医用隔离电源及其在医院的应用

崔志凯

（山东省济宁市汶上县人民医院，山东 济宁 272501）

0 引言

近年来，随着医疗技术的迅猛发展，电子电气相关医疗设备在医院中的应用越来越广泛，各类疾病治疗也越来越依赖医疗电气设备[1]。人们对医院医疗环境提出更高要求，传统的建筑、电气等设计已难以充分保障其人身安全。患者及医务人员已深陷医疗电子仪器、设备包围之中，潜在漏电流风险显著升高，特别是手术或麻醉状态下的患者，体内连接着各种电极和传感器，一旦有极微弱的漏电流通过患者心脏，可致其触电死亡[2-3]。我国大部分医院仍使用TN-S 配电系统，金属性短路故障较多，易引起断路器或熔断器工作，医院病房停电[4]。医用隔离电源系统供电距离相对缩短时供电安全、可靠性更高，在连续供电要求严格场所应用价值高。

1 医用隔离电源系统

医用隔离电源系统简称医用IT 系统，是将隔离变压器、绝缘监视仪以及报警终端三个部件联合构成的电力系统。I 是指电源一侧未进行工作接地或未经高阻抗接地；T 是指负载一侧连接的设备进行接地保护[5]。简单地说IT 系统就是利用隔离变压器将TN 供电转化为不接地的IT 供电，隔离变压器起主要应用的功能，绝缘监测仪的设置是为了实现整体绝缘水平的在线实时检测，以确保医用IT 系统的长期稳定性。一般情况下，对供电稳定要求高、不允许停电的场所或者需严格连续供电的场所多采用IT 系统。

根据国家标准《建筑物电气装置》中特殊装置或场所的医疗场所要求，可分为0～2 类场所[6]，0 类场所为人体不直接接触医疗电气设备的场所，如门诊室、候诊室、推拿室等；1 类场所为人体接触医疗电气设备但断电不会影响诊疗或造成生命危险的场所，如病房、X 光室等；2 类场所则为人体直接接触医疗电气设备且电源中断危及患者生命健康的场所。医院麻醉室、手术室和重症监护室等在医疗场所划分中均属2 类场所，故必须使用医用IT 系统。国际和国家众多标准认定提出，医用隔离电源供电系统的使用是可靠保障医疗场所供电、用电安全的关键。

2 医用IT 系统的组成与功能

国际电工协会（IEC）规定，医用IT 系统须包括隔离变压器、绝缘监视仪、外接报警显示设备、电流互感器以及专用电源。如图1 所示。

图1 医用隔离电源系统组成图

隔离变压器：即输入绕组和输出绕组带有电气隔离的变压器部件。变压比1：1，其初级线圈匝数与次级相等[7]。变压器的隔离主要是将原副边绕组线圈各自的电流进行隔离，以避免带电体和地同时触及所造成的危险。因次级不接地，输出电压不以大地作为参考端，大地和次级任意一根线都不存在电位差，且初级和次级线圈之间高度绝缘，人体仅接触变压器次级线圈任意一端无生命危险，从而保证使用安全。但值得注意的是，人体同时接触次级线圈两端，通过的交流电为220 V，仍存在生命危险[8]。

绝缘监视仪：该部分是在线实时检测直流电源系统中支路和母线绝缘状态，并进行管理的一种装置。一旦电源系统发生绝缘相关故障，或者隔离变压器中绕组、负荷电流温度超过限定值，绝缘监视仪可立即检测故障并由外界报警显示设备显示出来，以便维修。

报警显示设备：医用IT 系统中的外接报警显示设备通常安装在护士站。当仪器设备绝缘电阻达不到设定值或者变压器负载超限，都会发出报警声显示故障。医护人员及时查看可明确故障位置，实施应急方案，同时通知有关部门加紧维修处理。

电流互感器：包括绕组和铁芯两个部分，工作原理为电磁感应原理。电流互感器主要作用在于配合绝缘监视仪，实时监测医用隔离变压器负荷情况。

专用电源：专用电源在整个医用IT 系统中为外接报警显示设备提供20 V 直流电[9]，故而也是报警显示仪专用电源。

3 医用IT 系统作用及应用必要性

医用隔离电源系统在医疗场所的应用主要有以下几点作用。

（1）实现医疗设备供电连续性。由于医用IT系统与大地不构成回路，医疗设备在发生漏电故障时只会出现极微弱的容性漏电流，对人体无危害，同时也不会造成电路保护装置动作，从而确保医疗场所连续性供电。

（2）提高配电系统防火安全性。TN-S 配电系统在使用中易发生短路、断路、漏电等故障，从而引发火灾，医用IT 系统的应用极大地降低了这一风险，有利于提高医院配电系统防火安全性。

（3）保障患者与维修人员人身安全。患者与各类医疗设备直接接触，于麻醉状态下防卫能力丧失或降低，漏电流通过各种电极、传感器或管路进入心脏时即对患者生命构成重大威胁。医学研究表明，10 μA 电流经过患者心脏就可造成触电死亡，也称作“微电击”[10]。医疗设备或配电出现故障需要检修维护时，维修人员有时需在通电条件下触及元器件等，而医用IT 系统不与大地形成回路，所以避免了触电，极大地确保了维修人员的人身安全。

如上所述，医用隔离电源系统在医院场所中的应用具有必要性。医用IT 系统在医疗环境中应用优势众多，有效地确保了医疗场所的正常供电和电气设备的正常运行。即使医疗电气设备出现绝缘故障，其电源中性点与地面无连接，也只会产生微小漏电流，空气开关等电路保护装置也不会因此进行动作切断供电，可避免手术室发生突然断电事故，对医院连续性供电、手术患者生命安全意义重大。医疗特殊场所使用呼吸机、除颤仪、麻醉机、透析设备、心肺机以及体外循环设备等对供电要求极为严格，因此必须使用连续配电系统。

4 结束语

医用隔离电源系统因配置了隔离变压器极大地提高了用电安全性，实现了连续性供电，是医院等特殊场所重要的安全电源。医用隔离电源对各种医疗电气设备的使用安全以及患者、医务人员、维修人员人身安全有较高的保障作用，同时具有较高的实用价值。