医疗IT系统绝缘监测装置

在IT系统中，系统中性点对地隔离，系统负载中的外壳经接地保护线接地。如果出现单相接地故障，对地漏电流只能经过系统泄露电容对系统相线构成回路，而系统泄露电容引起的容抗总是远远大于TN系统中的接地电阻，因此IT系统中的漏电流非常的小，断路器不会因接地电流的存在而引起过电流动作，从而保证系统带故障运行。

在IT系统中用来实时的监测和测量供电系统对地绝缘的绝缘状况和绝缘电阻阻值，当系统发生次单相接地等故障而导致绝缘电阻阻值低于某一预先设定值（一般为50kΩ）时，监测仪就发出报警信号，通知有关人员及时排查故障，或启动故障定位仪对故障进行定位。另外，绝缘监测仪还具有变压器温度检测和过负荷检测与报警功能。

l 当医疗供电系统第1个绝缘故障发生时，供电系统不能被保护装置切断；

l 手术室、重症监护室等2类医疗场所的手术设备以及用以维持生命的设备不能断电；

l 当供电系统出现故障时，故障电流被减小到安全范围内；

l 当系统出现次接地故障时，应能及时检测甚至是预检测，并及时报警；

l 许多国内国际标准都明确规定，对于医疗2类场所，必须采用IT供电系统，并配有相应的绝缘监测仪器。

IEC60364-7-710:2001标准对不同功能的医疗场所进行了明确的划分，共分成三类：

* 0类房间：无医疗设备应用的场所 如按摩室等。

如病房、产房、检查治疗室、泌尿室、水疗室、理疗室、血透室、磁共振成像室等。

如心电图/脑电图室、内窥镜室、放射性诊断治疗室、麻醉室、手术室、手术准备室、手术石膏室、手术恢复室、心脏导管插入室(CCU)、重症监护室(ICU)、血管造影检查室、核医疗室、早产儿监护室等。

在0类和1类医疗场所，由于无医疗设备使用，或相关设备仅使用在人体一些非致命性部位，所以可使用普通建筑物的电源设备和漏电保护措施。一般采用TN系统，配备剩余电流保护设备RCD，即发生漏电流超过30mA的漏电事故时，RCD动作，分断故障回路。这样即使造成医疗设备断电，也不会对患者造成重大影响，医生的诊断或治疗也可重新开始。

在2类场所的患者，往往处于无行为能力的状态，必须依靠某些医疗设备维持生命，或者处于手术状态，任何有关医疗设备上的故障都将给患者带来生命危险，所以，在电气上必须保证医疗设备电源系统的可靠性，即保证设备对病人的直接漏电流不超过10μA，同时又要保证在漏电流或过电流状态下，有不间断供电的可靠保证。鉴于上述两方面因素，IEC标准规定在2类场所必须采用IT供电系统。

绝缘监测仪向系统注入测量电压信号，设测量电压为：Um，则系统的绝缘电阻为：

· 德国的DIN VDE0107；

· 法国的NFC15-211；

· 美国的NFPA99-1993；

· IEC（国际电工协会）60364-7-710；

· IEC61557-8 ，61558-9；

· IEC61558-15。

· JGJ/T16-92 《民用建筑电气设计规范》；

· GB 50333-2002 《医院洁净手术部建筑设计 规范》；

· GB 16895.24-2005 《建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求—医疗场所》；

基本规定：在2类医疗场所必须采用IT供电电源，并配置一个符合规范要求的绝缘监测仪，绝缘监测仪要配有外接的报警和显示设备。

(1) 绝缘监测仪需符合IEC61557-8并满足下列规定要求：

(2) 交流内阻抗应至少为100KΩ；测试电压不应大于直流25V；

(3) 即使在绝缘电阻降至50KΩ时，应发出报警信号。应配置试验此功能的器具；

(4) 绝缘监测仪要求监测医疗IT变压器的过负荷和过热。

外接报警和显示仪的技术指标为：对于每个医疗IT系统，配备有下列组件的声光报警系统应装设在适当的地方以便医务人员可以经常监测（声光信号）：一只绿灯亮表示工作正常；当绝缘电阻下降到最小整定值时，一只黄灯亮。应不能消除或断开这个亮灯指示；当绝缘电阻下降到最小整定值时，音响报警动作。该音响报警可以解除；当故障被清除恢复正常后，黄色信号灯应熄灭。

隔离变压器符合的标准

· GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710：2002《建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求医疗场所》

· GB19212.16-2005/IEC 61558-2-15：1999《电力变压器、电源装置和类似产品的安全第16部分：医疗场所供电用隔离变压器的特殊要求》

· IEC61557-8 《交流1000V和直流1500V以下低压配电系统中的电气安全防护措施的试验、测量和监控设备，第8部分：IT系统中绝缘监控装置》

· IEC61557-9 《交流1000V和直流1500V以下低压配电系统中的电气安全防护措施的试验、测量和监控设备，第9部分：IT系统中的绝缘》

· IEC364-4-5 《建筑物电气装置，第4部分：安全防护；第5部分：电气设备的选择和安装》

· GB16895.24-2005/IEC 60364-7-710：2002《建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求医疗场所》

· IT系统绝缘电阻的实时测量与显示功能；

· 变压器负载电流的实时测量与显示功能（以负载的百分比显示）；

· 隔离变压器温度的实时测量与温度显示功能（隔离变压器内部预埋温度传感器）；

· 系统自检功能（自动和手动），具体包括：

1）设备连接到PE线的连线断线检测；

2）测量电流互感器断线检测；

3）设备内部故障检测；

· 具有以下报警功能：

1）绝缘故障报警（当绝缘电阻降到50KΩ时，绝缘监测仪应发出报警信号，并配置试验此功能的硬件电路，及测试按钮）；应有相应的报警指示灯（MUTE按钮设置在外接报警与显示仪上）

2）过载报警（当系统的负载电流超过设定时，设备报警）；

3）超温报警；

4）断线报警；

5）设备自身故障报警。

· 通讯功能：具有RS-485和CAN通讯接口，能够通过485总线与报警和显示设备通讯，并通过CAN接口与其它系统组网。

· 指示功能设置：设有运行、绝缘、过载、超温等指示灯指示功能。

结构框图其中内部故障检测电路主要包括：设备连接到PE线的连线断线检测电路、测量电流互感器断线检测电路和系统本身故障检测电路等。故障测试电路是指绝缘故障测试电路，即监测设备本身能够模拟绝缘故障，并以此来检测监测设备的绝缘故障测试功能与性能。

技术参数

· 供电电源：

· 被监测的IT系统：1）系统电压：AC70～264V；

2）系统频率42-60HZ。

· 绝缘监测： 1）可调响应电阻：1～100KΩ；

2）相对百分比误差：±10%；

3）

4）测量电压：±12V；

5）测量电流Im值，在Rm=0时：<1mA；

· 隔离变压器温度测量：1）响应值：40K；

2）热敏电阻：PTC热敏电阻。

· 负载电流检测： 1）响应值（可调）：5-45A；

2）相对百分比误差：<0.5%。

不同负载设定值： 变压器容量：3.15KV、4KVA、5KVA、6.3KVA、8KVA；

Ialarm:1～14A、18A、22A、28A、35A。

· 显示： 1）显示方式：LCD液晶显示；

2）液晶点阵：122*32。

绝缘监测仪采用35mm导轨安装的方式，仪表长度为7模。

· 具有绝缘电阻和变压器负荷的实时显示功能；

· 具有运行和通讯状态指示灯（绿色）指示功能；

· 具有变压器超温指示灯（黄色）指示功能；

· 具有过负荷指示灯指示（黄色）指示功能；

· 具有绝缘故障指示灯指示（黄色）指示功能，同时面板上发出蜂鸣报警功能；

· 具有蜂鸣报警声音消除键消音功能

外接报警与显示仪系统应设在手术室或ICU的情报面板上，以便于医务人员查看。当绝缘电阻下降到最小整定值时，绝缘故障指示灯黄灯亮。这个指示灯不能消除；当绝缘电阻下降到最小整定值时，音响报警动作。该音响报警可以解除；当故障被清除恢复正常后，黄色信号灯应熄灭。

由上图所示，系统包括单片机、电源模块、通讯模块和人机界面。数据通过通讯模块读取后，再通过人机界面实时显示。

· 供电电源：1）供电电压：直流24V；

2）功耗：≤3VA;

· 显示： 显示方式：两个三位一体的数码管显示，一个用于显示绝缘电阻值，一个用于显示变压器负荷量；

· 指示灯 见下表：

· 按键： 设有一个消音按键，尺寸为：12*12*15。

· 报警器：设有一个用于声音报警的蜂鸣器。

· 接口： 通讯接口：RS-485通讯；

电源接口：24VDC电源

面板尺寸：

为了便于医务人员操作，消音按钮选用12*12*15的大按钮，并有明显的图示指示。采用嵌入式安装、挤压式的固定方式。

隔离变压器是IT系统专用变压器。绕组内安装PTC热敏电阻，监控绕组温度。整体要经过真空绝缘油漆浸渍处理，抗腐蚀。产品要采用低温升设计，发热量要低。