1 　前言　

伴随着医院建筑在中国的迅猛发展, 构建优良的设备、清雅的就诊自然环境、给予高品质的健康服务已变成医院门诊经营所不可缺少的方式。如今的医院建设将现阶段世界各国优秀的供配电技术、照明灯具技术性、用电安全技术性等应用于在其中, 在给予温暖、舒服的就诊和办公环境的条件下, 减少基础代谢, 完成可以信赖的运作, 使完工后的医院门诊高效率、平稳的经营。

依据现阶段调查的医院门诊负载状况, 医院门诊的负载占比依然以中央空调照明灯具为行为主体, 医疗器械用电量所占的占比不大, 中医眼科医院门诊不除外, 中央空调(电致冷的) 43 %, 照明灯具35 %, 驱动力(包含诊疗用电量)22 %。医院门诊变电器安裝指标值为76VA/m2 。

医院门诊供配电系统应遵循中国配电标准并参照国际性IEC 有关规范实现设计方案, 将医疗机构的配电级别分成一级或二级负荷, 因而开关电源一般选用双路10kV 配电。一级负荷选用两路开关电源配电。

光照强度水准在中国实行的规范的基本上逐步提高。每一个医院病床有床头台灯, 医院病房及病房区设晚间照明灯具。眼科的骨科诊断室配有可调式光的日光灯。

核心洁净手术室是一个医院门诊的关键, 是医院门诊最重要的定点医疗机构, 手术部的配电灯光控制系统为最重要的供配电系统。

数据检影三维成像机器设备是医疗机构的关键医疗器械。它的配电设备设计方案引出了开关电源内电阻来强度校核机器设备的配电线路横截面。

医院门诊用电安全是医院门诊配电设计的一个关键步骤。低电压系统软件选用TN ―S 系统软件。医院门诊的接地线也牵涉到患者的安全性、机器设备常规的运作等, 因而中医眼科医院建筑设计选用防雷接地线、供电系统接地装置、机器设备接地保护同用接地保护。下列对中医眼科医院门诊的配电设计做一系统软件的详细介绍。

2 　项目概况

某眼科坐落于北京石景山鲁谷路。诊疗办公楼总建筑面积为21000m2,是一座有着医院病床位170 床的以中医眼科为核心的专科门诊。某眼科的诊疗办公楼由地底一层、三层A 、B 区裙楼、一层设备层和B 区四层医院病房构成。裙楼高13.2m , 医院病房高30.1m 。构造形式A 区选用浇筑混凝土框架剪力墙, B 区选用浇筑混凝土结构架构-框剪结构, A 段为独立基础, B 段为筏基基本及独立基础。

3 　弱电配电设计

3.1 　电气设备负载及配电

某眼科的诊疗办公楼属一类高层工程建筑。

关键用电量机器设备有:制冷机组2 台;离心水泵16 台(在其中冷藏、冷却泵6 台, 日常生活泵4 台、消防水泵4台, 热交换站2 台);离心风机47 台(在其中排烟系统、充压离心风机11 台, 新风系统及制冷机组36 台);电梯轿厢8 部及医院门诊驱动力, 照明灯具等机器设备用电量。

以上用电负荷特性可分成:一级负荷、二级负荷和三级负载。该诊疗办公楼的诊室、ICU 、急救室、配变电站的照明灯具、应急照明灯、计算中心、消防安全用电量机器设备及其系统故障时务必不断配电的医疗器械均为一级用电量;日常生活泵、电梯轿厢、排污泵等为二级负荷;其他为三级负载。

电气设备负载测算选用了需要系数法并考量其较大负载的同期指数。本工程施工选用电力电容器做为功率因数补偿, 以提升功率因素。工程项目负载测算如下所示:

用电量安装设备容积Pe =2164.5kW

测算有功功率负载P j =1190.6kW

测算功率因数角Qj =388.4kvar

赔偿后全院均值功率因数:0.92

全院总的需要系数:0.55

在其中一类负荷计算结果如下所示:

全院一类用电量设备安装容积P e =390.1kW

一类负荷测算有功功率负荷Pj =210.8kW

一类负荷测算无功功率负荷Qj =121.6kvar

3.2 　配变电站设计方案

本工程建筑为一类建筑, 配电开关电源选用双路10kV 专用线路, 电缆线埋地铺设进到本楼地底一

层电缆线交界室, 做为配变电站高压开关柜三相五线。配变电站高压开关柜选用KYN ―10 型金属材料铠装电缆移开启式手车柜, 双路小组出线供本楼两部变电器双路小组出线预留。本楼变电器为两部800kVA 环氧树脂胶绝缘层油浸式变压器。20 台低压配电屏选用GCL1 型抽出来式配电屏。

10kV 髙压系统软件选用单母线槽按段布线, 通常情况下双路开关电源与此同时配电, 排序运作, 相互之间预留。10kV 母联合动转换, 双路开关电源均能担负100 %用电量负荷。配变电站内两部变电器, 一台变压器给一段220/ 380V 低压母线配电, 2段母线槽间设联系隔离开关, 在其中一段母线槽跳停后, 母联全自动资金投入。中医眼科医院门诊的高压低压系统图见图1 。

       

在设计方案变电器底压侧小组出线系统软件时, 设计方案运用了可以迅速分断短路容量并比较有限流功能的塑壳断路器。在短路容量升高未做到最高值以前(10ms以内, 短路容量从零快速升高到最高值的时间是在短路故障产生后的半周波10ms 的时时刻刻), 塑壳断路器迅速分断。因为运用了具备过流保护功效的塑壳断路器, 根据检查曲线图和核查输电线, 在挑选设计方案变电器底压侧小组出线电缆线时, 可极大减少电缆线横截面, 即较小电缆线横截面的电缆线就可以根据电缆线的短路故障平稳校检。

电气控制系统的功率因数补偿大家选用了低电压侧集中化功率因数补偿, 根据谐波电流强度校核, 在电容控制回路串连6 %Xc 的串联电抗器, 以抑止5 次、7 次谐波。因为系统选用D , Yn11 布线的变电器,就局限了3 次谐波电流引入电气系统。

3.3 　配电设备设计方案

医院门诊用电量负荷分为一般照明系统软件、诊疗驱动力(电源插座) 系统软件、空调机组(新风系统、空调等)、应急照明灯系统软件等。

本楼用电量设施的电源电压均为220/ 380V 。在其中大中型、必要性机器设备由配变电站放射性式配电,

一类负荷均为两路配电尾端自投。制冷机组、真空泵吸引住、X 光机、CT 机等机器设备服务器、核心手术治疗

部的电力工程及照明灯具、电梯轿厢及房顶排烟风机、锅炉风机、房顶照明灯具、核心供货的驱动力、监控室路灯照明均各自由配变电站低压配电屏放射性式配电;地面上一部分离心风机、空调、电梯轿厢等机器设备由低压配电屏选用放射性式与树杆式结合的方法配电设备。

本楼A 、B 区各配有1 个电气竖井, 在其中B区的电气竖井由地底1 层至地面上7 层均设定, A区的电气竖井仅裙楼3 层设定。立井兼作配电设备间。立井内配有一般照明总箱、应急照明灯箱、中央空调配电柜。在其中照明灯具及配电设备、应急照明灯及中央空调选用树杆式配电设备方法。低压电器纵向系统软件见图3 。

                           

大中型离心水泵和离心风机选用了软起动器, 根据相位差操纵减少电机工作电压, 并且能够在启动時间内将电机工作电压提高到电力网工作电压。软起动器可以限定启动电流量和电动机扭矩, 进而有效的避免机械设备冲击性及其电力网工作电压损耗, 使工业设备可以稳定加快, 增加了机器设备的使用期限。

在检验科、核心试验室等用地设定了沿墙铺设的电力组成电线槽, 并将开关电源隔离开关设定其上,

以融入试验室用电量设施多、用电量转变多的规定。

一般配电设备及照明灯具路线选用隔氧层阻燃性高密度聚乙烯电线电缆(GZR ―YJV ―0.6/1kV -), 输电线选用BV 型铜芯输电线;一级用电量的配电设备主干线选用隔氧层防火高密度聚乙烯电线电缆(GNH ―YJV ―0.6/1kV -), 输电线选用ZR ―BV 型铜芯阻燃性输电线。从配变电站引出照明灯具、应急照明灯驱动力主干线电缆线, 走地底隔层, 沿封闭式桥架接至电气竖井、洁净空调机房或用电量机器设备;一般用电量设施的线缆和一级用电量设施的电缆线分离, 各自用桥架铺设, 一级用电量设施的桥架金属结构的外外表应加合乎相关标准的防火镀层。正中间立井内的照明灯具、应急照明灯和设备层以上医院病房楼中央空调选用密集式压接式维护母线槽, 根据插接箱向各层配电柜配电。从电气竖井内一般总配电柜接至各层分配电柜的路线沿金属线槽在装修吊顶内暗敷;从电气竖井内应急照明灯总配电柜接至各层分配电柜的路线穿无缝钢管在墙及构造内暗敷;核心手术部及设备层内一级用电量的配电设备主干线沿金属线槽在装修吊顶内暗敷, 或沿桥架在设备层明敷, 该类桥架, 金属线槽等钢结构的外外表应增加合乎相关标准的防火镀层。从各分照明箱和各分动力柜引出的支系路线需穿无缝钢管在装修吊顶内或构造内暗敷。电源插座及风险场地配电设备电路应安裝漏电断路器。

3.4 　灯光设计

3.4.1 　光照强度规范

因为社会经济发展的差别, 在我国与海外资本主义国家的医院门诊的光照度规范相差甚远, 资本主义国家的光照度规范约是在我国执行标准的5 ～ 10 倍。为了更好地反映智能化医院门诊的整体形象, 融合本项目的详细情况, 光照强度水准在中国实行的规范的基本上逐步提高。

(1) 诊室                           500lx

(2) 确诊诊断室、护士站、药店         300lx

(3) 医生办公室、CT 室、核心供货      200lx

(4) 医院病房                             100lx

(5) 晚间守卫                         5 ～ 10lx

(6) 服务厅                             300lx

(7) 诊室                           150lx

3.4.2 　设计方案中留意诊疗多功能性用地照明灯具的特殊要求

诊室、医院病房、急诊科观察室、治疗室等处选用高显色荧光灯, 便于于观查患者的状况。led色温在3500K 上下。医院病房、急诊科观察室、诊室、治疗室等处的大灯选用漫反射光式照明灯具, 以降低炫光。诊室、核心手术部清理过道、废弃物、消洗等处设定电子器件灭菌灯。测听室的照明灯具选用日光灯。骨科暗室选用可调式光的日光灯。每一个医院病床有床头台灯, 医院病房及病房区设晚间照明灯具。

3.4.3 　别的照明灯具选择及安裝

配变电站、强电和弱电立井、医院病房值勤及电梯机房等无装修吊顶的屋子选用控照式荧光灯链吊安裝;隔层和设备层选用控照式荧光灯吸顶安裝, 地底一层泵房、冷冻机房及热交换器间选用壁装投射灯。洁净空调机房选用控照荧光灯壁装;楼梯口和雨蓬等处选用1 ×60W 斜扁圆形客厅吸顶灯;淋浴间、沸水间选用起重吊装防潮防污led灯管。首层急诊科、儿科门诊及厅堂雨蓬选用环保节能吸顶灯吸顶安裝。诊室、口腔科诊室及修补诊室等选用棱晶面具荧光灯嵌顶安裝;医院病房选用棱晶面具荧光灯吸顶安裝。荧光灯管选用高显色荧光灯管。公司办公室、诊室、检验、预约挂号、收费标准、药店及病史等屋子选用2 ×36W 格珊荧光灯嵌顶安裝。消洗、备菜及杀菌等湿冷自然环境场地选用封闭式荧光灯吸顶安裝。过道选用2 ×18W 格珊荧光灯嵌顶安裝, 候诊室、厅堂及洗手间等处选用3 ×18W 格珊荧光灯嵌顶安裝。医院病房设定地脚灯。

各弱电立井内均配有紧急照明箱, 其开关电源由配配电室给予双路开关电源尾端转换, 为消防疏散安全通道及人员密集的医院门诊楼里的应急照明灯给予靠谱开关电源。为有利于消防疏散, 在疏散过道和楼梯口配有显著的消防疏散指示和安全出口灯。

3.5 　手术部的配电系统

本工程项目核心诊室集中化在地面上3 层, 一共有诊室4 间, 四间均为千级。

核心诊室是一个医院门诊的关键, 是医院门诊最重要的定点医疗机构, 手术部的配电灯光控制系统为最重要的供配电系统。手术部配电设备设计方案以达到手术部用电量必须,安全性配电为目地。

(1)系统软件

依据标准要求, 诊室配电设备、照明灯具均依照一级负荷配电设备, 应使用两路配电开关电源, 而且双路开关电源有全自动转换作用。核心手术部配有专用型两路开关电源全自动转换配电箱, 从专用型配电箱向每个诊室配电柜放射性式配电设备。两路开关电源从配变电站低压配电屏立即引进。

手术部清洁中央空调集中化在设备层, 配有专用型配电箱, 两路开关电源从配变电站低压配电屏立即引进并能全自动转换。从专用型配电箱向各清洁中央空调配电柜放射性式配电设备。

每个净化手术室均配备单独的配电柜, 为降低外界尘、菌的入侵进而产生互相污染的要素, 配电柜放到环境污染过道一侧。配电柜各自给手术无影灯、一般led灯带照明灯具、观片灯、电子器件灭菌灯、电源插座组、综合性诊疗柱等配电。每个诊室设定220V 电源插座组3 组, 每一组设定单相电三线电源插座3 个, 三相插座1 个, 接线端子排2 个。

电气设备全部出入诊室的管道均必须开展密闭式堵漏, 以确保诊室内部结构的洁净度等级。

(2) 照明灯具、灯具选择及安裝

诊室、清洁过道等选用漫反射光罩荧光灯嵌顶安裝, 选用高显色荧光灯管及没有噪音的镇流器;诊室光条一般照明选用灯源led色温为4500K以内的冷乳白色荧光灯;环境污染过道等非洁净区选用格珊荧光灯嵌顶安裝。

诊室清洁过道(www.iwuchen.com)和清理过道均设100 %应急照明灯, 平常做为一般用, 发生火灾时, 无论那时候状况怎样, 均能强制性照亮全部照明设备。

(3)电气设备接地装置

配电柜旁设定等电位接地核心。接地装置核心与各电源插座接线端子排及诊室内的金属材料体(如器械柜、手术床等)选用6mm2 铜输电线, 穿PVC 管联接。诊室照明灯具平面图见图4 , 诊室配电设备总平面图见图5 。诊室配电柜系统软件接线方法见图6 。

　3.6 　数据检影三维成像设施的配电设备规定及内电阻测算

3.6.1 　数据检影三维成像机器设备供电系统

本工程项目大中型影像设备有CT 机、X 光机等机器设备。他们的主机电源选用两路开关电源配电。由配变电站低压配电屏放射性式配电设备。

设备厂家针对CT 机、X 光机电源的规定引出了开关电源内电阻这一性能指标。机器设备对电源电压的需求越高, 开关电源内电阻越小。

3.6.2 　负载测算

大部分数据检影机器设备是短时间不断工时制度, 因而测算负载时可以打较小的需要系数, 依据现阶段一些医院门诊的真实运作结果显示, 四台机器设备与此同时曝出的概率很低。如此测算出的总计算容积低于400kVA时, 可以不选用专用型放射科变电器配电。

3.6.3 　配电线路输电线横截面的明确

数据检影机器设备的配电线路输电线横截面要考虑机器设备的内电阻及电流的规定。

环形变压器的内部结构电阻器:R t (Ψ)

环形变压器短路容量:P t (kVA)

环形变压器相数:三相

电源变压器工作电压变动率:ε(%)

额定值二次工作电压:Ut (V)

(1) 测算变电器内部结构电阻器Rt

Rt =2 ×ε×0.01 ×Ut2/ (Pt ×103)(Ω)

(2) 测算主干线电阻器R l (Ω)

充分考虑低压开关的电阻器以及它回路电阻, 环形变压器和电源变压器二次侧的主干线电阻器为总开关电源电阻器的80 %。

Rl=80%Rg -Rt(Ω)

(3) 较大容许内电阻:Rg (Ω)

(4) 测算主干线横截面A (mm):

单相电机器设备A =2 ×ρ×L/ Rl (mm)

三相设备A =ρ×L/ Rl (mm)

由上由此可见达到设备内电阻规定, 具体便是要达到设备的电源电压。它受三个层面要素的危害:变电器特性阻抗、变电器至设备的布线长短、布线横截面。在系统配置时, 尽可能减少变电器特性阻抗、减少变电器至设备的间距。在达到开关电源内电阻的前提下, 降低布线电缆线横截面, 节省项目投资。

下列是我院设备在环形变压器为1250kVA 时,不一样内电阻规定下的配电设备输电线横截面。如表1 所显示。

3.6.3 　接地装置

医疗器材数据检影设备一般店家对接地装置均明确提出较高规定:接地电阻要求低于1Ψ, 且独立设定接地装置。但现在医院门诊中的大中型设备许多, 且设备比较集中化,设备独立设定接地装置通常比较艰难。在我国目前标准对于此事沒有明文规定。

现阶段的诊疗设备的接地装置主要是下列二种:(1)设备的接地保护;(2)设备的保护接地。规定

独立接地装置的主要是电子计算机的保护接地。在我国的《电子计算机机房设计规范》及英国IEEE 的强烈推荐规范都提议电子器件数据信号的工作地收到同用接地装置上。英国IEEE 的强烈推荐规范中还强调各自接地装置间隔无法得到确保, 其結果各接地装置中间反倒会遭到危害。

因而宜将医院门诊此一部分设备的接地保护运用房屋建筑的基本做为同用的接地装置。与此同时, 因为房屋建筑选用同用接地装置, 为避免雷击过压毁坏电子计算机等电子器件设备, 应将有电子计算机等电子器件设备的计算机房、主控室等屋子的建筑内金属材料体(包含柱内、墙里、板内建筑钢筋)作等电位连接。

3.7 　医院门诊用电安全

本工程项目避免触电的方法如下所示:

基本绝缘层(诊疗设备本身结构)。

接地保护:医院门诊各诊疗场地均选用保护接地。

漏电保护器:一般场地的移动设备均选用漏电保护器维护。

房屋建筑开展总等电位连接, 淋浴室、诊室、诊断室等设定部分等电位连接。

选用同用接地保护:医院门诊接地装置问题牵涉到患者的安全性、医疗设备设备的正常的运转等。本设计使用的是防雷接地线、供电系统接地装置、设备接地保护及设备保护接地同用接地保护。

为降低干扰信号的磁感应效用, 采用了房屋建筑及屋子外界设定屏蔽掉, 如:含金属材料的墙、柱均可以做为格栅屏蔽分离。将房屋建筑金属材料等电位连接;仪表仪器的接地装置选用同用一点接地装置;电气设备路线选用穿金属软管, 目地是为了更好地降低影响。

3.8 　防雷接地线

接地保护选用TN ―S 系统软件, PE 线和N 线绝缘层分离。但凡在通常情况下不通电的电气设备设备的塑料外壳、金属线槽、电缆线铠装电缆、布线无缝钢管等均应安全可靠接地装置, 接地可运用100mm ×100mm ×5mm 接地装置厚钢板, 请构造技术专业预埋件。诊室配电柜旁设定等电位接地接线端子, 综合布线系统设备间设定等电位接地主干线选用25mm ×4mm 镀锌扁钢做为电子计算机的接地干线。医院病房洗手间设定等电位接地主干线选用25mm ×4mm 镀锌扁钢。房间内的水槽, 各种各样合金管线等均选用25mm ×4mm 镀锌扁钢与接地干线靠谱联接。避雷与电气设备接地装置选用同用接地体, 接地线电阻不大于1Ω。等电位联结参照《等电位联结安装》标准图集02D501-2 。

防雷装置立即利用底板及柱基内的主钢筋做接地极, 利用柱内主筋作避雷引下线;房顶设明敷避雷线, 墙体金属材料窗门接地装置;在有关位置预埋件接地装置联接板, 配电气接地装置及等电位接地应用。防雷接地线参照《利用房屋建筑金属材料体做防雷及接地设备安裝》标准图集02D501-2 。

配变电站高、配电房设备均应安裝过电压保护器。

4 　结语

伴随着在我国综合国力的提高, 医疗服务工作将在一定時间获得稳步发展, 做为大家诊疗工程项目的设计工作人员, 要持续掌握学习培训全新的医疗器械;学习培训掌握世界各国的新标准;融合医疗器械的配电设备规定和机器设备的详细情况, 明确配电系统;进一步高度重视医院门诊的用电安全, 大力发展可以信赖的配电设备及接地保护。