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大型綜合醫院電氣安全設計與應用

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會計知識
2025-10-15 06:26:03
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大型綜合醫院電氣安全設計與應用：大型綜合醫院電氣安全設計與應用吳柯霓安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 202501摘要：探討了大型綜合醫院建筑電氣設計方案，介紹

大型綜合醫院電氣安全設計與應用

吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 202501

摘要：探討了大型綜合醫院建筑電氣設計方案，介紹了開關站及變配電所的設置，闡述了照明系統節能、IT系統、能耗監測系統、智能配電監測管理系統等方面的設計,提出大型綜合醫院要重點關注供電可靠性和用電安全性，進一步推動智能配電系統在綜合醫院建筑中的實際應用。

關鍵詞：大型綜合醫院；電氣設計；智能配電；負荷分級

引言

隨著經濟的快速發展，大型綜合醫院業務規模不斷擴大，醫護人員及病患人數急劇增加，各種先進精密和科研設備數量猛增，用電量急劇上升，導致各種變壓器和配電設施經常岀現過載發熱、超負荷運行、電壓波動、諧波干擾嚴重等問題，危及醫院供電電網的安全，影響供電網絡的正常運行。為此，要采取有效措施，既能保障大型綜合醫院供電可靠性,又能讓醫院管理人員及時發現電氣隱患并在最短時間內予以排除。

1合理確定供配電系統設計方案

大型綜合醫院的供配電系統應根據醫院建筑的標準等級、負荷性質、用電容量、系統規模以及當地供電條件，充分考慮近期的使用和遠期的發展需要，合理確定供配電系統設計方案口3。在保障安全、供電可靠、技術先進和經濟合理的前提下，供配電系統架構應簡單明晰，能降低造價,減少電量損失，便于管理及維護。

1.1負荷分級及供電要求

醫院供電負荷等級分為一級負荷中特別重要負荷、一級負荷、二級負荷及三級負荷。

（1）一級負荷中特別重要負荷：急診搶救室、急診采血、兒科急診、產房、早產兒室、重癥監護室、手術部（手術室、麻醉室、蘇醒室）、透析、生殖中心、燒傷病房中涉及患者生命安全的設備及其照明用電，大型生化儀器、重癥呼吸道感染區的通風系統⑴。

（2）一級負荷:急診部、監護病房（ICU）、手術部、介入手術、急診與門診手術、危重病人（搶救室）、分娩房、嬰兒室、病理切片分析、核磁共振、介入治療用CT及X光機掃描室、血庫、加速器機房、治療室及配血室的電力和照明，培養箱、冰箱、恒溫箱和其他必須持續供電的精密裝備，走道照明用電；百級潔凈度手術室空調系統用電；消防控制室、火災自動報警及聯動控制裝置、火災應急照明及疏散指示標志、防煙及排煙設施、自動滅火系統、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動的防火卷簾與門窗以及閥門等消防用電；主要業務和計算機系統、安防系統、電子信息系統機房用電，普通電梯（客、醫梯）用電；排水（污）泵、生活水泵用電等⑵。

（3）二級負荷:除百級潔凈度手術室之外的其他手術室空調系統用電，電子顯微鏡、一般診斷用CT及X光機用電、自動扶梯用電、廚房動力與照明用電等。

（4）三級負荷:不屬于一、二級的負荷，如一般電力、照明、空調及開水器等用電負荷。

大型綜合醫院存在著大量一級負荷和特別重要負荷，應由2個市電電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。對于特別重要負荷，還應增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。

1.2用電負荷容量的確定

對于制冷、空調、風機、水泵、電熱、電梯等用電設備按相關專業工藝所提供的設備安裝容量進行負荷統計，其備用設備容量不計入在內;對于照明等設備用電負荷根據不同設計階段按規范照度標準、單位容量法和具體平面布置方案進行負荷統計。變壓器安裝容量指標為70?100 VA/m2。

1.3供電電源及電壓等級

供電電源及電壓等級采用20 kV還是10 kV 電壓等級，應與當地供電部門協商，以滿足用戶的供電要求。

1.4備用電源和應急電源

特別重要負荷采用雙路市電和柴油發電機組供電，另設有不間斷電源（UPS）裝置，以滿足電源切換時間的要求。

火災自動報警及聯動控制裝置、主要業務和計算機系統、安防系統、電子信息系統機房設備等用電，除采用雙路市電供電，另外增加UPS 供電。

為確保消防系統的可靠性，一級負荷中的消防設備電源除采用雙路市電供電外，一般要納入柴油發電機組供電,但雙路市電已滿足國家規范的要求，正常時由工作電源供電。工作電源故障或斷電時，備用電源自動投入供電，工作電源恢復供電后備用電源自動退岀。

2合理確定開關站及變配電所

2.1開關站及變配電所設置

開關站及變配電所的設置應充分考慮負荷中心和供電半徑的要求，從而縮短低壓配電線路長度，降低線路的損耗,減少電壓損失,其位置盡量遠離人員密集的場所，并避免電磁輻射。按國家現行規范，中心城區供電半徑不大于15。m, 一般城區不大于250 m,郊區不大于40。mo

2.2高壓供電系統

高壓供電系統由兩路獨立市電電源同時供電（高壓電源等級應符合當地供電部門要求），采用單母線分段方式運行，中間設置母聯開關，平時兩段母線分列運行，當任一路電源故障或斷電時,通過手動/自動操作母聯開關合閘，另一路電源承擔全部一、二級負荷。

2.3低壓供電系統

變壓器低壓側采用單母線分段方式運行，設置母聯斷路器，當任一路電源或變壓器故障斷電時,通過母聯斷路器手投/自投合閘，確保一、二級負荷的使用。母聯斷路器自投時，應按適當的比例分批自動斷開三級負荷，以滿足變壓器的正常工作。主進斷路器與母聯斷路器之間設有電氣聯鎖，任何情況下只能使其中的2個斷路器合閘,避免發生誤動作造成損失。當主進斷路器因過載或短路故障分閘時,母聯斷路器不得自動合閘。干式變壓器采用箱變形式與低壓開關柜并列安裝，箱體防護等級為IP30o

2.4干式變壓器選擇

根據國家規范和用戶的負荷特點及經濟運行條件,10/0.4 kV單臺變壓器的容量一般不宜大于1 250 kVA,但考慮到用電設備容量較大，在保證技術經濟合理、運行安全可靠，并征得當地供電部門同意后,可采用1 600 -2 500 kVA的低損耗高節能環保型干式變壓器（如非晶合金變壓器等）。

2.5無功補償與諧波治理

綜合樓內各用電設備優先選用高效節能產品，故平均自然功率因數按0. 80?0. 85考慮，根據規范和供電部門要求進行無功功率補償。 0.4 kV低壓側功率因數應提高至0.93左右，在各變壓器低壓側統一考慮自動補償，實時檢測負荷變化情況，實現相控補償動態管理,避免超、漏補現象的發生；為防止電源諧波的干擾和污染, 應在無功功率補償同時增加電源濾波裝置進行治理,提高設備的可靠性,降低運行成本,避免對配電系統和各種設備造成影響或破壞，以達到節能目的。國家規范對諧波治理有明確的規定，部分地方規范的規定更明確些，如規定對專用設備、空調設備應進行有源濾波治理。

2.6線纜選擇

線纜選擇應考慮工程的重要性、火災幾率及其特點和經濟合理等因素,并采取有效的阻火安全措施,避免產生有害氣體對環境和人身造成危害。消防設備等所屬配電干線及分支干線采用礦物絕緣電纜，支線采用低煙無鹵耐火型電線電纜;非消防負荷供電采用低煙無鹵阻燃型電線電纜;個別配電干線采用封閉式母線。

3照明系統節能設計

根據GB 50034—2013 （建筑照明設計標準》⑶要求，正常照明按不同的場所、不同使用功能和特點，在滿足照度和節能的前提下,合理地選擇光源和光色，并結合建筑吊頂形式選擇相適應的燈具,與室內裝飾相協調。

3.1節能光源與燈具的應用

按照GB 50034—2013 （建筑照明設計標準》，各房間或場所不超過現行照明功率密度值, 對于要求照度高和顯色好的場所,優先選用高效節能型熒光燈或LED燈;對于走廊、電梯廳、前室等處以筒燈照明為主，均采用LED燈;對于門廳等空間比較高的場所選用小容量金屬鹵化物燈, 并配套節能鎮流器;病房樓標準層走廊及病房內，為避免眩光采用帶磨砂罩高效節能熒光燈或 LED燈，并在走廊及病房內設置起夜燈，由護士站統一集中控制。通過節能光源和燈具的應用, 提高了發光效率，降低了運營成本，延長了使用壽命。

大面積應用高能效LED燈具與使用同樣光效的普通照明燈具相比，最高可降低30%能耗; 結合照明控制裝置，節能效益最高可達50%。隨著LED技術的發展,照明材料價格降低,有利于 LED產品的使用和推廣。采用LED燈具進行巧妙組合、運用的環境照明可改善用戶體驗。

3.2智能照明控制系統

門急診大廳、街、候診區、停車場及病房走廊等公共場所，其正常照明采用智能照明控制系統，可實現就地控制、遠程控制、定時控制、場景編程控制等功能,提高節能效果，降低工作強度。控制面板宜設置在分診臺、護士站及主要通道口等便于操作的位置。智能照明控制系統應預留與BAS系統聯網的通信接口。

4IT系統設計

醫院2類場所（如手術室、監護室等），既要保證供電的可靠性和連續性，還需防止系統和負載的微弱漏電，即設備對病人的微電擊（導致病人有生命危險）。因此在2類場所內，醫用電氣設備和系統的供電回路均應采用 IT系統。

IT系統主要由醫用單相隔離變壓器、直流穩壓電源模塊、絕緣監視儀、外接報警顯示儀和絕緣故障定位系統等組成,單相隔離變壓器容量為3.15?10.00 kVA。手術室都采用8 kVA單相隔離變壓器，承擔手術室內吊塔、無影燈和插座的供電。蘇醒室、搶救室、麻醉室內相對所需設備較少,可降低單相隔離變壓器選型容量。

5能耗監測系統

計量裝置對建筑物內用電、水、冷熱量、燃氣及醫用氣體等能耗進行分類分項計量，具有數據通信功能,通過對能耗進行動態監測，實現建筑物內用能的管理。按科室或區域對照明和插座、室外景觀照明、空調用電、動力用電、特殊用電等進行分項計量。在園區給水進水管處、各科室供水管處及生活熱水供回水管處設置計量水表;市政主干熱力供熱管網處設置計量表具，對總供熱量進行計量;在空調機房內分水器至各區域的主干供水管處設置能量計量表，對各區域供冷、供熱量進行計量。分項分科室計量便于醫院后勤的精細化管理，掌握各科室、各區域的用能情況, 促進整個醫院行為節能,有利于發現用能過程存在的問題,便于進一步進行節能診斷和改造⑷。

6智能配電監測管理系統

智能配電監測管理系統可支撐變配電系統的實時監測管理、供給管理和運維管理等工作，對用能供能單位進行有效監管，實現優化運行以及供電可靠性，具有運行維護、管理功能。智能配電系統按照主要功能劃分為以下4個層級。

現場設備管理層,實現電氣系統的基本現場保護、監測、控制層級功能,主要由現場多功能電表組成。該層級設備是實現電力系統的計量、信息監測功能。

通信管理層，實現設備之間聯絡和通信管理，主要由交換機、以太網關設備組成。該層設備完成設備的基本智能化功能,是實現電力系統信息化的基礎。

監控管理層，實現現場信息到計算機界面的轉化,主要由計算機、專業監控軟件、打印機等設備組成。該層設備將現場信息化的數據轉換成人機界面信息,并將信息按照發生源進行分析處理。

遠程移動運維應用層，結合移動端數據完成資產管理、維護管理、工單計劃和落實管理、實時報警推送、能耗分析等功能,遠端數據需要能夠實現關鍵數據的備份,須能提升對電力系統的管理易用性和便利性。

7防雷、接地系統及安全措施

建筑防雷裝置應按規范要求設置，滿足防直擊雷、防側擊雷、防雷電感應及防雷電波的侵入, 并設置等電位聯結。建筑防雷接地、電氣設備保護接地、電梯機房、消防控制室、弱電進線間等接地共用建筑物聯合接地極,要求接地電阻W1 Oo 當實測不滿足要求時，增加人工接地極。

為防止雷電的侵入，配電室干線以及各樓層總配電箱等設置防雷過電壓保護,配電箱內加裝一至二級電涌保護器，某些部位設置三級電涌保護，以確保各回路電源干線和重要設備可靠運行。在變電室低壓配電柜母線、室外引入的電力線路的總配電箱母線等處,應裝設I級試驗的電涌保護器。

特殊房間電氣防護要求:醫院建筑內的護士站、麻醉室辦公室、輸血科、診室等為。類場所;病房、血液透析室等為1類場所；手術室、重癥監護室、搶救室等為2類場所。1類和2類場所設置防止接地故障(間接接觸) 電擊防護的自動切斷電源保護裝置,IT、TN系統約定接觸電壓不超過25 V,TN系統最大切斷時間：230 V時為0.2 s,400 V時為0. 05 so 2類醫療場所區域內，TN系統在下列回路中采用不超過30 mA的額定剩余電流,并有過電流保護的電磁式剩余電流保護器:驅動機構供電回路,X射線供電回路，額定功率大于5 kVA的設備供電回路，非生命支持系統的電氣設備供電回路。

8安科瑞為醫院安全用電提供的解決方案

8.1安科瑞Acrelcloud-6000安全用電云平臺

安科瑞電氣推出的安全用電監控云系統采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器、故障電弧探測器、電氣防火限流式保護器和中性安防，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進行不間斷的數據與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給學校管理人員，指導學校實現時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實現“防患于未然”的目的。

用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現對平臺的訪問，查詢包括系統信息、實時數據、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統為用戶提供的低成本服務，能有提升企業的消防管理和電氣設備水平，防范重大惡性火災財產損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任的發生。

本系統的整體結構如圖所示：