医疗电气设备的安全检修技术探讨

2021-04-09 04:08:00阜外华中心血管病医院李耀臻
电子世界 2021年15期
关键词:电气设备检修状态

阜外华中心血管病医院 陶 霖 李耀臻

医疗电气设备的安全检修技术需要在充分考虑电网安全、环境等要求下针对性分析设备运行可靠性和安全性的检修要求。而医疗设备运行过程当中不可避免地要让患者和带电设备相互接触,为了减少可能存在的安全隐患,也应对医疗电气设备的安全检修技术措施进行探讨,旨在为今后的工作提供参考依据。大量研究表明电气设备的事故是因为绝缘材料质量过低所导致,在电气设备的运行过程当中承受电、热等多重因素作用,使得绝缘性能裂化最终引起设备故障。对此,要进一步提升电气设备运行时的安全可靠程度,在寿命周期之内不产生严重故障。早期的故障后检修会产生各种不量后果,因此故障前安全检修工作的意义会更加突出。

1 医疗电气设备的安全检修

1.1 变压器检查监测

电力变压器是变电站的主要电气设备,并且在长时间的运行当中化合物会受到电场、水分和温度等多个方面的作用,逐渐劣化并引起故障。在一些绝缘局部场强集中的部位出现局部缺陷时(例如产生气泡)就会引起局部放电,且局部放电的直接结果就是对绝缘产生侵蚀和损伤。局部放电可以通过检测伴生高频、特高频电流脉冲、超声脉冲来进行诊断,并且由于电信号比较微弱,运行当中对于电磁干扰的判定则是抑制局部放电监测的主要方面。例如变压器内部产生局部放电情况,变压器中性点和外壳接地处安装线圈就可以完成电流脉冲的检测。综合来看变压器局部放电的监测方法包括脉冲电流法和超声检测法,两种方法的优势和劣势条件各有千秋,前者对于局部放电的检测结果非常出色,但外界电磁抗干扰能力较差;后者的外界电磁抗干扰能力出色,不过由于灵敏度的缺陷使得机构振动产生的影响较为明显。

在变压器的油中溶解气体在线监测方案当中,当前使用最为广泛,也最常见的方法是基于实验室分析所开展的油色谱法,利用现场的油样品进行实验评估,借助在线监测系统对设备的运行过程进行全方位监测与评估,并且将检验周期缩短至分钟级别,不会因为取样实验环节产生人工误差而影响到故障的判定。如三比值法就是基于实验数据获得的结果,故障准确率可以达到较高的水准。

油中微水含量的检测目的是为了对变压器绝缘强度进行判定。油中含水量与油绝缘强度密切相关。气体法、色谱法和库伦法都是常见的监测方法,在这些方法当中库伦法是应用最为广泛的技术措施。

绕组变形的监测过程通常会涉及到绕组的尺寸变化和形状变化,且这些变化是不可逆变化。出现异常状况后都会导致一些不对称的曲翘变形或匝间短路问题。绕组本身就是故障发生率较高的部分,绝缘解体大多也是因为绕组变形所引起。目前我们常使用SCI法作为判定的主要依据。

1.2 电容型设备故障检修

电容型结构的设备在系统当中占据了很大的比例,此时可以通过在线监测的方式来进行检修,例如三相不平衡法。该检修方法的基本原理是将三个电容型设备进行联系,如果三相电源电压对称且设备电容量保持相同,则说明中性点无电流;反之,但有设备出现缺陷问题时,则三相不平衡电流会出现在中心点区域。考虑到三相电源电压并不可能完全对称,再加上杂散电流的干扰,该方法在某些特殊环境下的准确率可能会受到影响。

1.3 红外诊断

电气设备的工作状态和热量之间密切相关,而红外监测诊断技术是目前比较成熟的在线监测技术。电气设备的热源类型众多,但运行过程可能出现的致热效应通常情况下不产生负面影响,除非是某个部位出现绝缘故障、性能劣化时,介质损耗加大会直接让局部致热效应提升产生故障问题。

红外诊断电气设备故障的基本方法是根据温度来进行判定,尤其是某些显示温度过高的部位按照相应的技术标准对设备故障等级与状态进行监测后,就可以确定设备负荷或其他环境温度条件产生改变情况下红外诊断的结果。例如环境温度低,设备的温度阈值虽然在国家标准的限定范围之内,但是在环境温度发生改变之后,设备会因此提升故障风险。对于不同类型的设备来说所使用的技术方法也有所差异,例如电流型设备多以相对观察法进行诊断,在对应测点温差计算之后,再确定百分比温升数据。这种诊断方法是一种横向比较法,通过同类设备的对比来对故障问题进行诊断。在必要状态下还可以使用纵向比较法,将检测结果和同一设备的红外热像图谱为参考依据建立结果档案,配合其它试验方法进一步来确定缺陷的性质,反映出设备的健康状况,为检修工作提供重要的数据基础。这说明非接触测温能够在某些高压或高温状态下仍然保持良好的监测工作性能,准确判断设备故障和潜伏故障的严重程度、故障区域与状态信息。

2 医疗电气设备状态检修

状态检修是基于电气设备的整体运行状况来进行状态评价、风险分析和检修决策工作,满足设备运行安全可靠的现实需求。特别是从安全角度来看,医疗设备很多会直接与患者接触,如果安全得不到保障,必然会因为各种因素导致人身伤害、设备损坏引起系统可靠性的下降。状态检修的核心在于对设备状态进行确定,并且将重点从检测转移到修理环节,以标准化的技术手段来降低设备的非计划停运率,做好各种缺陷设备的检测检修,将风险直接控制在根源范畴,保障设备的可用系数。从基本流程来看,包括对设备信息的收集、状态评估、风险评估和检修计划实施等环节,按照相应的技术标准确定风险问题和检修策略之后,再参考风险评估的结果综合地考虑电网发展、技术更新方面的要求,强化对于设备检修重要性的认知,如设备寿命周期内的计划等。

2.1 状态信息分析

状态信息分析的重点在于展开评价诊断工作确定不同状态下的使用过程。例如通过直接观察法就可以对某些小型电子设备和电气设备进行维修,包括设备磨损与错位状况,也包括电阻等电器是否具备故障。如果直接观察效果不佳,则进行电路分析。

根据电路原理,利用万用表和示波器等检测工具测量电压电流和电阻等参数之后,分析测得的参数是否与被测电路原理相符合,发现故障原因。如果要进行断电测量,先应该拔去电源插头确定被测电路当中的电源电压。使用欧姆表进行检测时,被测电路会产生瞬间或持续性电流,因此要注意测试笔所在电压的极性与测试回路电流大小。如果要测量元件的电阻、电容或电感等参数,则可以利用万用电桥。

2.2 检修决策与计划

检修决策以状态评价结果为基础并参考技术标准,此时需要对设备的检修情况和检修等级作出判定,尤其是设备有哪些正在开展的诊断性试验项目。

检修计划的制定则按照设备检修的决策结果来决定,包括定期状态检修计划和不定期检修计划,这些计划制定在确定检修时间和检修内容的基础之上,结合某些可靠性预控指标和配合要求做好编制,然后统筹考虑医疗电气设备的使用要求安排好检修计划。例如在确定设备电压时首先要确定是否为交流220V,如果电压不再正常范围则检查接线情况(极性问题、地线开路等),设备使用为稳压则测量输出电压,并且在后续的工作当中做好状态监测。

2.3 检修计划实施

检修计划实施过程会按照年度或季度的定期计划标准来实施,并且强化对于有关标准执行情况的监督和管理,特别是对于产生严重异常状态的设备来及时安排专业人员进行处理,或是开展现场的标准化作业。

例如,用于医疗场所的电气设备和装置具有非常明确和严格的要求,即便是很微小的电流通过人体也会直接危及生命。再加上部分患者长期使用医疗电气设备进行治疗,本身的皮肤电阻下降,在无意识、麻醉状态下可能无法察觉到一些不正常的反映,用于心脏治疗、其它重要脏器区域内工作的医疗设备如果产生漏电流等安全风险事故,后果不堪设想。因此在检修计划环节,首先要安装一些保护和测量装置,并且评估怎样的检查或是治疗方法会产生怎样的结果。电气设计的专业人员对医院内部的工作环境应了如指掌,尤其是保护装置的设置。因而医疗场所需要的电气系统配置应该参考国家标准。

例如,一类电气场所在检查和治疗环节会接触电气设备的外科,即便导电部分出现短路、接地故障后,断电对于患者不会产生危害;二类电气场所有独立系统的医疗电气设备,如果外露导电部分产生短路、接地故障,检查中断可能会直接危及患者生命,此时就应保障设备的连续治疗要求,也应使用局部医疗状态评估系统,如某些外科手术室等。在这些二类应用场所当中就应该使用单相隔离变压器,确保其在不平衡负载甚至是初始侧产生故障的前提下不会产生过电压,绝缘电阻和绝缘强度等也满足技术标准。

由于传统的电流保护器已经无法满足要求,各种类型的新技术开始产生,其中代表性较强的就是剩余电流监视系统技术。该技术的核心在于应用单相或三相中性点接地来监视电流泄漏情况。如果下游电路有漏电信号问题,那么电流互感器会采集每一个支路的信号信息,将其传输到电流评估仪,最终可以在系统上呈现出这些关键信息。

结语:医疗电气设备在特殊的工作环境下有着更高的系统要求,为了避免潜在风险对患者的不利影响,需要更加稳定的检修技术及时对电气设备进行检查维护,从根源上预防各类安全事故。在后续的工作实践当中,除了要正确使用电气设备之外,工作人员还应该对可能出现的问题进行评估和控制,包括对地泄漏电流、电阻绝缘故障等,在电气化程度不断提升的前提下为场所内的各项工作提供安全的电源保证。

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