医院供电网络电能质量异常对医疗设备的影响及对策

姚 远 李 彬

1 南宁市第八人民医院（530001）

2 南宁中心血站（530003）

现代医学技术的突飞猛进，是电子工程技术的飞速发展和在各个领域全面渗透结果。电子工程技术在医疗领域的广泛应用，推动着现代医学的长足进步，促进了医疗设备飞速发展，同时电子仪器也有一定的可靠性和稳定性，直接关系到患者生命安全，要求医疗设备的安全性和稳定性显得及其重要，有关医疗设备产品质量的研究已成为临床医学工程学研究和发展方向。并且出台了相关规定，建立了相关管理机构[1]。事实上影响医疗设备可靠性和安全性的因素很多，防止上述因素的研究通常只注重医疗设备本身，而对医疗设备应用环境的研究相对较少。医疗设备的运转一般是用电力驱动，电源多数是由市电电网提供，医院为二级供电，医疗设备供电对医疗设备的可靠性和安全性方面影响的研究相对较少，存在空档[2]。

1 电能劣质产生的原因及不良影响

供电网络电能质量的常见问题：三相电压不对称、相电压不对、频率不稳、电网谐波、电能的容性或感性带来的偏差等。产生原因：有来自外部，市供电电能质量，医院之外的用电负载。来自内部：医院本身供电系统，医院内部的用电负荷。

1.1 相电压偏低或高

可能是市供应电能不足等原因，也可能来自医院内部供电容量不够，造成电压下降。市电网络电压异常，医院大功率用电设备集中关闭，某时间段用电负荷大量减少引起用电忽然下降，造成电压偏高。无论电压过低或过高，都将对医疗设备的正常运行带来不利影响。

1.2 谐波

任何闭环和开环系统的不稳定，对包括计算机、整流器、（UPS）电源、调速器、日光灯、开关电源、调光器等各种电子设备影响很大，它们大都是感性电器，严重影响电压滞后，也是产生大量谐波的主要根源。对供电网络及用电设备极大危害。其包括：产生谐波损耗、输出功率降低、谐波流过中性线、产生机械振动、噪声和过电压；引起闭环和开环谐振，产生自激[3]。

1.3 尖波

产生原因：雷击、放电电弧，电源开关、接触器、断电器等都会带来放电电弧。会击穿电器元件，造成计算机的各种干扰。

1.4 三相电压不对称

三相电相互间隔120度，电源各相间的电压不对称，是各相的负荷不均衡产生，其中一相或两相低（高），或者另一相高（低），造成峰峰值高（低），还和负荷特性（容、感性）有关。造成的后果：变压器的损耗增大，温度升高，引起电动机谐震，会增中性线的电流。单相用电器，在高电压时会不正常运行，严重时会损坏，在低电压运行时会停机，数字仪器会丢失数据，影响医疗数据不真实[4]。

1.5 噪声

包括射频、电磁干扰和其它各种高频干扰。产生原因：电磁波或高频波感应。噪声严重干扰医疗设备的正常运行。

2 供电网络负责的分析

公共供电网络的最低质量标准是由国家标准和相关管理法规保证，网络电能质量的监测和控制由供电部门负责。医院局域供电网络的电能质量监控是在市供电部门的指导下由医院配电部门共同负责。医院还承担的责任：一方面，医院电力部门要对市供电进入医院前的电能质量进行监测，同时对医院用电设备的用电情况进行监测，保证其运行时不会对公共供电网络造成污染。另一方面，要对医院供电网络进行全面监控，保障每台医疗设备的电能也符合国家标准，同时还要保证每台用电设备在运行期间不会对医院二能网络带来污染。医疗设备作用特殊，对其电能供应质量的监控主要由医疗设备技术部门负责。医疗设备技术部门根据实际状况，要求配电部门对医疗设备电能供应质量进行必要的控制。

2.1 供电网络监测点的建立

医疗设备种类繁多，数量极大，规格大小和用电规模千差万别。精密电子仪器，特别是数字式仪器要求医院供电网络电能质量极高，如果每台（套）都配备电能质量监测工具，医疗设备电能质量监测的成本将非常高，工作量将非常大，普通医疗部门无法承受。所以，可将用电属性（容性或感性）、规模相近、规格相似等对电能影响略同的医疗设备集中归属同一相电源上统一进行电能质量监测。由于大型电动设备在启动或停止瞬间对供电网络带来的影响和污染非常严重，干扰同线路其它医疗设备的正常运行。也可将大型设备的供电进行独立监测。还可将供电网络各级变电端点及各个供电支路和大型设备电能质量进行联网监测，集中分析，构成了医院医疗设备电能供应质量监测网络[5]。

2.2 电能质量监测网络职能

对大型电器设备用电情况进行独立监测，不仅能够发现供电网络电能质量对正常运行的大型设备的影响，而且能够发现大型设备运行时对供电网络的电能质量的影响，便于分清故障。各个端点，不仅能够在供电质量劣化时及时发现、提前控制，避免带来严重后果，而且能够记录原始数据和信息，特别是对事故的分析提供参考证据，明确责任。

3 医院供电电能质量监测技术的讨论

医疗设备电能质量监测技术研究分硬件与软件两个方面：软件是指对电能质量监测的规程、方法。软件的研究主要是通过对影响医疗设备正常运行的电能质量缺陷等诸多方面的研究，确定对医院电能质量监测的项目，通过监测项目参数性质的研究，确定这些项目数据的测量方法、操作规程、数据分析和检测结果；硬件主要为医疗设备供电电能质量监测规程和方法的实施提供的仪器。

目前由于没有硬件的支持，而且是初级阶段：我们按照国家标准，记录数据、分析数据、评估与处理，配合市供电部门对医院局域电网的调试和维护；我们对医疗设备电能质量的控制，主要局限于医院电能质量常见问题，如电压偏差（高或低）、电压波动、三相电压不平对称、电能的容性和感性等几个内容作为电能质量监控项目。电能的感性与容性的问题，普通电能感性与容性的相位差为0度时，即没有滞后或超前时为理想电能质量，但由于发电、输送、分流——直至用户用电器设备等都会影响电能质量变化。因此，不可能有理想质量电能，只能尽可能的逼近理想电能值，一般电器要求电容补偿达到92%～95%就可以了，而对于大多数医疗设备的仪器，精密等级高，要求在95%以上，并且要求相对稳定，这样给市供电部门、医院配电管理部门和医院供电技术付与更高的要求[6]。

4 结 论

对于其硬件还在研发阶段，目前已经生产出通用的电能质量检定仪，并广泛应用于公共供电网络电能监测的每个环节，但是通用电能质量检定仪检定的参数专业不同，要求不一样，规模与功率很大，检定仪的造价普遍较高，多数没有针对医疗设备电能质量的监测项目，不适用于医院供电网络电能质量的监测要求。由于医院医疗设备电能质量监控对医院医疗安全起关键性的影响，开展医疗设备电能质量监控研究具有深远意义，同时满足现代医学需要，所以非常迫切开发出一套性价比高，具备有线或无线联网功能，能够实施检测、记录医院供电网络电能质量缺陷并通过网络实现实时监测和控制，适用于医院医疗设备电能供应质量监测网络的专业监控仪。

[1]汤黎明,吴敏,于春华.医疗设备质量控制体系建立的探讨[J].解放军医院管理杂志,2008,15(1)：31-33.

[2]汤黎明,戚仕涛,全青英.医院供电质量对医疗设备质量保证的影响[J].医学研究生学报,2009,22(8)：847-850.

[3]GB/T15543-2008.电能质量：5-相电压允许不平衡度[S].2008.

[4]GB/T12325-2003.电能质量：供电电压允许偏差[S].2003.

[5]GB/T15945-1995.电能质量：电力系统频率允许偏差[S].1995.

[6]GB/T14549-93.电能质量：公用电网谐波[S].1993.