隨著電子工業與醫療技術的發展，越來越多的醫療電氣設備介入到患者診斷、治療過程中，而供配電系統的型式選擇與低壓電氣設備可靠運行以及醫護人員和患者人身安全密切相關，因此必須根據醫療場所實際情況合理選擇供配電系統型式。

1 概述

當人遭受工頻交流電擊時可能受到不同程度的傷害，例如灼傷、肌肉麻痹、停止呼吸、心室纖維性顫動等。根據 GB/T 13870.1—2008電流通過人體的效應一部分:通用部分表11及圖20可知接地故障電流持續時間 0.1S且不大于50mA，接地故障電流路徑是一手到雙腳，此時流經人體的接地故障電流使人產生不自主肌肉收縮，但通常沒有有害的電生理學效應;當故障路徑是胸膛至左手時，若使故障電流不對人產生傷害，要求故障電流不大于33mA。

因此故障電流路徑不一樣，若使故障電流不對人造成傷害，要求故障電流限值也不同。此外，如果漏電斷路器保護動作時間大于0.1S，即故障電流持續時間大于0.1S，要求故障電流限值更小才能保證不對人產生傷害。

電擊對人造成嚴重傷害的是微電擊。當故障電流路徑不經過人體皮膚阻抗而流進心臟組織內部的電流所引起的人體電流效應就是微電擊。例如手術時體外醫用電子器件直接接觸人體內部組織、器官。10μA～50μA或者50mV(距離心臟越近閾值越低)的微電擊即可引發致命的心室顫動。通常情況下，醫療電氣設備220V電源就近引自插座或配電箱預留回路，這些回路漏電斷路器的額定剩余電流一般為30mA，無法滿足此情況下的電擊安全防護要求。

2 IT 系統簡介

2.1 IT 系統定義

GB 14050—2008系統接地的型式及安全技術要求對IT系統的定義是:電源端的帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地，電氣裝置的外露可導電部分直接接地。IT系統的系統圖參見圖1。

圖1 IT系統示意圖

2.2 IT 系統特點

1) IT系統電源端無接地的中性線或經過阻抗接地，單相接地故障情況下通過非故障相的對地電容形成接地故障電流回路，接地故障電流很小，接地故障電壓Uf很低，可帶故障持續運行，供電連續性及安全性高。

IT系統具有預防性、修復性的特點。

在絕緣下降但未出線接地故障時，通過監測供電線路對地絕緣變化情況，在一次接地故障發生前及時處理隱患。

即使一次接地故障隱患未處理，其發生后并不會對系統運行造成危害。但一次接地故障發生后并未處理，又發生二次接地故障時要求切斷供電電源。因此，二次接地故障發生前發現并處理一次接地故障，以確保故障點對地電壓及故障電流不會對人員造成傷害。IT系統故障電壓計算可參見 GB/T 16895.10—2010低壓電氣裝置第4-44部分:安全防護電壓騷擾和電磁騷擾防護表44.A1中Uf值。IT系統Uf值更完整內容參見GB 16895.11—2001電氣裝置對暫時過電壓和高壓系統與地之間的故障的防護圖44D至圖44K。2)IT系統不同于常見的TN，TT系統，其系統特性決定必須設置對地漏電流監測裝置，工礦企業660V的IT系統常用漏電繼電器，醫療場所IT系統常用絕緣監測器(IMD) 。

3 IT 系統在醫療場所的應用

3.1 國內外背景

國際、國內均有關于手術室、ICU，CCU等醫療場所配電系統的相關規范。目的就是為了確保醫療場所用電的安全性、可靠性，見表1。

國外IT系統應用更為成熟及廣泛，我國IT系統僅應用于10kV及35kV的高壓系統和礦山、井下的某些低壓供電系統。

3.2 國內相關規范要求及應用

GB 16895.24—2005建筑物電氣裝置第7-710部分: 特殊裝置或場所的要求 醫療場所、JGJ 16—2008民用建筑電氣設計規范和JGJ 312—2013醫療建筑電氣設計規范均對醫療場所進行了分類: 醫療場所分為0類場所、1類場所和2類場所。其中0類場所、1類場所醫療電氣設備不接觸患者、接觸軀體外部或斷電不危及生命的非重要治療場所。2 類場所為醫療電氣設備接觸部件用于諸如心內診療室、手術室及斷電危及生命的重要治療場所。具體醫療場所內各個功能房間的類別劃分詳見JGJ 312—2013醫療建筑電氣設計規范表3.0.2。

0類場所及1類場所可以采用TN-S系統供電。但應滿足電擊安全防護相關要求，具體參見GB 50054—2011第5節相關內容。JGJ 16—2008民用建筑電氣設計規范明確規定: 2類場所內用于維持生命、外科手術和其他位于“患者區域”內的醫用電氣設備和系統的供電回路，均應采用醫療IT系統。JGJ 312—2013醫療建筑電氣設計規范也有類似要求。

JGJ 16—2008民用建筑電氣設計規范明確規定:醫療用途相同且相鄰的一個或幾個房間內，至少應設置一個獨立的醫療場所局部IT系統，除只有一臺設備并由單臺專用的醫療場所局部IT 隔離變壓器供電外，每個房間應配置絕緣故障監測裝置，且應符合下列規定: 交流內阻不應小于100kΩ;測量電壓不應超過直流25V; 測試電流在故障條件下峰值不應大于1mA; 應設置絕緣故障報警，在絕緣電阻遲降至50kΩ時應能報警、顯示，并應配置試驗設施。醫療IT變壓器應裝設過負荷和過熱的監測裝置。

實際應用中，一般是一間手術室設一臺隔離變壓器及一套絕緣監測系統，這樣發生絕緣故障的范圍小，便于手動查找和維護。面積較大的2類場所可選用帶自動定位功能的漏電監測系統。目前我國醫療IT系統電壓還是以220V為主。主要原因是術室接觸設備負荷不大，220V能滿足用電需求。380V的IT系統發生單相接地故障時非故障相電壓升高為正常電壓1.732倍，由此會帶來設備、線纜的耐壓問題、安全問題，故380V較220V的IT系統很少使用。此問題GB 16895.24及相關文獻也有描述。

目前醫療場所配電系統絕大多數是以TN-S配電系統為主，個別2類場所通過隔離變壓器采用局部醫療IT系統。GB 50333—2013潔凈手術部建筑技術規范11.1.6條要求“心臟外科手術室用電系統須設置隔離變壓器”且為強條，可見隔離變壓器作為間接接觸防護措施的有效性及重要性。

3.3 醫療 IT 系統構成

1) 隔離變壓器。隔離變壓器一次、二次線圈分別設置，內部設溫度傳感器，可將溫度信號傳至絕緣監測系統，實現超溫報警。具體要求應滿足GB 16895.24第710.512.1.6條對隔離變壓器的要求。2) 絕緣監測系統。絕緣監測系統主要包括絕緣監測儀、報警顯示儀、電流互感器，24 V 直流電源，另外可選配絕緣故障定位儀。3) 顯示報警單元。一般與絕緣監視儀相互通信，在絕緣故障時可發出聲光報警。

4 設計實例

4.1 工程項目背景

陽煤集團職業病防治中心大樓屬一類高層，地下1層地10層，總建筑面積13555.51m2，2 類場所包括3間手術室及5間ICU。以手術室配電系統為例進行說明。

4.2 醫療 IT 系統設計

本項目手術室獨立配電箱系統圖見圖2。

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