医疗设备供电不良引发的故障处理三例

应辉志

(台州骨伤医院 设备科，浙江温岭317500)

医疗设备供电不良引发的故障处理三例

应辉志

(台州骨伤医院 设备科，浙江温岭317500)

本文简述了电源对医疗设备的重要性，并介绍了三例由于供电问题引起的故障维修过程。

零线；三相UPS；配电室；电涌；避雷器；接地线；肌电图；零地电压

1 电源断零引起的信息中心UPS故障

1.1 故障处理：某日信息中心新装空调时电工带电接线，突然听到服务器机柜内炸响声，机房UPS随即停机，信息中心的设备全部停电。

从故障发生的经过来看，明显与电工的接线操作有关。于是先检查电工接线的配电柜，未发现有明显的损坏痕迹，测量电源电压也正常。观察到UPS还处于报警状态，在切除交流电源及电池后关机重开，UPS自检正常，输出测试正常，带假负载测试也正常，再带正式负载服务器交换机测试也基本正常。至此可确定UPS尚好，但检查发现负载中有几台交换机和服务器不能开机，拆开后发现其内部电源压敏保险均已烧坏，予以更换后测试正常。经询问得知，此次接线时电源取入点为避雷器回路的火线与UPS电源回路的零线，当时接线时是先接火线后接零线，而故障就在断开UPS回路零线、准备跳线时才发生的。

图1 机房电源接线图

1.2 故障分析与经验总结：综合分析以上情况，可得出此次故障应该是UPS进线的零线断开所致，而根据分析，三相UPS在工作中是不能断开零线的。如图2所示，如果在UPS逆变供电时零线断开，由于逆变器的工作，此时UPS输出电压还是稳定的，不会受负载影响。但如果UPS转市电旁路供电时零线断开，此时UPS的三路输出就失去中性点，三相输出电压会因各相负载的不平衡而产生零点漂移，如果负载严重不平衡时，就会出现某路输出电压过高而导致该路中的设备损坏。

信息中心UPS型号为台达GES203H3，它是一款20KVA的三相UPS。推测当时的情况，很可能是在拧松零线时零线回路有瞬间的接触不良，而UPS则可能因此而出现内部故障再导致报警停机，在UPS报警停机后旁路系统自动接通转为市电输出。另外，UPS的负载经实测过三相分别为5A、6A、1A，很不平衡，这样在几个因素共同作用下最终导致了本次故障发生。

因此，为避免此类故障出现，首先应尽量平衡输出负载，严重不平衡的负载不但会导致UPS负载能力下降，如果在本例特殊情况下还会引起后端设备损坏。其次，在机房内绝对不能随意接线或改变电源线路，也不能以为有了UPS就可以随便停电，毕竟机房的信息安全才是我们最需要保证的。

2 停送电引起的DR故障

2.1 故障处理：一次配电室发电结束后，在放射科设备尚未关机时就切断发电总开关并合上市电总开关。在此间DR机房内传出一声爆响，同时整个放射科停电。

检查发现该DR的电源开关跳闸，前级的总电源开关也跳闸。因不清楚故障的范围及原因，为避免可能的进一步损坏，暂不送该DR电源。拆开DR高压柜检查，发现机柜内开关跳闸，DR输入电源板烧坏，上面元件炸飞数个。拆出电源板后发现压敏烧坏数个，电容烧坏数个，板子烧黑严重。由于此板相对比较简单，拆掉损坏元件后用酒精清洁线路板，再测量得其余元件尚完好，这样经更换损坏元件后带模拟负载测试正常，最终上机测试也正常。

图2 UPS接线示意图

2.2 故障分析与经验总结：电网的电不是纯净的正弦波，在电网上充斥着由于各种因素而出现的瞬态过电压，其也称电涌。其中最重要的原因是雷击过电压和操作过电压，雷击过电压一般由感应雷引起，操作过电压则多是在电网回路中由于分合负载而产生，尤其在切断大电机或长线路负载时，由于回路中原有的电磁能不能即时消失，其能量会在线路上产生严重的电涌。

因此，在电网中需配有多级避雷器以作保护。配电室高压侧一般在开关上对地并接有高压避雷器，以吸收高压开关分合时产生的过电压。在低压侧也需安装避雷器作保护，一般接在配电室低压母线和电容柜以及一些二级配电柜内。除了变配电网设备，到了最终用电设备这一级，一般也在其电源部分设计有压敏作进一步保护。如果配置合理，经过这三级的保护，设备电路受到的电涌冲击就不会太大，但如果某一级有问题或配置不合理，就可能引起用电设备故障。

由于此次的故障是在配电室操作时产生的，于是先检查配电室内的避雷器情况，发现发电回路竟未接避雷器，而且配电室内有一路变压器也无避雷器。这应为明显的安装设计缺陷，对此，在相应回路加装数个避雷器以作保护。

为保证以后不出现类似问题，除做好上述技术性方面工作，还从配电室制度出发作了进一步规定，要求每次有计划操作时尽量通知放射科等重点科室，而科室在接到通知后则需尽量关掉设备以避开此次配电操作时可能带来的危害。

图3 肌电图示意图

3 接地线不良引起的肌电图故障

3.1 故障处理：一台肌电图机，测量系统框图如图3所示。科室反映干扰很大，经实际观察，在测体感诱发及运动传导时干扰尚不明显，但在人体同心针测量时特别严重，静态时可观察到屏幕上有较明显的杂波。

询问操作者得知此机曾因干扰做过重复接地，但接地后干扰问题仍未解决，在摩托车经过时杂波表现非常严重。由于此故障明显为干扰所致，检查接地体和设备电源进线，未发现明显不良点，但却发现电源插座零地电压过高，有时高达15V以上。检测旁边另一相插座零地电压却为0V，改此插座供电后，信号质量有了一定的改善，但仍不理想。

接下考虑接地线是否有问题，观察当时做的重复接地线，虽然用的是4平方多股线，但由于房间及周边条件限制，在布线时拐了不少弯，加上房间内的走线总长度已超过30m，这样线路的高频阻抗很高。针对此问题将重复接地线断开，仅用电源地线，此时在做肌电图时信号又有了改善，但还有一定干扰。咨询厂家得知像肌电图这种高灵敏设备最好做一个屏蔽室，如果没有条件也可以在房间周围的大面积接地体上接地线。这样最终在房间窗户上的防盗窗上接上重复接地线，地线长度在4m左右。接好地线后试机，发现效果非常好，此时的静态波形几乎一直线，只有隐隐约约很弱的交流干扰波了，并且室外摩托车经过时的干扰也很弱了。

3.2 故障分析及经验总结：肌电图是典型的高灵敏仪器，肌电信号低至微伏级，因此对信噪比要求非常高。而零地电压过高对敏感电子设备的工作将有严重的干扰，很多精密设备都要求将零地电压控制在2V以内，过高的零地电压不但会引入额外干扰，并且在严重时会损坏其硬件电路。

另外，接地线的低频阻抗合格并不代表高频接地阻抗也合格，接地线按正规要求需用足够截面积的编织带或多股导线，并且走线尽可能短。而原接地线是曲折的30m长4平方多股线，如用于为交流50Hz提供通路是合格的，但作为抗干扰地线时它的走线就显的过长过曲，造成高频阻抗过大，根本不能降低干扰，反而干扰了设备的工作。

[1]钟景华.医疗电子设备接地问题探讨[J].智能建筑电气技术,2006.5 11-16.

[2]郭云松,张子东,姚淳,郭祥玉.电磁兼容中的接地技术[J].电源技术应用,2002.Z1 22-25.

[3]冯国杰，陈卫权. 医疗电子设备的接地系统[J].医疗装备，2003,16(12)：23-24.

2014-03-31

R197.39

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1002-2376(2014)09-0084-03