Медицинская система it что это
Медицинская система IT.
Согласно инструкции РТМ-42-2-4-80 и ГОСТ 50571.28-2007 в медицинских помещениях Гр.2 для питающих цепей медицинского электрооборудования и систем обеспечения жизнедеятельности пациентов, хирургического назначения и другого электрооборудования, расположенного «в окружении пациента» должна использоваться медицинская система IT и применяться медицинские разделительные трансформаторы с системой контроля изоляции, температуры, величины нагрузки и регламентированной светозвуковой сигнализации.
Преимущества IT сети (сети с изолированной нейтралью)
Рис. 1. Сеть с изолированной нейтралью.
3. Пожаробезопасность. При первичном пробое изоляции ток замыкания ничтожно мал и нет опасности искрообразования. Это чрезвычайно важно в помещениях с медицинскими газами, горючим напольными покрытиями (операционные), при наличии воспламеняющейся угольной, древесной, зерновой пыли или паров нефтепродуктов.
4. Повышенная надежность работы электрооборудования. Разделительный медицинский трансформатор с заземленным экраном является эффективным помехоподавляющим фильтром и обеспечивает создание «выделенной» сети электроснабжения для систем жизнеобеспечения.
5. Удобство техобслуживания. Система контроля изоляции, температуры и тока нагрузки позволяет своевременно обнаружить и диагностировать неисправность электросети. Таким образом, первичное повреждение изоляции не останется незамеченным для персонала.
Суммируя вышесказанное, если сравнивать уровень безопасности, то IT-сеть обладает гораздо большей степенью безопасности по сравнению с TN-сетью. К пациенту во время процедур и операции подключены множество приборов. Повреждение изоляции в сети с глухозаземленной нейтралью может привести к поражению электрическим током или к отключению питания, что недопустимо для безопасности пациента и персонала. В то же время, первичное нарушение изоляции в IT- сети переводит ее в разряд сети с глухозаземленной нейтралью, но при этом не происходит поражение электрическим током и отключение питания.
ИТ-системы в современном здравоохранении
Больницы и учреждения здравоохранения являются неотъемлемой частью нашего общества. В больницах лечат больных и сохраняют наше здоровье, используя лучшие медицинские знания и практику. Больницы все больше используют передовые технологии от управления операциями до ведения документации и даже диагностики, и ИТ-системы помогают врачам и медсестрам совершать подвиги.
Цифровая трансформация все изменила
В здравоохранении, как и во многих других отраслях, цифровая трансформация была стремительной. Современное медицинское оборудование подключается к сети, ввиду чего ИТ-инфраструктура становится неразрывно связанной с повседневными процессами в сфере здравоохранения, в том числе лечением пациентов. Это повысило эффективность и качество лечения. Однако цифровизация чревата новыми ловушками. Сегодняшние больничные ИТ-сети с таким количеством новых подключенных устройств имеют больше потенциальных точек отказа, чем когда-либо прежде.
Здравоохранение и пандемия
Когда к обычному потоку пациентов добавились больные коронавирусом, нагрузка на системы здравоохранения выросла. Согласно отчету ONS из-за ограниченной доступности лечения или его отсутствия лечения пострадало 42% пациентов.
Речь теперь не идет о планах долгосрочного развития или преобразованиям к 2030 или 2040 гг. — все нужно здесь и сейчас. Устаревшее оборудование, в том числе ИТ-системы, мешают медицинским специалистам сосредоточиться на основных задачах. Многие системы поддерживают ключевые процессы от клинических исследований до сопровождения терапии. Поэтому сбои сети в учреждениях здравоохранения недопустимы.
Анатомия современной медицинской инфраструктуры
В основе всех ИТ-систем здравоохранения, как и любых других, лежит хранение и передача данных. Большинство, если не все, медицинские устройства Интернета вещей используют данные и информацию, доступные через различные точки в больничной сети. Например, радиологу обычно требуется доступ к результатам рентгенологических обследований пациента, чтобы просматривать снимки, которые были автоматически загружены в систему аппаратом МРТ.
Для обеспечения такой степени интеграции в большинстве больниц есть так называемый центр интеграции. Это центральный коммуникационный центр, который надежно хранит информацию и данные и предоставляет их по требованию. Этот центр можно сравнить с центральной нервной системой больницы, обеспечивающей все коммуникации по сети. В более крупных больницах центр интеграции работает с несколькими другими независимыми системами данных, такими как система для передачи и архивации изображений (PACS), радиологическая информационная система (RIS) и лабораторная информационная система (LIS). Интеграция с этими системами обеспечивает хранение информации в правильных сегментах сети.
Что такое PACS
По сути PACS — это платформа для хранения изображений и обмена ими. Устройства для визуализации (англоязычные специалисты по медицинской технике называют их modality) позволяют делать все виды визуальных исследований: рентгеновские снимки, ультразвук, компьютерная томография и т.д. Эти изображения долгосрочно хранятся в центральном репозитории, откуда их можно получать, передавать их на другие рабочие станции и устройства. Этот центральный репозиторий и называется PACS.
Изображения важны для диагностики и лечения всех видов болезней и травм, поэтому PACS является критически важным инструментом современного врача. Подробнее об этом – в нашем докладе по мониторингу ИТ в здравоохранении.
В типичной больничной сети PACS подключается к устройствам визуализации, радиологической информационной системе и центру интеграции. PACS находится в центре многих рабочих процессов, связанных с радиологией, а значит, проблемы с PACS могут критично сказаться на лечении пациентов.
В случае проблем с хранением изображений или доступом к ним многие процессы в больнице нарушаются. ИТ-специалисты должны организовать систему мониторинга и предупреждения о потенциальных проблемах PACS. Вот четыре аспекта работы PACS, которые нужно отслеживать.
1. Оборудование
Поскольку PACS, в первую очередь, система хранения, она требует дискового пространства. За этим нужно следить: установить пороговые значения, генерировать предупреждения, если места на хранилище мало. Необходимо контролировать параметры работы серверов и СХД: отслеживать признаки аппаратных сбоев (перегрев, дефицит оперативной памяти и т.д.)
2. Задержка операций чтения/записи для PACS и хранилища
PACS постоянно сохраняет изображения в хранилище и загружает их. Сюда входят такие задачи, как подготовка к загрузке, краткосрочная передача, долгосрочная передача и многое другое. Задержки обращений PACS к системе хранения на чтение и запись должны быть минимальны, чтобы не замедлять работу всей системы. Рекомендуется отслеживать эту задержку и устанавливать пороговые значения.
3. API и файлы журналов PACS
Многие PACS предоставляют API для доступа к информации о работоспособности и состоянии компонентов, и почти все такие системы создают файлы журналов. Обычно API PACS может предоставить данные по текущей производительности приложений и метрики, такие как количество полученных запросов DICOM, количество ошибок и статус обработки внутренних запросов. Получать эти показатели через соответствующий API можно в системе мониторинга сети (например, с помощью запросов REST, если API предоставляет интерфейс RESTful), можно генерировать предупреждение при выходе значений за пределы допустимых диапазонов.
Журналы содержат сведения о таких сбоях, как неудачные попытки аутентификации или внутренние сбои PACS. Рекомендуется регулярно проверять журналы с помощью системы мониторинга на предмет потенциальных проблем.
4. Интерфейсы
PACS занимает центральное место в ИТ-инфраструктуре типичной больницы и имеет интерфейсы для взаимодействия с множеством систем и устройств, таких как радиологическая информационная система, устройства визуализации и многое другое. Нужно внимательно следить за этими интерфейсами.
Существует два основных протокола для связи между медицинскими системами, которые можно использовать для мониторинга интерфейсов.
· DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine): используется для хранения, извлечения и передачи цифровых медицинских изображений, например между PACS и устройствами визуализации, рабочими станциями. Чтобы проверить состояние интерфейсов DICOM, можно использовать функцию C-STORE для проверки возможности сохранения изображения и запросы C-MOVE и C-FIND для проверки передачи изображений.
· HL7 (Health Level 7): обмен другими данными между системами, такими как данные пациентов, результаты тестов и т.д., в основном осуществляется с помощью HL7. Если сообщения HL7 передаются неправильно или не полностью, это может вызвать задержки или проблемы в других системах. Рекомендуется отправлять тестовые сообщения HL7 и проверять успешность их передачи и полноту информации. Это можно сделать с помощью программного обеспечения для мониторинга, поддерживающего HL7.
· Пользовательский интерфейс: для запроса данных из PACS на рабочей станции часто используются веб-интерфейсы. Чтобы обеспечить удобство работы пользователей, администраторы должны контролировать скорость отклика и доступность этих интерфейсов.
Как ИТ-администраторы разбираются во всем этом?
Когда речь идет о работе больницы и уходе за пациентами, правильное устранение неисправностей очень важно. Однако это не значит, что контролировать нужно абсолютно все. Правильнее утверждать, что ИТ-администраторы должны сосредоточить внимание на четырех ключевых компонентах инфраструктуры больницы.
1. Цифровое медицинское оборудование
Многие медицинские приборы теперь подключены к сети и могут отправлять и получать данные. В этом есть преимущества: за этими устройствами можно наблюдать в той же сети. В чем подвох? В том, что медицинские приборы не предлагают таких же возможностей для мониторинга, как другие устройства IoT, поэтому вам понадобится специальный инструмент мониторинга для них.
2. Центр интеграции
Центр интеграции — это коммуникационный узел для всей сети. Поэтому надо обязательно следить за ним внимательно. К счастью, большинство серверов центра интеграции предлагают API-интерфейсы, которые удобно использовать для получения данных о производительности сервера и его мониторинга.
3. Взаимодействие между медицинскими системами
Если подключенные устройства не могут обмениваться данными с механизмом интеграции, они совершенно бесполезны. ИТ-администраторам необходимо внимательно следить за тем, как устройства обмениваются данными, и обеспечивать, чтобы они использовали правильные протоколы.
В больничной ИТ-инфраструктуре для этого требуется инструмент мониторинга, который способен понимать медицинские протоколы, такие как протоколы DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) и HL7.
4. Традиционные ИТ-системы
При приобретении новых медицинских приборов важно не упустить из виду обычные устройства, такие как маршрутизаторы, коммутаторы и серверы. Отказ сервера или сбой сети могут иметь такие же катастрофические последствия, как и отказ медицинского прибора. По этой причине важно иметь возможность быстро анализировать данные с традиционных устройств наряду с показателями медицинских устройств. В случае сбоя это позволяет ИТ-персоналу локализовать и решить проблему в кратчайшие сроки.
Максимальная надежность в любое время
Когда речь идет об ИТ в сфере здравоохранения, администраторы обязаны обеспечивать высочайшую степень надежности круглосуточно и без выходных. От этого зависят человеческие жизни и защита конфиденциальной информации.
К счастью, обладая необходимыми инструментами, опытом и оборудованием, ИТ-персонал больницы может справиться со всеми вызовами. Позвольте врачам и медсестрам сосредоточиться на самом важном. Сохранении нашего здоровья.
Медицинская система it что это
Развитие новой медицинской техники и технологий заставляет проектировщиков всё больше внимания уделять безопасности электропитания медицинских учреждений, так как пренебрежение этим требованием может нанести непоправимый вред пациентам.
Кроме того, к особенностям электроснабжения чувствительна дорогостоящая импортная аппаратура, ради которой иногда приходится менять схему электропитания здания.
Константин Витальевич Зеленский приводит базовые условия, которые по действующим нормам учитываются при проектировании и монтаже систем электроснабжения больниц, клиник и т.п.
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИНСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
МЕДИЦИНСКАЯ СИСТЕМА IT
МЕДИЦИНСКИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
ПОСТ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ МРТ
ИБП ДЛЯ ГАРАНТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
ЗАЗЕМЛЕНИЕ И УРАВНИВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ В ОПЕРАЦИОННЫХ
 |
© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна
Рекомендации по проектированию систем электроснабжения медицинских учреждений
В настоящее время с развитием новых методик в медицине и обновлением медицинского оборудования на современное, построенное на базе микропроцессорной техники, всё больше внимания уделяется качеству и безопасности электропитания медицинских помещений, так как недооценка обеспечения требований по безопасности и качеству электропитания может привести к нанесению непоправимого вреда для пациентов. Необходимо отметить, что ущерб жизни и здоровью пациента может наступить как в результате прямого поражения электрическим током, так и выхода из строя ответственных систем жизнеобеспечения. Кроме этого, некоторые медицинские учреждения при закупке импортного оборудование не соотносят его требования по качеству электропитания с существующей в медицинском учреждении электросетью. А между тем, европейские и американские стандарты электроснабжения существенно отличаются от российских. Для подключения дорогостоящего импортного оборудования зачастую приходится не только менять схему электропитания в реконструируемом здании, но и устанавливать дополнительное электрооборудование. Задачи построения систем электроснабжения медицинских учреждений и выбора электрооборудования относятся к важнейшим и ответственным мероприятиям.
До настоящего времени, в связи с недостаточной нормативной базой, проектирование систем электропитания медицинских помещений вызывало определенные трудности.
Основными отечественными документами, регламентирующими проектирование и работы по силовым сетям питания медицинских учреждений, были:
6. В настоящее время выпущен ГОСТ 50571.28-2006 (МЭК 60364-7-710-2002). Электроустановки зданий часть 7-710 Требования к специальным электроустановкам. Электроустановки медицинских помещений.
Рассмотрим основные моменты, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения медицинских учреждений.
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕДИЦИНСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
Все электрооборудование разделяется по классу защиты на:
По уровню электробезопасности классы имеют принципиальное различие. Так, например, для электрооборудования с классом защиты «0», при повреждении изоляции защитного отключение не происходит и возникает опасность попадания человека под высокое напряжение. При классе «1» в случае повреждения изоляции и замыкании сработает защитное отключение с помощью автоматического выключателя или УЗО.
В медицинских помещениях используется следующие основные виды защиты от поражения электрическим током. При прямом прикосновении это:
1) основная изоляция;
2) размещение оборудования вне зоны досягаемости;
Примечание. В медицинских помещениях не допускается применение в качестве основной меры электрозащиты различные ограждения и барьеры.
В качестве дополнительной меры защиты в случае повреждения основных видов применяется УЗО с номинальным током не более 32А и дифференциальным током срабатывания 30 мА для оконечных потребителей и 100 мА для групповых потребителей.
Примечание. УЗО допускается применять только в медицинских помещениях группы «0» и «1» и не допускается его применения в медицинских помещениях группы «2» для аппаратов, используемых для поддержания жизнеобеспечения пациентов.
От косвенного прикосновения при повреждении изоляции электроустановки в качестве защиты используется:
1) автоматическое отключение. В TN-сети в качестве защитной меры используется присоединение открытых токоведущих частей к глухозаземленной нейтрали трансформатора (зануление);
2) организация IT-сети, т.е. системы с изолированной нейтралью. Основной защитной мерой является невозможность возникновения в IT сети токового контура, при повреждении электроизоляции. Это достигается за счет использования разделительного трансформатора. Разделительный трансформатор в IT сети должен быть оборудован устройством контроля изоляции и заземленным экраном между первичной и вторичной обмотками;
3) применение системы уравнивания потенциалов.
Согласно ГОСТ 50571.28-2006 все медицинские помещения по мерам защиты от поражения электрическим током можно разделить на три группы:
В помещениях Гр0 происходит автоматическое отключение в случае первого нарушения изоляции и короткого замыкания.
В помещениях Гр1 происходит автоматическое отключение в случае первого короткого замыкания на открытые токопроводящие части или при регистрации токов утечки, а также при перебоях электропитания.
К помещениям группы 1 относятся, например, физиотерапевтические, процедурные, рентгеноскопические и гидротерапевтические помещения (согласно ГОСТ 50571.28-2006 приложение «В»).
Основные защитные меры, применяемые в помещениях Гр1:
— УЗО (устройство защитного отключения) с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30 мА;
— БСНН (безопасное сверхнизкое напряжение);
— ЗСНН (заземленные системы безопасного сверхнизкого напряжения);
Примечание: в системах БСНН и ЗСНН номинальное питающее напряжение электроприемников не должно превышать 25В переменного тока (среднеквадратичное значение) или 60В постоянного тока (без пульсаций).
— система уравнивания потенциалов;
В помещениях Гр2 не происходит автоматическое отключение в случае первой неисправности изоляции и короткого замыкания на корпус или открытые токопроводящие части, а также при регистрации токов утечки и перебоях электропитания.
Согласно ГОСТ 50571.28-2006 приложение «В» к помещениям Гр2 относятся: операционные, реанимационные, помещения интенсивной терапии, анестезиологические кабинеты, комнаты подготовки к операции, послеоперационные палаты, травматологические кабинеты, помещения для недоношенных детей.
Основные защитные меры в помещениях Гр2:
— Медицинская система IT;
— Применение разделительных трансформаторов с системой контроля изоляции, тока и температуры;
— аварийное эл/снабжение. Например, должно обеспечиваться аварийное освещение не менее 50% светильников;
— источники бесперебойного питания со временем переключения не более 0,5 сек./p>
— УЗО с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30 мА должны использоваться только в цепях, питающих флюорографические установки.
МЕДИЦИНСКАЯ СИСТЕМА IT
Медицинская система IT- электрическая система IT, в которой соблюдены особые требования для медицинских помещений.
Согласно инструкции РТМ-42-2-4-80 и ГОСТ 50571.28-2006 в медицинских помещениях Гр2 для питающих цепей медицинского электрооборудования и систем обеспечения жизнедеятельности пациентов, хирургического назначения и другого электрооборудования расположенного «в окружении пациента» должна использоваться медицинская система IT и применяться медицинские разделительные трансформаторы с системой контроля изоляции, температуры, величины нагрузки и регламентированной свето-звуковой сигнализации.
Преимущества IT сети (сети с изолированной нейтралью)
3. Пожаробезопасность. При пробое изоляции ток повреждения ничтожно мал и опасность возгорания практически отсутствует, что важно в помещениях с горючими материалами и медицинскими газами.
4. Повышенная надежность работы электрооборудования. Разделительный медицинский трансформатор с заземленным экраном является эффективным помехоподавляющим фильтром и обеспечивает создание «выделенной» сети электроснабжения для систем жизнеобеспечения.
5. Удобство техобслуживания. Система контроля изоляции, температуры и тока нагрузки позволяет своевременно обнаружить и диагностировать неисправность электросети.
Суммируя вышесказанное, если сравнивать уровень безопасности, то IT-сеть обладает гораздо большей степенью безопасности по сравнению с TN-сетью. К пациенту во время процедур и операции подключены множества приборов. Повреждение изоляции в сети с глухозаземленной нейтралью может привести к поражению электрическим током или к отключению питания, что недопустимо для безопасности пациента и персонала. В то же время, первичное нарушение изоляции в IT- сети переводит ее в разряд сети с глухозаземленной нейтралью, но при этом не происходит поражение электрическим током и отключение питания.
Свойства медицинской IT-сети.
В медицинских помещениях Гр2 IT-сеть должна быть использована для цепей, питающих медицинское электрооборудование, предназначенное для поддержания жизненных функций пациента и проведения операции. При построении медицинской IT-сети должны соблюдаться следующие условия:
1. Для каждой группы помещений со схожими предназначениями необходима, как минимум, одна медицинская система IT.
2. Система IT должна быть оборудована устройством непрерывного контроля изоляции со следующими специальными требованиями:
а) внутреннее сопротивление по переменному току должно быть не менее 100 кОм;
б) измерительное напряжение не должно превышать 25В постоянного тока;
в) максимальное значение измерительного тока, даже при возникновении повреждения, не должно превышать 1 мА;
г) в систему должно быть встроено устройство для проверки сопротивления изоляции и предусмотрена индикация о понижении сопротивления до 50 кОм;
д) для каждой медицинской IT системы требуется устройство для световой и звуковой аварийной сигнализации (с возможностью отключения последней).
3. Каждая медицинская система должна питаться от отдельного источника питания
Медицинская IT-сеть в помещениях Гр2 должна обладать следующими свойствами:
1. Повышенная степень изоляции, обеспечивающая высокую безопасность и надежности IT-сети для эл/питания медицинского оборудования.
2. Непрерывность эл/питания медицинских помещений для обеспечения безопасности жизни пациентов, т.е. не должно происходить автоматического отключения в случае первой неисправности изоляции и короткого замыкания на корпус.
4. Система IT должна быть оборудована системой оповещения таким образом, чтобы обеспечивался звуковой и визуальный сигнал.
Защита в медицинских помещениях Гр2.
1. С целью обеспечения максимальной электробезопасности инструкцией РТМ-42-2-4-80 и ГОСТ 50571.28-2006 предписывается использование специальных медицинских разделительных трансформаторов с системой контроля изоляции, тока и температуры.
Медицинские разделительные трансформаторы относятся к специальным трансформаторам, обеспечивающим повышенную электробезопасность и надежность электроснабжения медицинского оборудования.
В отличие от помещений Гр0 и Гр1 для Гр2 классическая дополнительная защита от поражения электрическим током при прямом прикосновении к опасным токоведущим частям с использованием дифференциальных устройств в виде УЗО является не только недостаточной, но и недопустимой. Следовательно, для защиты пациента и персонала при проведении операций применяются разделительные трансформаторы с экранирующей обмоткой и устройством контроля параметров сети: изоляции, температуры и тока нагрузки.
2. Для своевременного обнаружения нарушения изоляции в медицинской IT-сети обязательным условием является использование устройства контроля изоляции, обеспечивающего непрерывный контроль за состоянием изоляции выходной обмотки трансформатора и сети.
Для IT-сетей электропитания питания медицинского оборудования регламентировано минимальное значение сопротивления изоляции равное 50 кОм, одновременно, согласно требованиям инструкцией РТМ-42-2-4-80 и ГОСТ 50571.28-2006 в случае снижения уровня изоляции ниже данного предела не должно происходить автоматическое отключение эл/питания, т.к. это может привести к отключению систем жизнеобеспечения и смерти пациента.
3. Система контроля медицинского разделительного трансформатора снабжается свето-звуковой аварийной индикацией и выносными постами контроля состояния трансформатора (для удаленной оценки состояния и контроля работоспособности системы).
4. В медицинских IT системах не допускается защита от перегрузок в питающих линиях (фидерах) до и после разделительного трансформатора. Автоматические выключатели в питающих цепях до разделительного трансформатора должны быть нечувствительны к пусковым токам разделительного трансформатора и не должны срабатывать при длительных перегрузках, допустимых по условиям применения разделительного трансформатора.
5. Для ограничения пусковых токов в медицинском разделительном трансформаторе используется устройство плавного пуска с гарантированной работоспособностью при частых включениях и выключениях трансформатора.
6. Все оконченные в помещении цепи должны быть защищены от коротких замыканий и перегрузок. Защита должна обеспечиваться автоматическими выключателями с одновременным отключением всех фаз, полюсов и нейтрали. Использование предохранителей не допускается.
7. Каждое медицинское помещение группы 1 или 2 должно быть оборудовано системой дополнительного уравнивания потенциалов для уравнивания электрических потенциалов следующих частей электрооборудования, относящегося к «окружению пациента»:
— сторонние проводящие части;
— экраны от внешних электрических полей (если установлены);
— сетки токопроводящих полов (если установлены);
— металлические оболочки разделительных трансформаторов (если имеются).
Шины уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. Все соединения должны быть выполнены так, чтобы они были хорошо различимы и предусматривали возможность индивидуального отключения.
8. Номинальная мощность однофазных трансформаторов, используемых в медицинских системах IT для переносного и стационарного оборудования, должна быть не менее 0,5 и не более 10 кВт.
9. При использовании трехфазного медицинского разделительного трансформатора следует использовать трансформатор с выходным линейным напряжением, не превышающим 250 В.
10. Все электрооборудование в помещениях Гр2 должно иметь исполнение рабочих поверхностей не ниже IP54 в силу ежедневной влажной дезинфекции помещений (СанПиН 5179-90).
Источником аварийного электроснабжения может являться резервный ввод с другого трансформатора подстанции, источник бесперебойного питания (ИБП) и дизель/бензо-генераторные установки. Необходимо отметить, что типовое время переключения электроснабжения на резервный ввод с подстанции или ИБП не превышает 0,5 сек. Типичное время подключения дизель/бензо-генератора горячего резерва 60-90 сек.
МЕДИЦИНСКИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Суммируя все вышесказанное, можно выделить основные требования к медицинскому разделительному трансформатору:
1. Трансформаторы разделительные должны быть размещены в непосредственной близости от медицинского помещения Гр2 (внутри или снаружи) и должны быть защищены корпусом для предотвращения контакта с токоведущими частями. Исполнение трансформаторов в помещении Гр2 должно быть IP54, а при в коридорных нишах или электрощитовой не менее IP21.
2. Номинальное напряжение Uвых на выходе разделительного трансформатора системы IT должно быть не более 250 В.
3. Мощность. В медицинской IT-сети в основном рекомендуется использовать однофазные разделительные трансформаторы номинальной мощностью не менее 0,5 кВА и не более 10 кВА для питания однофазных нагрузок.
Как исключение, если имеются трёхфазные потребители, требующие установки медицинской системы IT, то следует использовать отдельный трёхфазный медицинский разделительный трансформатор, но с выходным линейным напряжением, не превышающим 250 В (т.к. в случае повторного пробоя изоляции можно попасть под линейное напряжение). В данном случае нагрузка подключается между фазами.
Такой трансформатор является понижающим (фазное напряжение первичной обмотки 220 В, фазное напряжение вторичной обмотки 127 В).
Если смотреть с другой стороны, то питание однофазных приборов от трехфазной сети нецелесообразно, т.к. при обрыве нейтрали точка «N» звезды напряжений (Рис.2.) может оказаться в любом месте и, следовательно, у потребителя вместо фазного может оказаться линейное напряжение.
Применение более мощных трансформаторов одновременно на несколько медицинских помещений осложняет контроль за множеством потребителей и затрудняет оперативный поиск неисправности в случае аварии, которая может привести к гибели пациента. Следовательно, лучше использовать один разделительный трансформатор на одну медицинскую IT-сеть для медицинского помещения.
4. Ток утечки вторичной обмотки на землю и ток утечки оболочки, измеренные в режиме холостого хода при питании разделительного трансформатора номинальным напряжением и номинальной частотой, не должны превышать 0,5 мА.
5. Повышенная перегрузочная способность разделительного трансформатора. При этом необходим контроль нагрузки и температуры разделительного трансформатора для того, чтобы персонал принял, не прерывая работы, необходимые меры. Например, отключил часть нагрузки.
6. Для уменьшения пусковых токов при включении разделительного трансформатора, которые могут привести к срабатыванию входных автоматов необходимо наличие устройства плавного пуска.
7. Повышенное требование к изоляции разделительного трансформатора.
Испытательное напряжение контроля изоляции между первичной и вторичной обмотками должно быть не менее 4 кВ.
9. Обязательное наличие экранирующей обмотки между первичной и вторичной обмотками разделительного трансформатора для снижения возможности возникновения пробоя изоляции между входной и выходной сетью.
10. Отклонение выходного напряжения Uвых на холостом ходу и под нагрузкой не более 5 % от входного напряжения Uвх.
11. Наличие устройства контроля рабочего тока, температуры и изоляции разделительного трансформатора, которое обеспечивает измерение и выдает сигнал о выходе параметров за заданные пределы.
12. Наличие выхода для подключения устройства дистанционного контроля параметров разделительного трансформатора.
Необходимо отметить, что размещение в едином щите (с несколькими панелями) системы АВР, разделительных медицинских трансформаторов и выходной распределительной группы автоматических выключателей, является оптимальным решением, повышающим надежность и эффективность электроустановки, сокращающим время на ее обслуживание и экономящим место.
Пост дистанционного контроля трансформатора ( ПДК )
В большинстве случаев медицинские разделительные трансформаторы рекомендуется комплектовать постами дистанционного контроля разделительных трансформаторов (ПДК), которые устанавливаются непосредственно в зоне работы персонала и имеют степень защиты IP 54 (для санитарной обработки). ПДК представляет собой устройство световой, звуковой сигнализации и контроля состояния изоляции, температуры и тока нагрузки разделительного трансформатора. Должно иметь кнопку «ТЕСТ», которая служат для проверки исправности системы контроля изоляции и кнопку «СБРОС».
ПДК В ПДК должны находиться:
1. Зелёная сигнальная лампа, которая служит для индикации нормальной работы и при уровне изоляции более 50 кОм;
2. Жёлтая сигнальная лампа загорается при снижении уровня изоляции менее 50 кОм;
3. Желтая сигнальная лампа загорается при превышении нормируемой температуры обмоток разделительного трансформатора;
4. Жёлтая сигнальная лампа загорается при перегрузке трансформатора.
Жёлтые сигнальные лампы аварийного режима могут отключаться только при восстановлении нормальных параметров и условий эксплуатации разделительного трансформатора.
5. Звуковая сигнализация, которая включается при выходе любого из контролируемых параметров за пределы нормы.
Данная звуковая сигнализация может отключаться. Однако, если звук был выключен при выходе одного из параметров за пределы нормы, то при выходе за пределы другого параметра включается снова.
Примечание. Так как многие медицинские приборы обладают собственной звуковой сигнализацией, то включение звуковой сигнализации ПДК не должно создавать помех для действия медицинского персонала и мешать проведению операций.
6. Кнопка «ТЕСТ» служит для проверки системы контроля изоляции
7. Кнопка «СБРОС» для отключения сигнала.
Рис.3. Электрическая принципиальная схема медицинского разделительного трансформатора
ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ (ИБП) В СИСТЕМАХ ГАРАНТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕДИЦИНСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
В зависимости от скорости переключения на источник бесперебойного питания и поддержания нормальной работы оборудования в течение заданного периода времени все системы гарантированного электроснабжения подразделяются:
1. Система с временем переключения менее 0,5 секунд.
Источник аварийного электропитания должен обеспечить освещение операционных столов и других важных объектов, например эндоскопов.
2. Система со временем переключения менее 15 секунд.
— лифты для передвижения пожарных расчетов;
— вентиляционные системы для удаления дыма;
— медицинское оборудование для подачи газа, включающее подачу сжатого воздуха, вакуумные насосы, используемое для анестезии и их управляющие устройства;
— системы пожарной сигнализации и пожаротушения.
3. Система со временем переключения более 15 секунд
Оборудование, не упомянутое как подлежащее подключению к более оперативно переключаемым аварийным источникам и используемое для вспомогательных нуж д:
— технические службы эксплуатация здания включающие вентиляцию и кондиционирование воздуха, отопительную систему, мусороудаление;
— оборудование для приготовления пищи;
— устройства для зарядки аккумуляторов.
В случае неисправности основной питающей сети должно быть обеспечено освещение от аварийной сети. Время переключения на аварийное освещение не должно превышать 15 с. Аварийным освещением должны обеспечиваться:
— подсветка указателей выхода;;
— помещения, в которых расположены аварийные электрогенераторы и распределительные устройства основной и аварийной электросети;
— помещения для экстренных процедур. В каждом помещении должен быть, по крайней мере, один светильник, подключенный к аварийной сети
— помещения Гр1: В каждом помещении должен быть, по крайней мере, один светильник, подключенный к аварийной сети;
— помещения Гр2: В этих помещениях не менее 50% светильников должны иметь подключение к аварийной сети.
Необходимо отметить, что источником аварийного электроснабжения, на которой возможно переключение в течение 15 сек могут являться только резервный ввод с другого трансформатора подстанции или источник бесперебойного питания (ИБП). Фактически минимальное время переключения на них не превышает 0,5 сек. В то же время переключение на дизель/бензо-генератора горячего резерва занимает 60-90 сек т.к. необходим прогрев двигателя на холостых оборотах (опасность глушения).
ИБП преобразует постоянное напряжение системы аккумуляторов в переменное. В зависимости от конструкции ИБП батарейный шкаф (стеллаж) подключаются к ИБП трехжильным кабелем (плюс, минус, земля), либо четырехжильным кабелем (плюс, минус, нейтраль, земля).
В конструкцию ИБП большинства производителей входят защитные автоматы либо выключатели с плавкими вставками. Также необходимо отметить, что для штатной работы источника требуется подключение защищаемой нагрузки «через ИБП». К сожалению, в проектах периодически встречаются однолинейные схемы электроснабжения в которых вход и выход ИБП соединены между собой. Такое соединение недопустимо т.к. противоречит принципам автономной работы источника.
Время работы дизель/бензо-генератора определяется емкостью топливного бака и техническим циклом. Генератор может поддерживать работу учреждения в течении нескольких суток. В то же время генератор требует специальное помещение (контейнер), систему вентиляции, систему подогрева, трубу для отвода выхлопа, пожарную сигнализацию, экологический раздел в проекте. Дизель/бензо-генераторы большинства производителей не имеют в конструкции защитных автоматов, рубильников с плавкими вставками и исполнительного контактора. Более того, даже у европейских производителей не всегда встречается система контроля выходного напряжения. Таким образом, 60-ти секундную задержку, подключение и отключение линии ДГУ необходимо проектировать в панели автоматики генератора, либо в щите АВР.
ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И СИСТЕМА УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ
Национальные и международные стандарты четко определяют различные элементы заземляющих соединений. Следующие термины общеприняты в промышленности и литературе.
2. Открытая проводящая часть: Проводящая часть оборудования, которая не находится под напряжением при нормальных условиях, но может быть под напряжением при повреждении.
4. Проводник выравнивания потенциалов: защитный проводник, обеспечивающий эквипотенциальное соединение.
5. Главная заземляющая шина или зажим: шина или зажим для соединения защитных проводников, включая проводники выравнивания потенциалов и проводники для рабочего заземления, при их наличии, со средствами заземления.
Операционный стол, наркозный аппарат и вся электромедицинская аппаратура, выполненная по 01 и 1 классам электробезопасности, должны быть соединены с защитной шиной защитными проводниками.
Сечение защитных проводников (по меди) должно быть не менее значений, указанных в таблице:
Минимальное сечение защитного проводника по меди, должно быть не менее:
— 2,5 мм 2 имеющего механическую защиту,
— 4 мм 2 не имеющего механической защиты.
Система уравнивание потенциалов в медицинских помещениях Гр 2
В операционных должна быть установлена система уравнивания потенциалов (СУП), которая служит для создания одинакового потенциала всех металлических частей и конструкций, доступных для прикосновения. В дополнение к защитной заземляющей шине необходимо установить медную шину выравнивания потенциалов сечением не менее 80 мм 2 или из другого материала, но с эквивалентным по проводимости сечением.
Шину выравнивания потенциалов следует устанавливать в той части помещения, которая не охвачена шиной защитного заземления. При расположении заземляющей шины по всему периметру операционной отдельную шину выравнивания потенциалов предусматривать не следует.
Шину защитного заземления (выравнивания потенциалов) следует устанавливать на стенах на высоте 100-150 мм от пола, при этом следует добиваться плотного прилегания шины к стене.
В систему уравнивания потенциалов необходимо включать все металлические (проводящие) конструкции, доступные для прикосновения, которые могут оказаться под напряжением или могут вводить напряжение в медицинские помещения. СУП включает в себя специальные проводники, металлические оболочки кабелей, трубопроводы медицинских газов, металлические кабелепроводы, специальные металлические сетки, смонтированные в полу каждого этажа здания и т.д.
Система уравнивания потенциалов должна быть соединена с главной заземляющей шиной (ГЗШ).
В каждом медицинском помещении Гр1 или Гр2 должна быть выполнена система дополнительного уравнивания потенциалов для уравнивания электрических потенциалов следующих частей электрооборудования, относящегося к «окружению пациента»:
— сторонние проводящие части;
— экраны от внешних электрических полей (если установлены);
— сетки токопроводящих полов (если установлены);
— металлические оболочки разделительных трансформаторов (если имеются).
Для медицинских помещений Гр2 электрическое сопротивление проводников, включая сопротивление соединений между зажимами защитного проводника штепсельных розеток, стационарного оборудования или любых сторонних проводящих частей и шины уравнивания потенциалов не должно превышать 0,2 Ом.
Шины уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. В каждом распределительном шкафу или в непосредственной близости от него должна быть расположена шина системы дополнительного уравнивания потенциалов, к которой подключают проводники дополнительного уравнивания потенциалов и защитные проводники.
Все соединения должны быть выполнены так, чтобы они были хорошо различимы и предусматривали возможность индивидуального отключения (сварка и пайка не рекомендуется). Для подключения к шине защитного заземления могут быть использованы специальные розетки или щитки заземления.
Функциональное (технологическое) заземление
Для подключения аппаратуры предусматривается функциональное (технологическое) заземление, которое должно быть соединено с главной заземляющей шиной (ГЗШ). К линии функционального заземления подключаются розетки и щитки заземления, которые в свою очередь предназначены для внешнего подключения передвижных приборов, электрооборудования и металлоконструкций к линии функционального заземления.
ЭЛЕКТРОЩИТКИ ДЛЯ ОПЕРАЦИОННЫХ
Типовой электрощиток представляет собой пластиковый щиток со степенью защиты IP 54, с евро-розетками, автоматическими выключателями, индикацией наличия питания. Электрощиток должен иметь дополнительно контакт заземления для подключения его к линии функционального (технологического) заземления.
Типовой электрощиток для подключения мест лечения пациента в медицинских помещениях второй группы согласно требованиям ГОСТ 50571.28-2006 представляет собой щит исполнения IP54, с двумя евро-розетками, автоматическими выключателями и светодиодной индикацией наличия питания на каждой из розеток. Щиток выпускается в наружном и встроенном исполнениях.
Рис. 4. Вариант организации медицинской IT-сети для питания операционной согласно ГОСТ 50571.28-2006
На рис.4 всё оборудование операционной подключается к общей системе уравнивания потенциалов согласно требованиям ГОСТ 50571.28-2006.
Рис. 5. Вариант организации медицинской IT-сети для питания операционной с технологическим заземлением щитков согласно РТМ-42-2-4-80
Из рис. 5 видно, что, в случае аварии электрической сети до медицинского разделительного трансформатора и протекания значительных токов в РЕ2, возникает значительная разность потенциалов между оборудованием, подключенным к PE2, и оборудованием, подключенным к PE1. Это представляет существенную опасность для персонала и пациента. Для предотвращения подобной ситуации мы рекомендуем подключение контура защитного заземления операционной (PE1) к технологическому заземлению (PE2) медным проводником сечением не менее 16 мм 2 либо вообще не применять технологическое заземление и опираться исключительно на требования ГОСТ 50571.28-2006 (рис. 4).
ЩИТЫ ВВОДНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ДЛЯ МЕД.ПОМЕЩЕНИЙ
Вводно-распределительное устройство предназначено для ввода, учета и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 380 В в жилых и общественных зданиях. Устройство обеспечивает защиту линии электроснабжения объекта от перегрузок, коротких замыканий, аварий входящий линий и позволяет выполнять до трёх оперативных коммутаций в час. ВРУ размещается в отдельном специализированном помещении (электрощитовой), оборудованном согласно требованиям ПУЭ.
Таким образом, обеспечивается повышение надежности электроснабжения важного оборудования, снижается вероятность аварий линий и снижается уровень помех в наиболее ответственной части электросети. Одновременно упрощается обслуживание электроустановки персоналом, поскольку появляется четкое деление панелей ВРУ согласно группам потребителей. Для удобства мы приводим практические примеры схем ВРУ с панелями АВР:
Рис. 6. Вариант организации ВРУ с двумя вводами для питания потребителей первой и второй категорий от секций 1 и 2
Рис. 7. Вариант организации ВРУ с двумя вводами для питания потребителей от секций 1 и 2
В приведенных практических примерах схем ВРУ с панелями АВР из проектов для медицинских учреждений подключение АВР медицинских трансформаторов выполнялось к секциям 1 и 2.
Главный распределительный щит
Главный распределительный щит ГРЩ предназначен для распределения электрической энергии напряжением 380 В трехфазного переменного тока частоты 50 Гц в жилых и общественных зданиях в сетях с глухозаземленной нейтралью. ГРЩ защищает линий электроснабжения от перегрузок и замыканий. Главный распределительный щит устанавливается в помещении (электрощитовой), оборудованном согласно нормам. ГРЩ выполняется в одном или нескольких шкафах в зависимости от схемы и значения рабочего тока.
Щит аварийного ввода резерва
Щит автоматического ввода резерва (АВР) предназначен для работы в цепях 380 В трехфазного переменного тока частоты 50 Гц и цепях 220 В однофазного переменного тока частоты 50 Гц для автоматического переключения нагрузки на резервный ввод электроснабжения в случае аварии по основному вводу.
В основе системы управления АВР устанавливают микропроцессорные реле контроля фаз ведущих производителей с возможностью настройки параметров. Реле осуществляют контроль входного трехфазного напряжения по каждому вводу по параметрам:
— величина напряжения по фазам должна находиться в заданном коридоре (минимум/максимум);
— контроль обрыва любой из фаз;
— контроль обрыва нейтрали;
— контроль правильности чередования фаз.
При несоответствии электропитания заданным параметрам (отклонение более 10% по ГОСТ 50571.28-2006) по основному вводу и наличии нормы питания по резервному вводу, АВР переключает нагрузку на резервный ввод, согласно требованиям ГОСТ 50571.28-2006 к электроснабжению потребителей соответствующей группы. При восстановления качества питания по основному вводу в течении заданного времени происходит обратное переключение.
Для потребителей первой категории (медицинских учреждений, производств непрерывного цикла) устанавливают АВР не менее чем с тремя вводами (основной ввод, резервный ввод и ввод от ИБП, либо от дизель-генератора горячего резерва).
В приведенном ниже практическом примере показано подключение медицинской IT системы к общей системе электроснабжения с вводом от двух независимых секций ВРУ и дизель-генераторной станции. Управление дизель-генераторной станцией и коммутация линии осуществляется панелью АВР.
Рис.8. Пример организации IT сети с тремя вводами (основной, резервный и ДГУ) для питания потребителей первой и второй категорий от секций AV и SV
АВР для разделительных медицинских трансформаторов подключают на два ввода. Это могут быть две независимые секции ВРУ (если установлено дополнительное резервирование), либо ввод от ВРУ и ввод от ИБП. Практические примеры схем подключения приведены ниже:
Рис. 9. Пример организации IT сети с двумя вводами (основной и резервный) для питания трех операционных кабинетов от секций AV и SV
Рис. 10. Пример организации IT сети с двумя вводами (основной и резервный) и ИБП для питания операционного кабинета
Пример подключения IT системы с ИБП. Потребитель подключается к секции АВР через ИБП. В случае аварии основного и резервного вводов произойдет автоматическое включение источника бесперебойного питания.
Рис. 11. Пример организации нескольких IT сетей с питанием от трех вводов (основной, резервный и ДГУ) для питания группы потребителей. Генератор управляется АВР, IT системы подключаются к секции AV через источники бесперебойного питания, работающими с «общей нагрузкой»
Если величина нагрузки превышает мощность ИБП, то следует воспользоваться режимом работы с «общей нагрузкой», доступным всем современным источникам. В этом режиме несколько ИБП работают в параллельно на общего потребителя. Единственной особенностью является последовательность включения системы. Сначала на режим последовательно выводятся ИБП, а только затем следует подключение нагрузки.
Щит распределительный ЭЩР
Распределительный щит ЭЩР предназначен для приема и распределения электрической энергии напряжением 380 В трехфазного переменного тока частоты 50 Гц и электрической энергии напряжением 220 В однофазного переменного тока частоты 50 Гц в жилых и общественных зданиях. Распределительный щит защищает линии электроснабжения от перегрузок и коротких замыканий, позволяет выполнять оперативные коммутации. Распределительный щит также может быть оборудован защитой от утечек на землю (для этого в нем устанавливают УЗО либо дифференциальные автоматы).
В данной статье мы постарались рассмотреть основные моменты, касающиеся проектирования и построения систем электроснабжения медицинских помещений. Надеемся, что данная информацию будет полезна для проектных и монтажных организаций.
По всем дополнительным вопросам можете обращаться к специалистам нашей компании, которые будут рады на них ответить, дать Вам необходимые консультации и найти оптимальные пути решения технических задач.
Также, обладая большим научно-исследовательским потенциалом, современной лабораторией и большим опытом разработок, мы всегда готовы изготовить для Вас нестандартное электрооборудование по вашему техническому заданию.
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ ПРОИЗВОДСТВА ООО «ЭНЕРГОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ»
В настоящее время ООО «ЭнергоЗащитные Системы» г. Санкт-Петербург разработаны и выпускаются ряд устройств комплексного решения организации эл/питания медицинских помещений отвечающие всем требованиям, предъявляемым к электрооборудованию медицинских учреждений:
1. Медицинские разделительные трансформаторы серии ТР и ТРТ.
Изделие представляет собой законченную щитовую конструкцию с разделительными трансформаторами, автоматами защиты по входу и выходу, системой контроля изоляции, температуры и тока нагрузки, устройством плавного пуска. Имеет разъем для подключения поста дистанционного контроля трансформатора ПДК. Трансформаторы выполняются с экранирующей заземленной обмоткой между первичной и вторичной обмотками. Сертифицированы по ГОСТ 50571.28-2006.
В 2007 году ООО «ЭнергоЗащитные Системы» был получен патент РФ № 70046 на полезную модель (изобретение), в соответствии с которым все авторские права на изготовление и продажу медицинских разделительных трансформаторов принадлежат исключительно ООО «ЭнергоЗащитные Системы» г. Санкт-Петербург.
2. Посты дистанционного контроля разделительного трансформатора ПДК. Устанавливаются непосредственно в зоне работы медицинского персонала для визуального контроля параметров медицинской IT-сети.
3. Электрощитки серии ЭЩР-0-6 для электроснабжения оборудования операционных, реанимационных, родильных отделений, палат интенсивной терапии и иных медицинских помещениях Гр1 и Гр2 по ГОСТ 50571.28-2006. Щитки выполняются в модификациях как для навесного, так и скрытого монтажа.
4. Электрощитки серии ЭЩР-0-2 для электроснабжения мест лечения пациента в палатах и иных медицинских помещениях Гр1 и Гр2 по ГОСТ 50571.28-2006. Щитки выполняются в модификациях как для навесного, так и скрытого монтажа.
5. Электрощитки серии ЭЩР-Ф-3 (для физиотерапевтических, процедурных, рентгеновских кабинетов и др. медицинских помещений Гр1 по ГОСТ 50571.28-2006.
Щитки выполняются в модификациях как для навесного, так и скрытого монтажа.
6. Групповые физиощитки серии ЭЩР-Ф-А. Щитки выполняются в модификациях как для навесного, так и скрытого монтажа.
7. Щитки заземления ЭЩР-З-3 и РОЗЕТКИ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, предназначенные для подключения функционального (технологического) и защитного заземления в медицинских помещениях. Внешнее подключение электрооборудования к розетке или щитку заземления производится гибким проводом с трубчатым наконечником в боковое отверстие специального втулочного разъема. Щитки выполняются в модификациях как для навесного, так и скрытого монтажа.
9. Щиты автоматического ввода резерва (АВР) серии ЭЩР-АВР, предназначенные для обеспечения бесперебойного питания и автоматического переключения нагрузки потребителя на электропитание с резервного ввода в случаи пропадания одной из фаз основного ввода и возврат в исходное состояние при восстановлении фаз основного питания. Щиты изготавливаются как на 2, так и на 3 ввода (основной, резервный и питание от дизельгенератор
10. Щиты вводно-распределительные (ВРУ) и главный распределительный щит (ГРЩ), предназначенные для ввода и распределения электрической энергии потребителям Гр0, Гр1 и Гр2. Щит представляет собой законченную конструкцию с устройством ввода электроэнергии, системой АВР, блоком учета электроэнергии и распределительными панелями для подключения потребителей.
11. Поставляем источники бесперебойного питания ДПК и ДПТ, аккумуляторные шкафы.