Zestaw Zasilający Sieci IT w Pomieszczeniach Medycznych

Medycyna XXI wieku na każdym kroku jest wspierana przez nowoczesną aparaturę elektromedyczną służącą do diagnozowania, leczenia i ratowania życia ludzkiego.
Z tego względu są w nią wyposażone wszystkie współczesne Ośrodki Medyczne. Sukces leczenia, w stopniu większym niż kiedykolwiek zależy zarówno od precyzji i niezawodności działania samej aparatury jak i od zasilania jej z niezawodnego i bezpiecznego źródła energii elektrycznej.
Przy tradycyjnym sposobie zasilania (sieć uziemiona), energia elektryczna może być niebezpieczna, poważnym porażeniem zagrożeni są szczególnie ludzie chorzy, dzieci i noworodki.
W trakcie zabiegów i operacji dochodzi do przerwania naturalnej bariery ochronnej, którą dla człowieka jest naskórek. Do pacjenta może być dołączonych wiele instrumentów połączonych jednocześnie liniami sygnałowymi z aparaturą rejestrującą. Uszkodzenie izolacji w którymkolwiek aparacie zasilanym z sieci tradycyjnej, grozi pacjentowi porażeniem oraz spowoduje natychmiastowe wyłączenie uszkodzonego aparatu a czasem innych aparatów dołączonych do pacjenta. Z oczywistych względów jest to niedopuszczalne.
Opisane zagrożenia eliminuje zasilanie urządzeń medycznych poprzez sieć systemu IT (sieć izolowana od ziemi) spełniającą wymagania odpowiednich norm. Dlatego wszystkie dobre, współczesne Ośrodki Medyczne posiadają niżej opisany system zasilania.

Praca w systemie sieci IT jest bezpieczna ponieważ:

•  każde uszkodzenie izolacji zostanie zasygnalizowane, ale:
  - nie nastąpi przerwa w pracy uszkodzonego aparatu
  - nie zostaną wyłączone inne aparaty zasilane z tej sieci
  - pacjent nie będzie narażony na porażenie elektryczne
• system kontroli z wyprzedzeniem ostrzega o osłabieniu izolacji i o przekroczeniu dopuszczalnych parametrów pracy. Obsługa ma czas na sprawdzenie aparatury zanim nastąpi jej ostateczne uszkodzenie.

System sieci IT ma więc zastosowanie w pomieszczeniach medycznych, w których:

• stosuje się aparaty służące do podtrzymywania życiowych funkcji pacjenta,
• wymagana jest wysoka niezawodność zasilania wynikająca z konieczności bezpiecznego zakończenia zabiegów medycznych, zwłaszcza inwazyjnych, połączonych ze znieczuleniem ogólnym, napromieniowaniem itp., których powtórzenie jest niemożliwe lub związane z narażeniem zdrowia pacjenta,
• występuje szczególne zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym – stopień zagrożenia określa się na podstawie liczby aparatów przyłączonych jednocześnie do pacjenta
  i występowania tzw. zabiegów mokrych, związanych z częstym kontaktem z płynami ustrojowymi np. kardiochirurgia, cystoskopia,
• występuje lub może wystąpić atmosfera wzbogacona w tlen np. w komorach hiperbarycznych, w cieplarkach dla niemowląt, namiotach tlenowych, gdzie przypadkowe iskrzenie może spowodować pożar,
• używa się palnych środków anestetycznych i dezynfekcyjnych.
• wymagane jest zmniejszenie prądów upływu aparatury

Do tego typu pomieszczeń zalicza się:

• sale operacyjne wraz z pomieszczeniem przygotowawczym,
• sale gipsowe,
• sale dializ,
•  sale cewnikowania serca,
• sale endoskopii, zwłaszcza wykonywanej w znieczuleniu ogólnym,
• oddziały intensywnej opieki medycznej,
• sale intensywnej opieki nad noworodkiem,
• inne, w których ze względu na rodzaj zabiegu lub badania, wymienione czynniki usprawiedliwiają zastosowanie sieci IT np. w gabinetach kosmetycznych, w klinikach weterynaryjnych.

Poprawne wykonanie sieci systemu IT w pomieszczeniach medycznych wymaga:

• doprowadzenia energii z co najmniej dwóch niezależnych źródeł o dużej niezawodności,
• zainstalowania automatycznego układu przełączającego zgodnego z normą
  PN-EN 60947-6-1:2001
• zastosowania aparatury gwarantującej bezpieczne przełączanie i niewrażliwość na chwilowe zakłócenia występujące w liniach zasilających,
•  zainstalowania urządzenia do ciągłej kontroli stanu izolacji wg wymagań normy
  IEC 60364-7-710; IEC 61557-8; PN-EN 61557-8:2002 U
• zainstalowania urządzeń do ciągłej kontroli i sygnalizacji temperatury i obciążenia transformatora medycznego,
• wykonania odpowiedniego systemu uziemień ochronnych i połączeń wyrównawczych.

Firmy Elhand Transformatory z Lublińca oraz Horus-Energia z Warszawy oferują kompletny zestaw zasilający przeznaczony do zasilania w systemie IT pomieszczeń medycznych, zgodnie z normą PN-IEC 60364-7-710.
Zastosowanie przedstawionego systemu zasilania powinno być celem nadrzędnym gdyż system ten zapewnia bezpieczeństwo pacjentom i personelowi medycznemu, a koszt jego wykonania jest niewielki w porównaniu z aparaturą medyczną pracującą w tej sieci.

Moduł zasilająco-kontrolny HE 101, HE 301 i HE 302 umożliwia:

• kontrolę wartości napięcia źródła podstawowego i rezerwowego w zakresie podanym w parametrach technicznych,
• automatyczne przełączanie zasilania na źródło o parametrach mieszczących się w nastawionych granicach. Dzięki zastosowaniu blokady elektromechanicznej gwarantowane jest bezpieczne przełączanie i niewrażliwość na chwilowe zakłócenia napięcia w źródłach,
• ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia dopuszczalnej temperatury transformatora,
• ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia przez czas dłuższy niż 3 sek. nominalnego prądu obciążenia transformatora,
• ciągłą kontrolę i sygnalizację uszkodzenia izolacji sieci IT i zasilanych z niej urządzeń.
• w warunkach awaryjnych, styczniki Q1 i Q2 mogą być sterowane ręcznie przy zachowaniu blokady mechanicznej.

Moduł zasilająco-kontrolny HE 101 i HE 103 zawiera człony pomiarowe i czasowe z regulowanymi nastawami. Dzięki temu moduł może być stosowany w każdej konfiguracji sieci obiektu a nastawy pozwolą dostosować moduł do lokalnych warunków zasilania i do wymagań normy PN-IEC 60364-7-710.

Moduł zasilająco-kontrolny HE 301 i HE 303 umożliwia:

• ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia dopuszczalnej temperatury transformatora,
• ciągłą kontrolę i sygnalizację przekroczenia przez czas dłuższy niż 3 sek. nominalnego prądu obciążenia transformatora,
• ciągła kontrolę i sygnalizację uszkodzenia izolacji sieci IT i zasilanych z niej urządzeń.

Kaseta sygnalizacyjna typu HE 010 umożliwia obsłudze między innymi zdalne testowanie urządzenia pomiarowego rezystancji izolacji i ciągłości przewodu ochronnego. Do jednego modułu można dołączyć 5 kaset.

Prawidłowość pracy urządzenia mierzącego rezystancję izolacji oraz ciągłość przewodu ochronnego łączącego moduł HE….. z PE-IT, sprawdzana jest przez obsługę przyciskiem „test izolacji” umieszczonym na kasecie sygnalizacyjnej.

Zasada działania

Do modułu HE 101, HE 301 i HE 302 doprowadzone są dwie niezależne linie zasilające: podstawowa 1L załączana stycznikiem Q1 oraz rezerwowa 2L załączana stycznikiem Q2. Wartość napięcia w obu liniach jest ciągle kontrolowana a progi zadziałania można ustawić w przedziale od 80V do 260V. Dzięki temu spełnione są wymagania normy PN-IEC 60364-7-710 oraz można dostosować progi działania do potrzeb każdego Szpitala, uwzględniając lokalne wahania napięcia występujące w sieci zawodowej.
Priorytet ma linia zasilania podstawowego 1L, możliwa jest jednak blokada niepotrzebnych przełączeń – patrz „Wyposażenie dodatkowe”. Układ zawiera blokady elektromechaniczne gwarantujące bezpieczne i pewne przełączanie.
Przy obecności napięcia o prawidłowych parametrach w obu liniach zasilających, po uruchomieniu układu załączony jest stycznik zasilania podstawowego Q1. Jeśli wartość napięcia w linii podstawowej wyjdzie poza ustalone progi, układ działa wg następujących sekwencji czasowych:
T0 – czas niezależny od zasilania w energię elektryczną, jest to opóźnienie liczone od momentu zadziałania przekaźnika kontroli napięcia w linii podstawowej do chwili zainicjowania przełączenia na sieć rezerwową. Po upływie czasu T0 następuje wyłączenie stycznika Q1
T1 – opóźnienie czasowe liczone od chwili wyłączenia stycznika Q1 do momentu załączenia stycznika Q2 (linii rezerwowej)
T2 – opóźnienie czasowe liczone od chwili wyłączenia stycznika Q2 do momentu załączenia stycznika Q1
T3 – gdy sieć IT zasilana jest ze źródła rezerwowego – jest to opóźnienie czasowe liczone od chwili powrotu napięcia w linii podstawowej, do chwili zainicjowania przełączania na sieć podstawową.
Po upływie czasu T3 następuje wyłączenie stycznika Q2 i zaczyna się odliczanie czasu T2.
W przypadku, gdy w trakcie odliczania czasu T3 zaniknie napięcie w linii rezerwowej, odliczanie zostaje przerwane - natychmiast wyłącza się stycznik Q2 i rozpoczyna się odliczanie czasu T2.

Regulacja T0, T1, T2 pozwala na płynne ustawienie czasu przełączeń między liniami zasilającymi. Możliwe do ustawienia się czasy od 0,2 do 2 sek. Dzięki temu spełnione są wymagania normy PN-IEC 60364-7-710 oraz można dostosować czasy przełączeń do rodzaju aparatury medycznej zasilanej z sieci IT, szczególnie gdy przełączane są źródła niezsynchronizowane.
Regulacja T3 pozwala na płynne ustawienie czasu w zakresie od 0,1 sek. Do 10 godz., dzięki czemu użytkownik ma możliwość wyeliminowania niepotrzebnych przełączeń jeśli w lokalnej sieci występują krótkotrwałe powroty napięcia.