążenia dokonuje się poprzez przetwornik prądowy współpracujący z układem HE 014 sygnalizującym:
bieżące obciążenie transformatora,
względną, procentową wartość obciążenia w stosunku do nastawionej wartości znamionowej,
przekroczenie prądu znamionowego transformatora.
Kontrola stanu izolacji sieci IT
Nadzór nad stanem izolacji sieci IT sprawuje w sposób ciągły przekaźnik sygnalizujący obniżenie się rezystancji izolacji poniżej nastawionego progu. Na przekaźniku wyświetlana jest linijka diodowa, natomiast na kasecie HE 015 wyświetlana jest wartość pokazująca aktualny stan rezystancji izolacji sieci IT.
pokazująca aktualny stan rezystancji izolacji sieci IT. Urządzenie sygnalizuje stan, gdy rezystancja izolacji sieci zbliża się do 50kΩ. Prawidłowość pomiaru i ciągłość pętli pomiarowej sprawdzana jest okresowo podczas wykonywania autotestu.
Wyposażenie dodatkowe
zdalna sygnalizacja:
przez system GSM wysyłane są SMSy informujące o stanie sieci IT na trzy wskazane przez użytkownika numery telefonów komórkowych. O wystąpieniu stanu awaryjnego obsługa dowiaduje się z opóźnieniem wprowadzanym przez operatora sieci GSM,
przez łącze RS do centralnego systemu nadzoru przekazywane są informacje o stanie sieci IT oraz bieżące wartości rezystancji izolacji, temperatury transformatora oraz prądu obciążenia transformatora,
przycisk blokady samoczynnego powrotu na linię zasilania podstawowego. Automatyczne przełączanie powrotne następuje w chwili wybranej przez obsługę. Unika się w ten sposób niepożądanego przełączania podczas wykonywania zabiegów medycznych,
wykonanie układu wg życzeń klienta.
Uwagi montażowe i eksploatacyjne
Dla zabezpieczenia linii zasilających oraz transformatora przed skutkiem zwarcia należy zastosować bezpieczniki topikowe (przed skutkiem przeciążenia stosuje się jedynie sygnalizację). Wkładki topikowe powinny być dobrane z uwzględnieniem prądu załączania transformatora oraz selektywności zabezpieczeń obwodów sieci IT. Wkładki o wartości do 50A i charakterystyce gG całkowicie zabezpieczają moduły HE i transformator ET...MED przed skutkami zwarć.
Moduły HE zwykle montowane są standardowo na płycie montażowej o wymiarach (dł. x gł. x wys.) 350mm x 180mm x 550mm i instalowany w obudowie o wymiarach 400mm x 200mm x 600mm (zdjęcie nr 5). Na życzenie, moduł HE może być wykonany na płycie o innych wymiarach co umożliwia montowanie jej we wnękach lub w szafach dostosowanych do warunków lokalnych. Wielkość modułów HE dostosowuje się do wymagań klienta.
Możliwe jest też wykonanie całych zestawów w szafach zawierających jeden lub kilka modułów HE, transformatorów ET…MED, oraz zabezpieczenia i listwy zaciskowe do podłączenia obwodów sieci IT.
Do miejsca zainstalowania kasety sygnalizacyjnej HE 010 należy doprowadzić przewód 10 x 0,5 mm2
Kasetę sygnalizacyjną HE 015 z modułem HE łączy przewód 2 x 1 mm2 zakończony od strony kasety złączem DC. Razem z zestawem dostarczany jest przewód o dł. 10 mb.
Konserwacja
Zestaw nie wymaga specjalnych zabiegów konserwacyjnych. Przeglądy okresowe i próby działania układu należy przeprowadzać zgodnie z zatwierdzoną przez użytkownika instrukcją eksploatacji obiektu. Należy uwzględnić wymagania normy IEC 60364-7-710 pkt. 710.62.
Producentem modułów zasilająco-kontrolnych oraz kasety sygnalizacyjnej jest firma HORUS ENERGIA z Warszawy, natomiast transformatorów izolacyjnych firma ELHAND TRANSFORMATORY z Lublińca.
|
|
Układ kontrolno-przełączający typu HE |
Moduł zasilania HE-101 |
|