醫(yī)院建筑用電應(yīng)根據(jù)負(fù)荷供電可靠性要求及中斷供電對(duì)人身安全、經(jīng)濟(jì)損失等造成的影響度進(jìn)行分級(jí)， 根據(jù)JGJ31-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，潔凈區(qū)域用電負(fù)荷屬于一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，如手術(shù)室、ICU、CCU、層流病房、生殖中心培養(yǎng)室、產(chǎn)房及嬰兒病房等涉及患者生命安全的設(shè)備及照明用電、重癥呼吸道感染區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)用電等，應(yīng)采用雙路市電（一般采用10kV電源）及應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組， 當(dāng)市電停電或故障時(shí)，應(yīng)急電源的供電容量應(yīng)滿足一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。要求中斷供電時(shí)間≤0.5S的一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷， 應(yīng)設(shè)置在線式不間斷電源裝置（UPS）。

   
一、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
供電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)醫(yī)用電氣設(shè)備工作場(chǎng)所的分類進(jìn)行設(shè)計(jì)，“醫(yī)療場(chǎng)所"的分類：GB16895.24分為：0類、1類、2類；具體參考GB16895.24-2005《建筑物電氣裝置 第7-710部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求醫(yī)療場(chǎng)所》，（本部分等同采用IEC60364-7-710:2002年（第一版）《建筑物電氣裝置第7-710部分》附錄A和附錄 B）。
JGJ31-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》表3.0.2以及GB 51039-2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》表8.1.2 亦有詳細(xì)描述。
分類方法僅供參考，重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)急電源的切換時(shí)間和供電周期，醫(yī)療場(chǎng)所按電氣安全防護(hù)要求分為三類：
（1）0類場(chǎng)所：不使用醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件的醫(yī)療場(chǎng)所。
（2）1類場(chǎng)所：醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)（除2類醫(yī)療場(chǎng)所所述部位以外）接觸的醫(yī)療場(chǎng)所。
（3）2類場(chǎng)所：醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體內(nèi)（指心臟或接近心臟部位）接觸以及電源中斷危及患者生命的醫(yī)療場(chǎng)所。其中潔凈區(qū)域的手術(shù)室、術(shù)前準(zhǔn)備室、術(shù)后蘇醒室、麻醉室、重癥監(jiān)護(hù)室、早產(chǎn)嬰兒室、心血管造影室等屬于2類醫(yī)療場(chǎng)所。2類醫(yī)療場(chǎng)所“患者區(qū)域內(nèi)"帶接觸部件的醫(yī)療電氣設(shè)備應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)供電，大型設(shè)備可采用TN-S系統(tǒng)或TT系統(tǒng)放射式獨(dú)立供電， 且應(yīng)設(shè)置剩余電流不超過(guò)30mA，Type A或 Type B的VD 型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器， 例如手術(shù)臺(tái)、移動(dòng)式X光機(jī)、>5kVA的大型設(shè)備。
二、潔凈區(qū)域應(yīng)采用獨(dú)立雙路電源
潔凈區(qū)域應(yīng)采用獨(dú)立雙路電源供電。潔凈手術(shù)部屬于一級(jí)用電負(fù)荷，應(yīng)由兩路獨(dú)立電源供電（雙重電源），潔凈區(qū)域總配電柜的供電電源應(yīng)直接由低壓配電室的兩個(gè)專用回路提供。潔凈區(qū)域總配電柜應(yīng)設(shè)在非潔凈區(qū)域。每個(gè)手術(shù)室、層流病房、潔凈實(shí)驗(yàn)室、生殖細(xì)胞培養(yǎng)室等潔凈間應(yīng)設(shè)獨(dú)立的配電箱，置于清潔走廊，不得設(shè)在潔凈區(qū)域內(nèi)或手術(shù)室內(nèi)。
三、潔凈手術(shù)室須設(shè)置應(yīng)急電源
有生命支持電氣設(shè)備的潔凈手術(shù)室必須設(shè)置應(yīng)急電源。自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間應(yīng)符合生命支持電氣設(shè)備應(yīng)能實(shí)現(xiàn)在線切換，非治療場(chǎng)所和設(shè)備恢復(fù)供電時(shí)間應(yīng)≤15S，應(yīng)急電源工作時(shí)間不應(yīng)小于30min三點(diǎn)要求。原因是，有的心外手術(shù)在手術(shù)過(guò)程中要使用體外循環(huán)機(jī)，是絕對(duì)不允許斷電現(xiàn)象出現(xiàn)，必須采用在線式的UPS作為應(yīng)急電源保證其安全。之所以不能使用EPS，是因?yàn)槠溆胁煌那袚Q時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致工作中的電器復(fù)位。技術(shù)要點(diǎn)具體如下：
1、潔凈手術(shù)室及監(jiān)護(hù)病房?jī)?nèi)的生命支持電氣設(shè)備的負(fù)荷為特別重要負(fù)荷，除了有兩路市電接入外，還應(yīng)自備應(yīng)急電源，并能實(shí)現(xiàn)零秒切換。
2、根據(jù)國(guó)標(biāo)2類醫(yī)療場(chǎng)所故障情況下斷電自動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間應(yīng)不大于0.5秒，即停電時(shí)間t≤0.5s，實(shí)際工程中一般采用在線式UPS設(shè)備來(lái)滿足此要求。
3、雙電源切換時(shí)間和電源穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)小于15s。
4、UPS輸入功率因數(shù)應(yīng)≥0.8， 輸入電流畸變率THDI<5 %。
5、每間有生命支持電氣設(shè)備的潔凈手術(shù)室配置的UPS宜采用冗余模塊化UPS, 主機(jī)及電池組裝方式靈活，便于檢修維護(hù)，并隨每間手術(shù)室獨(dú)立的配電箱安裝。
四、醫(yī)療IT系統(tǒng)
潔凈區(qū)域內(nèi)用于維持生命和其他位于“患者區(qū)域"內(nèi)的醫(yī)療電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路應(yīng)使用醫(yī)療IT系統(tǒng)。
技術(shù)要點(diǎn)：
1、首先要搞清楚“患者區(qū)域"范圍，請(qǐng)參見GB16895.24-2005。
2、其次應(yīng)明確醫(yī)療IT系統(tǒng)所包含的內(nèi)容：等電位接地、醫(yī)用隔離變壓器、絕緣監(jiān)視系統(tǒng)。IT系統(tǒng)的電源端不接地或經(jīng)高阻抗接地，其電氣裝置的外露導(dǎo)電部分，被單獨(dú)地或集中地通過(guò)保護(hù)線（PE）接至接地極。
3、IT系統(tǒng)隔離變壓器一次側(cè)與二次側(cè)應(yīng)設(shè)置短路保護(hù)，不應(yīng)設(shè)置用于切斷電源的過(guò)負(fù)荷保護(hù)， 應(yīng)采用單磁式斷路器保護(hù)。應(yīng)設(shè)置過(guò)負(fù)荷及超溫監(jiān)測(cè)裝置，可顯示實(shí)時(shí)工作電流及醫(yī)用隔離變壓器的溫度值。 
4、必須是醫(yī)用隔離變壓器，醫(yī)用隔離變壓器應(yīng)滿足GB19212.16/IEC61558-2-15第16部分：醫(yī)療場(chǎng)所供電用隔離變壓器的特殊要求，醫(yī)療系統(tǒng)隔離變壓器各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的規(guī)定。普通工業(yè)用隔離變壓器不能替代。驗(yàn)收時(shí)，醫(yī)用隔離變壓器應(yīng)出具國(guó)家認(rèn)證部門的專業(yè)檢測(cè)報(bào)告。
5、為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)IT系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)，定位供電系統(tǒng)漏電部位，確保醫(yī)療IT供電系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行，醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)設(shè)絕緣監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置。
6、IT系統(tǒng)應(yīng)安裝在每個(gè)手術(shù)室的獨(dú)立的配電箱內(nèi)，可與非患者區(qū)域的TN-S系統(tǒng)安裝在同一柜內(nèi)， 并應(yīng)設(shè)置區(qū)分明顯標(biāo)志。

     
五、潔凈室非生命支持系統(tǒng)采用的回路
潔凈室內(nèi)非生命支持系統(tǒng)可采用TN-S系統(tǒng)回路，并宜設(shè)置剩余電流不超過(guò)30mA，Type A或 Type B的VD 型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）作為自動(dòng)切斷電源的措施。
技術(shù)要點(diǎn)：
1、在0類和1類醫(yī)療場(chǎng)所允許采用額定剩余動(dòng)作電流≤30mA的剩余電流保護(hù)器作為自動(dòng)切斷電源的措施。應(yīng)根據(jù)可能產(chǎn)生的故障電流特性選擇A型或B型剩余電流保護(hù)器。
2、在2類醫(yī)療場(chǎng)所中，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）只用于下列負(fù)荷：手術(shù)臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、移動(dòng)式臨時(shí)X光機(jī)、額定功率大于5kVA的大型設(shè)備、非用于維持生命的電氣設(shè)備。
3、TN-S系統(tǒng)圖如下圖所示。
 

         

六、潔凈手術(shù)室配電總負(fù)荷計(jì)算
潔凈手術(shù)室的配電總負(fù)荷應(yīng)按手術(shù)功能要求計(jì)算。一間手術(shù)室非治療用電總負(fù)荷不應(yīng)小于3kVA；治療用電總負(fù)荷不應(yīng)小于6kVA。
配電技術(shù)要點(diǎn)如下：
1、非治療用電負(fù)荷包括手術(shù)室燈帶、觀片燈、手寫臺(tái)、控制面板等負(fù)荷。
2、治療用電負(fù)荷包括插座箱、吊塔、無(wú)影燈等負(fù)荷。
3、潔凈室用電負(fù)荷應(yīng)當(dāng)充分預(yù)留，包括空調(diào)系統(tǒng)用電、潔凈室內(nèi)用電、非潔凈區(qū)用電及專用醫(yī)療設(shè)備等用電，建議在醫(yī)療大樓設(shè)計(jì)過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行潔凈區(qū)域的設(shè)計(jì)，充分考慮凈化區(qū)域的用電負(fù)荷需求。
4、潔凈手術(shù)室用電負(fù)荷參考如表。

     

潔凈室的建設(shè)一般有：新大樓的構(gòu)成部分；舊建筑物中普通區(qū)域經(jīng)改變用途變更為潔凈用房；原潔凈室重新改造。不管何種方式，應(yīng)當(dāng)充分考慮潔凈室的負(fù)荷情況，給予滿足。
七、潔凈手術(shù)部進(jìn)線電源的電壓諧波
潔凈手術(shù)部進(jìn)線電源的電壓總諧波畸變率不應(yīng)大于2.6%， 電流總諧波畸變率不應(yīng)大于15%。
技術(shù)要點(diǎn)如下：
1、諧波的產(chǎn)生
醫(yī)院手術(shù)室的整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)中，電力電子裝置被廣泛使用。比如:空調(diào)系統(tǒng)使用的變頻器，手術(shù)室內(nèi)使用的節(jié)能燈，電子鎮(zhèn)流器，二極管無(wú)影燈等，直流側(cè)采用電容濾波的二極管整流電路也是嚴(yán)重的諧波污染源。使其輸入電流的諧波分量很大，給電網(wǎng)和手術(shù)室設(shè)備運(yùn)行造成嚴(yán)重電磁污染。
諧波的危害：電系統(tǒng)的諧波會(huì)嚴(yán)重干擾手術(shù)室內(nèi)醫(yī)療器械的正常安全使用，嚴(yán)重影響手術(shù)室內(nèi)醫(yī)療檢測(cè)裝置的工作精度和可靠性。諧波注入電網(wǎng)后會(huì)使無(wú)功功率加大，功率因數(shù)降低，甚至有可能引發(fā)并聯(lián)或串聯(lián)諧振，損壞電氣設(shè)備以及干擾通信線路的正常工作，使測(cè)量和計(jì)量?jī)x器的指示和計(jì)量不準(zhǔn)確。
2、諧波的治理
首先，應(yīng)在設(shè)計(jì)階段，優(yōu)先考慮潔凈手術(shù)部?jī)?nèi)每一項(xiàng)用電負(fù)荷正常工作時(shí)所產(chǎn)生的諧波電流含量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求的指標(biāo)，從源頭予以關(guān)注和治理。比如，日光燈的電子鎮(zhèn)流器、變頻器等的諧波污染降到Z低。其次，對(duì)手術(shù)部進(jìn)線處配電接點(diǎn)進(jìn)行電能分項(xiàng)計(jì)量同時(shí)對(duì)進(jìn)線電源的諧波電壓和諧波電流含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果長(zhǎng)時(shí)間諧波含量超標(biāo)，應(yīng)采取有效的消除諧波電流措施。
消除諧波電流措施，分為無(wú)源濾波裝置和有源濾波裝置。有條件應(yīng)盡可能在諧波源處補(bǔ)償處理。請(qǐng)注意，安裝諧波濾波裝置只能清除安裝接點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾而不能消減諧波電流對(duì)安裝接點(diǎn)和負(fù)載之間的諧波電流干擾。另外，要注意安裝的諧波濾波裝置濾去的諧波頻率范圍是否包含3次、5次、7次、11次等低次諧波含量。
采用閉環(huán)控制的有源濾波裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)視線電流，并將測(cè)量的諧波轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)控制器處理后生成PWM（脈寬調(diào)制控制信號(hào)），這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT電源模塊通過(guò)DC電容器在電網(wǎng)中注入與諧波電流頻率相同相位相反的濾波電流，有效濾除諧波。有源動(dòng)態(tài)濾波器在濾除諧波的同時(shí)，還能有效平衡線電流，從而達(dá)到降低中性電流的效果。如圖所示。

 

有源濾波裝置的設(shè)計(jì)選型需基于各負(fù)荷的諧波電流， 如新建醫(yī)院不能提供相關(guān)參數(shù)，宜按照整個(gè)系統(tǒng)的的非線性負(fù)載電流的有效值30%初步估算設(shè)計(jì)濾波器電流。有源濾波裝置應(yīng)安裝在手術(shù)部總配電柜旁， 并留有從柜備用位置，當(dāng)電流電壓畸變率不符合要求時(shí)，便于增加從柜，以減小諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。