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隔离变压器系统在许多国家和国际标准上都对医疗领域,尤其是那些生命攸关的场所,如手术室、重症监护室、心脏监护室等的电器作了特殊的规定。其目的就是保证为该场所内的医疗电器提供一个安全可靠的电源,以确保病人的安全。

在医疗领域的必选性:(IT隔离供电系统,即中性点不接地配电系统)

1. 隔离变压器系统因降低了接触电压和电网对地漏电流(有效控制对心脏的直接漏电流),故人身触电危险被降到最小程度

众所周知,当用电设备对人体心脏直接漏电大于10uA 时,会造成对病人的微电击事故。而在一般通用建筑中所采用的RCD、ELCB等对地漏电保护开关,其动作响应值是mA级(如:30 mA),远远不能满足医疗领域的需要。

因此,国际上对医疗领域中的手术室、ICU、CCU等重要场所通常采用局部"中性点不接地的供电系统"(即"IT系统"或称"隔离电源系统")供电。通过单相3KVA-10KVA的隔离变压器给这些场所供电,首先就防止了其它供电回路中的漏电流通过接地线窜入手术室、ICU、CCU的医疗电气设备上对病人的安全构成威胁;另外,一旦隔离电源上所接的负载(如各种医疗电气设备)出现对地故障,因对地不能构成回路,只能产生一个很小的容性漏电流,极大地保护了病人免遭漏电流的伤害。

2. 隔离变压器系统在电网负载端出现第一个绝缘故障点时,不会引起电源空开动作(跳闸),保证了供电的连续性。

而如果在这些特殊场所局部采用IT配电系统时,因其电源中性点不接地,当负载端出现第一点相对地绝缘故障时,因其对地不能构成回路,只会产生一个很小的容性漏电流,对人体不会产生危害,同时也不会导致空开动作,从而保证了手术室供电的连接性。

3. 隔离变压器系统降低了对地漏电流,故提高了防火安全性。

工作原理

隔离变压器系统的原理

隔离变压器系统,简单说就是隔离变压器和绝缘监视仪以及报警终端三个放在一起。供电原理很简单,说白了就是利用隔离变压器把TN供电变成不接地的IT供电,实际上一个隔离变压器就能实现应用的功能,但考虑到系统的长期稳定性,才会放上绝缘监测仪进行在线的实时检测整体的绝缘水平。

IT 系统的电源端不接地或经高阻抗接地,其电气装置的外露导电部分,被单独地或集中地通过保护线(PE)接至接地极。在实际应用中,IT 系统一般与 TN 或 TT系统通过隔离变压器进行隔离。 在正常情况下,系统中仅存在线路对地电容的微小泄漏电流。当系统发生第一次单相接地故障时,故障电流为两非故障相对地电容电流的相量和 Id ,由于这个电流值甚小,不会造成人身电击或者其它事故,也不会切断电源,保证了系统供电的连续性。但是如果不及时排除故障,当第二次另一相发生接地故障时,相当于形成相间短路,使过电流保护装置动作,引起供电的中断,这对于重要的供电场所来说,是不允许的。

为了防止上述短路故障的发生, T 系统应设置绝缘监测器。这样当系统发生第一次接地故障时,绝缘监测器就能及时检测出该接地故障,并通过报警装置发出报警信号(通常是声光报警信号),提醒工作人员赶在第二次发生异相接地故障前及时排除故障,消除隐患,从而有效地保证系统供电的连续性。可以在系统中安装专门的故障检测仪,当绝缘监测检测到绝缘故障时,给故障检测仪一个启动信号,故障检测仪开始逐路检测,也可以利用手执式故障定位设备对可能出现故障的回路进行逐点排查,最终找到故障点并显示故障点的位置,这样就极大地方便了工作人员进行故障排除。

为了保证系统供电的连续性,国家《新利18体育》GB16895.24-2005 / IEC60364-7-710:2002 710.53.1 条规定:"……医用 IT 系统的变压器进出线回路不允许设置过负荷保护……",以防止系统过负荷时保护开关切断电源。这就要求系统中的绝缘监测器必须同时还具有负荷检测和过负荷报警功能。在一些重要的场所,由于隔离变压器持续不断地工作,可能温度过高而导致隔离变压器工作异常。因此绝缘监测器还需要实时检测变压器的温度,当其温度过高时,应有相应的超温报警信号,以提醒相关人员及时处理。 由上面的分析可知,一个典型的单相 IT系统,其组成设备主要包括:隔离变压器、绝缘监测器、电流互感器,以及外接报警与显示仪。

隔离变压器系统中,绝缘监测仪具有系统绝缘检测、系统过负荷检测和变压器温度检测功能,以及相应故障的报警与显示功能,一般安装在现场的终端配电柜中。外接报警与显示仪则用于集中显示相应的检测值,并具有超限报警功能,一般安装在位置明显的地方,方便人员查看,如手术室 IT 系统的外接报警与显示仪通常安装在医院手术室的情报面板上。


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