综合医院的电气设计

综合医院的电气设计（精选四篇）

综合医院的电气设计 篇1

关键词：综合性医院,防雷,保护,安全

0 引言

福建省立医院武夷分院作为三级医院,为适应医疗和科研的需要,有很多高端的医疗仪器设备。武夷山市所处为雷电多发区,年雷击次数多,如果雷电入侵防护措施不足,会使得感应雷和雷电波等入侵机会增多[1],可能极大地影响医院供电系统的安全运行和医疗设备的正常使用。雷电防护是一个综合的系统工程,设计多雷区医院的雷电防护措施,通常采用直击雷防护、等电位连接、设施屏蔽、设备接地系统和安装电涌保护装置等措施进行防护,整体优化防护设计方案,最大限度减少雷电入侵造成的损失[1,2,3]。

1 防雷等级

武夷山市所处整体地势由西北向东南倾斜,海拔最高点和最低点高差大,年平均雷暴日达68d,属雷电高发地区,年平均雷暴日大于40d不超过90d,按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)可以确定为二类防雷建筑物[1]。

2 供电系统的防雷措施

2.1 供电线路的防雷

按照医院供电负荷的性质,该院医疗综合楼的手术室、ICU、急诊室,故障时必须持续供电的医疗设备用电以及配变电所的照明、应急照明、计算中心、消防用电设备为一级用电负荷;生活泵、电梯、排水泵等为二级负荷;其余为三级负荷。

该医院地势较高,建筑可能遭受的雷击威胁主要来自楼顶直击雷和高层侧击雷。医院低压配电系统采用TN-S系统,在各建筑物进线处配置电涌保护器(SPD),总体防雷示意图如图1:

考虑到外部线缆引入雷的威胁,在重要医疗设备等的电源引入端也按照第一级防雷保护配置,防止雷电电磁脉冲引起的过电流和过电压。电涌保护器选用Ⅰ级试验产品,电压保护水平选择小于2.5k V,每一保护模式其冲击电流选择不小于10k A。

2.2 重要医疗场所设备的防雷

(1)手术室供电的防雷接地。本医院位于多雷区,雷电防护要求较高,医院的医疗和科研要求供电可靠性较高,因此本院所有手术室的供电均选用局部IT供电系统。局部IT系统必须装设剩余电流动作检测报警装置,防止第二次异相接地而形成相间短路。X光机、CT机及其它设备的金属外壳,分别用铜芯导线连接到接地排上[4]。

(2) 对放射科CT扫描仪等重要设备的配电箱前端分别安装单相电源防雷器。

(3) 对消防系统设备,在电源供电系统中设置SPD保护,根据建筑物的重要性,由消防控制室引出的信号线,联动控制线等,均装设适配的SPD。

消防控制室与报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设信号防雷器。消防控制室内,应设置等电位接地网格,室内所有设备主机、联动控制盘等设备的机架(壳)配线槽、设备保护接地、电源系统保护接地、SPD接地端均应做等电位连接。在集中火灾报警及联动控制柜处分别加装电源、控制信号防雷器[5,6]。

(4)计算机网络系统中各类集线器的输入、输出端口均装设了数据线SPD,如果终端设备和集线器之间的距离超过30m,其重要终端的信息插座也装设SPD。网络系统中路由器的输出端应装设SPD。

(5)对于安防监控系统,其主控机和分控机的信号电缆、通信线路、供电线路、报警电缆,也在防雷分区界面处装设适配的SPD。

3 等电位连接

为防止雷电入侵能对电子设备造成损害,医疗设备和精密仪器必须采取等电位连接与接地保护措施。

3.1 总等电位连接

在建筑物入口处做总等电位连接后接地,设一总等电位联结端子箱MEB,把进线配电箱的PE线、防雷接地体、金属管道及建筑物的金属构件作局部等电位连接,等电位采用M型等电位连接网络,用最短距离与总等电位联结箱可靠连接。为变配电室、强电井、弱电井、电梯机房、医疗设备用房、手术室、ICU房、弱电机房等处引入接地干线,安装接地等电位连接端子排或环形接地排[7]。

医院建筑物内的金属体如水管、金属门窗等均与建筑物金属体连接,为保证病人的安全,要求设备仪器等的保护接地与病人周围的金属体局部等电位。电源插座的保护导体端子、固定设备的保护导体端子或外界可导电部分与等电位联结母线之间的导体的电阻不应超过0.2Ω。

3.2 局部等电位连接

在手术室内金属水管、氧气输送管以及无影灯、手术灯和配电箱的PE线、隔离变压器等均用可靠的作局部等电位联结,使得故障接触电压可以有效的降至接触电压限值以下。另外在手术室内在2.5m高度以下的所有可导电部分,包括手术台、接线箱的PE线、金属门窗、金属水管和建筑物结构钢筋等全部连接于LEB板上,并且要求各分支连接线的电阻均不大于0.2Ω,尤其保证任何两个部分间的电位差不超过10m V 。

为保证病人的安全,医院的功能检查室、心血管造影室等也均设置局部等电位连接。手术台采用局部IT系统,做局部等电位连接,保证在手术器件或检查器件的安全。

4 屏蔽防护

为减少建筑物内雷击电磁场强度和感应效应,根据建筑的功能采取以下措施:

(1)A、B、C区不同建筑物和房间的外部设屏蔽。屏蔽电缆的屏蔽层的两端做等电位连接,该连接做在防雷区交界处。

(2) 外引供电线路由终端杆引下后更换为屏蔽电缆,进入大楼前水平直埋50m以上,屏蔽层两端接地,非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋长度50m以上。

(3)各类控制机房的防静电地板下面沿墙四周分别加装等电位铜排。机房内的保护接地,信号工作地,屏蔽接地和防雷器接地等均连接到局部等电位接地端子板上[8]。

(4)减少电磁干扰的感应效应,采取了建筑物及房间外部设置屏蔽,将建筑物金属等电位连接; 电子仪器的接地采用共用一点接地; 电气线路采用穿金属管。

5 防直击雷措施

根据该医院的实际情况,在各个大楼天面女儿墙上敷设避雷带。在天面中部突出的位置安装避雷针,与避雷带结合进行针带保护。建筑物利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线[9]。

每幢建筑物四周离外墙1m处开挖60mm×80mm地沟,在地沟中每隔5m敷设垂直接地体(-5×50×50×2500 角钢),接地体用-4×40 热镀锌扁钢焊接在一起,人工地网每隔不大于10m与大楼基础地网用热镀锌圆钢可靠连接。每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω,整个住院楼的接地装电阻不大于1Ω。以医技楼为例,人工接地网示意图如图2:

鉴于医院所在处的土壤以沙砾石为主,属于高土壤电阻率地区,为有效降低防直击雷冲击接地电阻,主要采取下面的方法:(1)增加接地极的个数。(2)增加接地体的埋设深度。

通过采取以上人工辅助接地措施,分部工程完成,隐蔽验收前通过测量,接地电阻值在规范要求的限值以内。

6 总结

处于多雷区的综合性医院由于医疗和科研设备仪器数量多,设备对防雷干扰的要求比较高,因此需要考虑的问题较多。在雷电活动比较频繁的地区,医院的防雷接地设计需要详细分析被保护建筑物的结构和功能,按照建筑物的雷电防护等级和雷电活动规律来确定防雷接地的设计方案。对不同的防护内容,如配电系统,医疗设备,等电位连接等各方面做好规划,确保医院的整体防雷接地安全,保护建筑、设备和人员的安全。

参考文献

[1]GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]GB50057-2010建筑物防雷设计规范[S].北京:中国计划出版社,2011.

[3]邓雁,李良胜.当前防雷设计中应注意的几个问题[J].工程建设与设计,2001(5):50-52.

[4]陈惠华,萧正辉.医院建筑与设备设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2004

[5]GB/T 19271.3-2005雷电电磁脉冲的防护[S].北京:中国标准出版社,2005

[6]JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008

[7]孙丹波,蒋显红,丛培华.手术室等重要医疗场所的局部等电位联接探讨[J].建筑电气,2003(2):29-31.

[8]王维强,王安生,余厚军.安装大型医疗影像设备电源问题讨论[J].医疗设备信息,2006(21).

综合医院建筑设计规范(电气) 篇2

第5.4.1条医院供电宜采用二路电源，如受条件限制，下列用房应有自备电源供电。

急诊部的所有用房；

监护病房、产房、婴儿室、血液病房的净化室、血液透析室；

手术部、CT扫描室、加速器机房和治疗室、配血室，以及培养箱、冰箱，恒温箱和其它必须持续供电的精密医疗装备；

各部门的消防和疏散设施。

第5.4.2条医疗装备电源的电压、频率允许波动范围和线路电阻，应符合设备要求，否则应采取相应措施。

第5.4.3条放射科的医疗装备电源，应从变电所单独进线。

第5.4.4条放射科、核医学科、功能检查室等部门的医疗装备电源，应分别设置切断电源的总闸刀。第5.4.5条照度推荐值可参照表5.4.5的规定。

照度推荐值 表5.4.5

用房名称 推荐照度(lx)

病房、监护病房 15-30

侯诊室、病人活动室、放射科诊断室、核医学科、理疗室 50-100

诊查室、检验科、病理科、配方室、医生办公室、护士室、值班室 75-150

手术室、CT诊断室、放射科治疗室 100-200

夜间守护照明 5

第5.4.6条成人病房照明宜采用一床一灯。

第5.4.7条护理单元走道灯的装置，应避免对卧床病人产生眩光。

第5.4.8条护理单元走道和病房应设“夜间照明”，床头部位照度不应大于0.101x，儿科病房不应大于11x。

第5.4.9条儿科门诊和儿科病房的电源插座和开关的装置高度，离地面不得低于1.50m；病房内离最近病床的水平距离不应小于0.60m。

第5.4.10条X线诊断室、加速器治疗室、核医学科扫描室和照相机室等用房，应设防止误入的红色信号灯，其电源应与机组连通。

第5.4.11条成人病房和护士室之间应设呼叫信号装置。

医院电气设计探讨 篇3

关键词：供电电源 照明 接地及等电位联结 漏电

中图分类号：TU85文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0072-01

在建筑电气设计中，医院建筑的电气设计与其他一般的公共建筑在功能的复杂性、医疗设备的特殊性、负荷等级及供电可靠性、工艺及安全防护的可靠性等很多方面均有不同。

本人近期参与了多个医院病房楼及门诊楼的电气设计，对在医院设计时遇到的一些问题及进行的解决方案希望与各位读者共同讨论。

1 供电电源及负荷等级的确定

按照医院建筑的辖属等级可以分为四级：（1）省级医院；（2）地、市级医院；（3）县、区级医院；（4）乡、镇级医院。辽宁医学院附属第一医院病房楼工程，建筑面积为4万m2，属于地、市级医院。对于县级以上的医院，其供电负荷为一级。本工程在地下室内设置10/0.4 kV变电所，两路电源分别来自锦州市内两个不同区域的变电站，采用10kV高压进线。高低压均单母线分段运行并采用两台变压器均工作的方式。手术室层、ICU病房层、输血科层、洁净空调层、产科层电源均由低压总配电室不同变压器低压配电柜单独回路引来，且在设备末端采用双电源自动切换。

2 电气照明设计

医院的照明设计与其他建筑相比应该有很多自己的特点，有如下不同之处：

（1）根据规范GB50034-2004《建筑照明设计标准》，病房照明地面上的照度应为100lx，但这是指病房内的普通照明，按照现在各大医院的做法要求实现“一床一灯”，也就是说每个床位必须配备一个床头灯，目的我想不外乎有两个，一是考虑多人病房时，夜晚的时候不至于开灯影响到其他病人的休息，二是在医生来病房作检查的有些时候是需要有足够的局部照明以便检查的，局部照明应采用显色性高的光源，并应尽量较少炫光。

（2）根据规范JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》10.8.6.8条规定，病房内宜设有夜间照明（也叫护理照明）。在病床床头部位的照度不宜大于0.1lx。笔者在本工程内设置了地脚灯，为墙上嵌入式安装，安装高度为底边距地0.5 m。在夜晚只开地脚灯便于配合人员和医疗人员的活动，又不影响其它病人的休息。结合其他设计人员对夜间照明设计在夜间照明的控制上有多种做法，一种是在护士站集中控制，这种方式的好处是便于集中管理，但控制方式不算灵活，在不需要打开地脚灯的房间里没办法去控制它的开关。还有一种方式是采用电源由护士站照明配电箱供电，在每个房间的门口设置控制开关，由护士或管理人员进行控制，但缺点是不能采用就地控制的方式控制不太方便。

（3）手术室的照明在医院的照明设计中应该是比较重要的。手术室内的一般照明根据规范要求应该不小于500lx，照明光源采用带有机玻璃照的并且应该具有高显色性的荧光灯，以减少煊光、减少医护人员的视力疲劳。在本工程设计中一般照明灯具采用嵌入式安装，手术室内应无强烈反光，且手术室的照度均匀度不宜低于0.7。手术室内除一般照明还设有供手术局部照明的无影灯、看片灯、紫外线消毒灯、应急灯和手术室门口上的标志灯。

3 手术室、重症监护室的供电可靠性问题

在供配电系统设计时，手术部（手术室）、重症监护适应按一级特别重要负荷供电。根据手术室的供电重要性及可靠性应考虑在每个手术室设置不间断电源以保证其供电的可靠性。本工程在手术室及重症监护室的供电设计上，采用双电源互投的前提下设置EPS不间断电源的供电方式以保证其供电可靠性。

4 漏电断路器的设置及漏电电流值的选择

医院内属于自躯体保护区域及心脏保护区域的电气回路应装设漏电保护器或线路绝缘及负荷监视装置，如心脏手术、肾透析、胸腹引流、骨关节、放射治疗、重症监护室等医疗场所。

漏电保护器额定漏电电流为10mA漏电，动作电流为（0.5-1.0）I△n（可调整时），开断时间应小于40 ms。在实际工程中，我们均采用30 mA动作电流的剩余电流漏电保护开关。因为漏点开关的动作电流选择，要考虑到供电的可靠性需满足其值要大于该回路及设备固有漏电电流值的二倍以上。在工程中，漏电保护开关往往用在普通插座回路中，有些配电支线距离可能比较长且一个回路中会有同时使用多台医疗电器设备的情况。这样的话，就要慎用6 mA、10 mA小动作电流的漏电保护开关，以免误动作影响正常的供电；如要用6 mA、10 mA小动作电流的漏电保护开关，一般就地设置且需控制插座的数量。

5 防雷、接地、等电位联结

医院接地系统包括以下部分：

防雷系统；

配电系统接地；

建筑设备接地；

医疗设备接地；

总等电位联结。

医疗电气设备工作性接地电阻值应按设备技术要求决定。在一般情况下，宜采用公共接地方式，接地电阻小于1 Ω。如需采用单独接地，两接地系统的距离不宜小于20 m。为降低电气设备发生接地故障时电气装置外露部分的接触电压，降低或消除从建筑物外部传入电气装置外露部分上的危險电压，防止电击事故的发生，须在建筑物内做等电位联结。

医疗建筑采用公用接地系统。设备接地、建筑防雷接地、屏蔽接地等共同接到一个总接地装置上。敏感电子设备的不知应避免在建筑物迎雷面的外侧。目前大型医疗设备的接地均采用公用接地装置。

等电位联结应包括三个不同的内容，一为建筑物的总等电位联结，二为辅助等电位联结，三为局部等电位联结。

（1）建筑物的总等电位联结：总保护导体（保护干线）；总接地导体或总接地端子；建筑物内共用管道，如煤气管、水管；可利用的建筑金属结构件，集中采暖和空调系统的金属构件的联结等，总称为总等电位联结。（2）辅助等电位联结：所有可触及的固定式设备金属外壳和外部可导电部分。还应包括钢筋混凝土结构中的主钢筋及插座的保护导体在内的所有保护导体相连接，称为辅助等电位联结。（3）局部等电位联结：一般是指不接地的局部等电位联结的防护。

医疗电气设备是特殊的装置，对医院工程的电气设计一定要谨慎。本文为笔者在做医院工程的过程中结合国家规范及技术措施简单介绍，一定有很多不完善的地方，希望与各位读者共勉。

参考文献

[1]智能建筑电气技术.医院建筑专辑，2005（4）.

[2]全国民用建筑工程设计技术措施电气部分.

综合医院的电气设计 篇4

【关键词】110kV 变电站；综合自动化；电气二次设计；分析

在有关变电站电气二次设计思维与理念不断发展、更新的背景下，整个变电站的二次电气系统已逐步自传统面向功能为主的设计模式转变成为了面向对象的设计模式。简单来说就是，相对于整个变电站电力运行系统而言，电气二次设计过程当中不单单考虑某一个参数或设备，而将设计的目的确定为：为满足某一设备保护、监控、测量、计量在内相关功能有效实施的综合性装置，确保特定性功能的顺利完成。而这对于整个系统分布式、开放性特征的实现而言也是至关重要的，因此，做好电气二次设计也相当于保障了整个综合自动化变电站运行的可靠与稳定。本文即针对以上相关问题作详细分析与说明。

1.变电站综合自动化系统和变电站电气二次部分之间的区别和联系

变电站的综合自动化将计算机技术、数据处理技术以及通信技术等对变电站进行监控，并能够保障在变电站综合自动化系统中电气设备是能够进行信息的交换的，实现了系统内部的资源信息的共享，能够对变电站的运行状况进行控制和监视。变电站中的电气二次部分与变电站的电气一次部分相比较来看的话，能够对电气一次设备进行保护，并对电气一次设备的运行情况进行监控，调节电气一次设备中的等级变换，保证设备输送电能、功能分配的正常进行。变电站综合自动化系统可以看成是电气二次设备中的一部分，为电气一次设备提供保障和服务的。变电站二次设备是使用电工技术来协助各类功能的实现和完成，例如：跳合闸操作、小电流接地选线、直流系统、低周减载、继电保护、四遥以及防误闭锁等功能。在变电站的功能完成的过程中，变电站综合自动化系统和变电站二次部分在功能完成的过程中所发挥的作用之间存在着较大的差异。

2.继电保护设计要点分析

从继电保护的角度上来说，其作为整个变电站的运行核心所在，一旦没有了继电保护，也就无法确保整个变电站的稳定运行。因此，变电站所对应的继电保护单元需要与监控系统保持独立运行的状态。换句话来说，在整个系统软件、硬件发生故障并退出运行的情况下，要求继电保护单元仍然能够稳定且持续的运行。现阶段的技术条件支持下，对于110kV变电站而言，在综合自动化技术的不断发展并应用的背景下，对于变电站内，包括进出线线路、母线、电容器装置、接地变配电装置、以及变压器在内的相关一次性设备均配置有与之相对应的保护测控装置。通过对该装置的应用，能够完成对间隔层部分的电流数据、以及电压数据的实时且动态采集。同时，还可以通过对保护测控装置内部中央处理器的应用，建立在逻辑判断的基础之上，完成相对于整个间隔层的保护功能。

3.跳合闸操作设计要点分析

从跳合闸操作的角度上来说，在综合自动化系统的应用背景下，110kV变电站所对应的隔离开关、断路器操作、以及接地刀闸操作均实现了其远程摇控性，最终建立在二次回路的基础之上，确保操作的正确性、可靠性。从这一角度上来说，跳合闸操作状态下，电气二次设计的核心目的在于：如何可靠且合理的设计操作机构，确保在综合自动化系统运行状态下，所发送跳合闸弱电信号能够实现与跳合闸线圈强电回路之间的对立性电平转换。结合实践工作经验来看，对于110kV电压等级变电站而言，要求面向断路器配置与之相对应的操作箱，并独立运行。

4.防误闭锁设计要点分析

电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁；其防误功能随二次接线而定，不宜增加和修改。微机、防误闭锁是通过用软件编写断路器、隔离开关、接地刀闸问的操作闭锁规则，将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的“五防”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化。

5.备自投设计要点分析

在现阶段的技术条件支持下，对于110kV综合自动化变电站而言，变电站备自投所采取的供电方式可以在以下两种方案当中加以选取：方案一是母联分段供电方式。此种备自投方案的核心思路在于：在分段開关处于断开状态的前提条件下，由工作电源分别面向设备进行供电。在整个供电作业过程当中，两个电源相互属于备用关系状态；方案二是双进线向单母线进行供电的方式。此种备自投方案的核心思路在于：1#线路进行进线作业，2#线路则作为备用线路。实践工作当中，多将方案一称之为暗备用方式，而将方案二称之为明备用方式。对于110kV电压等级变电站而言，在充分考虑综合自动化系统运行特性的基础条件下，变电站备自投装置设计方案的选取需要结合电压、电流、断路器位置信号等因素进行综合考量。同时需要遵循的基本原则是：110kV综合自动化变电站电气二次设计的主要任务是选取合适的备自投装置和备投方式，设计装置与PT、CT、断路器辅助接点的电缆连接。

6.后台监控设计要点分析

从后台监控的角度上来说，对于110kV综合自动化变电站而言，较常规意义上变电站在后台监控方面的运行特性来看，两者之间的主要差别体现在：取消了中央控制屏装置，同时以监控器的方式加以替代。后台监控器的主要组成为计算机。在该计算机装置当中，支持安装并运行相应的监督控制系统软件，集成包括定期传送、五防、以及操作票操作在内的相关功能，使整个变电站的运行更加的一体化与集成化。同时，在有人值班模式下，人机联系功能可应用于后台监督控制系统，并面向相关操作人员，提供通过对计算机外置装置（包括键盘、鼠标在内）的运用，使运行人员对整个后台监控系统进行可靠的调度。而在无人值班模式运行状态下，人机联系功能则能够自动在当地的监控系统后台机上持续运行。更加关键的一点是：后台监控系统与变电站综合自动化系统之间的连接仅通过通信线的方式加以实现。因此，在二次设计当中，可以不需要再做考量。但需要注意的一点是：由于计算机对于电源的需求为交流模式，供电的可靠性水平相对较低，因此需要在二次设计过程当中，为其配置专门性的交直流供电，从而确保供电的持续性与稳定性。

7.结束语

在整个输变电系统的运行过程当中，变电站所发挥的重要意义是毋庸置疑的，其也可以说是电网系统运行状态下的监控点所在。特别是在现代计算机技术不断发展，相关技术与电力系统充分融合的背景下，综合自动化技术已成为变电站运行过程当中的关键载体与依赖。建立在综合自动化技术的基础之上，分散式的变电站综合自动化系统已成为了现阶段变电站综合自动化技术发展的主要方向与趋势所在。 [科]

【参考文献】

[1]吴尚恒，菅晓清.HGIS变电站电气二次设计优化方案及其注意事项[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（24）.

[2]莫剑森.变电站电气二次设计质量研究[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2012，（29）.

[3]孟祥忠，王博.电力系统自动化[M].中国林业出版社，北京大学出版社，2006.