醫(yī)院建筑用電應(yīng)根據(jù)負荷供電可靠性要求及中斷供電對人身安全、經(jīng)濟損失等造成的影響度進行分級， 根據(jù)JGJ31-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，潔凈區(qū)域用電負荷屬于一級負荷中特別重要負荷，如手術(shù)室、ICU、CCU、層流病房、生殖中心培養(yǎng)室、產(chǎn)房及嬰兒病房等涉及患者生命安全的設(shè)備及照明用電、重癥呼吸道感染區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)用電等，應(yīng)采用雙路市電（一般采用10kV電源）及應(yīng)急柴油發(fā)電機組， 當(dāng)市電停電或故障時，應(yīng)急電源的供電容量應(yīng)滿足一級負荷中特別重要負荷。要求中斷供電時間≤0.5S的一級負荷中特別重要負荷， 應(yīng)設(shè)置在線式不間斷電源裝置（UPS）。

   
一、供電系統(tǒng)設(shè)計
供電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)醫(yī)用電氣設(shè)備工作場所的分類進行設(shè)計，“醫(yī)療場所"的分類：GB16895.24分為：0類、1類、2類；具體參考GB16895.24-2005《建筑物電氣裝置 第7-710部分：特殊裝置或場所的要求醫(yī)療場所》，（本部分等同采用IEC60364-7-710:2002年（第一版）《建筑物電氣裝置第7-710部分》附錄A和附錄 B）。
JGJ31-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范》表3.0.2以及GB 51039-2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》表8.1.2 亦有詳細描述。
分類方法僅供參考，重點關(guān)注應(yīng)急電源的切換時間和供電周期，醫(yī)療場所按電氣安全防護要求分為三類：
（1）0類場所：不使用醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件的醫(yī)療場所。
（2）1類場所：醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體表、體內(nèi)（除2類醫(yī)療場所所述部位以外）接觸的醫(yī)療場所。
（3）2類場所：醫(yī)療電氣設(shè)備接觸部件需要與患者體內(nèi)（指心臟或接近心臟部位）接觸以及電源中斷危及患者生命的醫(yī)療場所。其中潔凈區(qū)域的手術(shù)室、術(shù)前準(zhǔn)備室、術(shù)后蘇醒室、麻醉室、重癥監(jiān)護室、早產(chǎn)嬰兒室、心血管造影室等屬于2類醫(yī)療場所。2類醫(yī)療場所“患者區(qū)域內(nèi)"帶接觸部件的醫(yī)療電氣設(shè)備應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)供電，大型設(shè)備可采用TN-S系統(tǒng)或TT系統(tǒng)放射式獨立供電， 且應(yīng)設(shè)置剩余電流不超過30mA，Type A或 Type B的VD 型剩余電流動作保護器， 例如手術(shù)臺、移動式X光機、>5kVA的大型設(shè)備。
二、潔凈區(qū)域應(yīng)采用獨立雙路電源
潔凈區(qū)域應(yīng)采用獨立雙路電源供電。潔凈手術(shù)部屬于一級用電負荷，應(yīng)由兩路獨立電源供電（雙重電源），潔凈區(qū)域總配電柜的供電電源應(yīng)直接由低壓配電室的兩個專用回路提供。潔凈區(qū)域總配電柜應(yīng)設(shè)在非潔凈區(qū)域。每個手術(shù)室、層流病房、潔凈實驗室、生殖細胞培養(yǎng)室等潔凈間應(yīng)設(shè)獨立的配電箱，置于清潔走廊，不得設(shè)在潔凈區(qū)域內(nèi)或手術(shù)室內(nèi)。
三、潔凈手術(shù)室須設(shè)置應(yīng)急電源
有生命支持電氣設(shè)備的潔凈手術(shù)室必須設(shè)置應(yīng)急電源。自動恢復(fù)供電時間應(yīng)符合生命支持電氣設(shè)備應(yīng)能實現(xiàn)在線切換，非治療場所和設(shè)備恢復(fù)供電時間應(yīng)≤15S，應(yīng)急電源工作時間不應(yīng)小于30min三點要求。原因是，有的心外手術(shù)在手術(shù)過程中要使用體外循環(huán)機，是絕對不允許斷電現(xiàn)象出現(xiàn)，必須采用在線式的UPS作為應(yīng)急電源保證其安全。之所以不能使用EPS，是因為其有不同的切換時間，會導(dǎo)致工作中的電器復(fù)位。技術(shù)要點具體如下：
1、潔凈手術(shù)室及監(jiān)護病房內(nèi)的生命支持電氣設(shè)備的負荷為特別重要負荷，除了有兩路市電接入外，還應(yīng)自備應(yīng)急電源，并能實現(xiàn)零秒切換。
2、根據(jù)國標(biāo)2類醫(yī)療場所故障情況下斷電自動恢復(fù)的時間應(yīng)不大于0.5秒，即停電時間t≤0.5s，實際工程中一般采用在線式UPS設(shè)備來滿足此要求。
3、雙電源切換時間和電源穩(wěn)定時間應(yīng)小于15s。
4、UPS輸入功率因數(shù)應(yīng)≥0.8， 輸入電流畸變率THDI<5 %。
5、每間有生命支持電氣設(shè)備的潔凈手術(shù)室配置的UPS宜采用冗余模塊化UPS, 主機及電池組裝方式靈活，便于檢修維護，并隨每間手術(shù)室獨立的配電箱安裝。
四、醫(yī)療IT系統(tǒng)
潔凈區(qū)域內(nèi)用于維持生命和其他位于“患者區(qū)域"內(nèi)的醫(yī)療電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路應(yīng)使用醫(yī)療IT系統(tǒng)。
技術(shù)要點：
1、首先要搞清楚“患者區(qū)域"范圍，請參見GB16895.24-2005。
2、其次應(yīng)明確醫(yī)療IT系統(tǒng)所包含的內(nèi)容：等電位接地、醫(yī)用隔離變壓器、絕緣監(jiān)視系統(tǒng)。IT系統(tǒng)的電源端不接地或經(jīng)高阻抗接地，其電氣裝置的外露導(dǎo)電部分，被單獨地或集中地通過保護線（PE）接至接地極。
3、IT系統(tǒng)隔離變壓器一次側(cè)與二次側(cè)應(yīng)設(shè)置短路保護，不應(yīng)設(shè)置用于切斷電源的過負荷保護， 應(yīng)采用單磁式斷路器保護。應(yīng)設(shè)置過負荷及超溫監(jiān)測裝置，可顯示實時工作電流及醫(yī)用隔離變壓器的溫度值。 
4、必須是醫(yī)用隔離變壓器，醫(yī)用隔離變壓器應(yīng)滿足GB19212.16/IEC61558-2-15第16部分：醫(yī)療場所供電用隔離變壓器的特殊要求，醫(yī)療系統(tǒng)隔離變壓器各項技術(shù)參數(shù)的規(guī)定。普通工業(yè)用隔離變壓器不能替代。驗收時，醫(yī)用隔離變壓器應(yīng)出具國家認證部門的專業(yè)檢測報告。
5、為了及時發(fā)現(xiàn)IT系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)，定位供電系統(tǒng)漏電部位，確保醫(yī)療IT供電系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行，醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)設(shè)絕緣監(jiān)測報警裝置。
6、IT系統(tǒng)應(yīng)安裝在每個手術(shù)室的獨立的配電箱內(nèi)，可與非患者區(qū)域的TN-S系統(tǒng)安裝在同一柜內(nèi)， 并應(yīng)設(shè)置區(qū)分明顯標(biāo)志。

     
五、潔凈室非生命支持系統(tǒng)采用的回路
潔凈室內(nèi)非生命支持系統(tǒng)可采用TN-S系統(tǒng)回路，并宜設(shè)置剩余電流不超過30mA，Type A或 Type B的VD 型剩余電流動作保護器（RCD）作為自動切斷電源的措施。
技術(shù)要點：
1、在0類和1類醫(yī)療場所允許采用額定剩余動作電流≤30mA的剩余電流保護器作為自動切斷電源的措施。應(yīng)根據(jù)可能產(chǎn)生的故障電流特性選擇A型或B型剩余電流保護器。
2、在2類醫(yī)療場所中，剩余電流動作保護器（RCD）只用于下列負荷：手術(shù)臺驅(qū)動機構(gòu)、移動式臨時X光機、額定功率大于5kVA的大型設(shè)備、非用于維持生命的電氣設(shè)備。
3、TN-S系統(tǒng)圖如下圖所示。
 

         

六、潔凈手術(shù)室配電總負荷計算
潔凈手術(shù)室的配電總負荷應(yīng)按手術(shù)功能要求計算。一間手術(shù)室非治療用電總負荷不應(yīng)小于3kVA；治療用電總負荷不應(yīng)小于6kVA。
配電技術(shù)要點如下：
1、非治療用電負荷包括手術(shù)室燈帶、觀片燈、手寫臺、控制面板等負荷。
2、治療用電負荷包括插座箱、吊塔、無影燈等負荷。
3、潔凈室用電負荷應(yīng)當(dāng)充分預(yù)留，包括空調(diào)系統(tǒng)用電、潔凈室內(nèi)用電、非潔凈區(qū)用電及專用醫(yī)療設(shè)備等用電，建議在醫(yī)療大樓設(shè)計過程中，同時進行潔凈區(qū)域的設(shè)計，充分考慮凈化區(qū)域的用電負荷需求。
4、潔凈手術(shù)室用電負荷參考如表。

     

潔凈室的建設(shè)一般有：新大樓的構(gòu)成部分；舊建筑物中普通區(qū)域經(jīng)改變用途變更為潔凈用房；原潔凈室重新改造。不管何種方式，應(yīng)當(dāng)充分考慮潔凈室的負荷情況，給予滿足。
七、潔凈手術(shù)部進線電源的電壓諧波
潔凈手術(shù)部進線電源的電壓總諧波畸變率不應(yīng)大于2.6%， 電流總諧波畸變率不應(yīng)大于15%。
技術(shù)要點如下：
1、諧波的產(chǎn)生
醫(yī)院手術(shù)室的整個運行系統(tǒng)中，電力電子裝置被廣泛使用。比如:空調(diào)系統(tǒng)使用的變頻器，手術(shù)室內(nèi)使用的節(jié)能燈，電子鎮(zhèn)流器，二極管無影燈等，直流側(cè)采用電容濾波的二極管整流電路也是嚴重的諧波污染源。使其輸入電流的諧波分量很大，給電網(wǎng)和手術(shù)室設(shè)備運行造成嚴重電磁污染。
諧波的危害：電系統(tǒng)的諧波會嚴重干擾手術(shù)室內(nèi)醫(yī)療器械的正常安全使用，嚴重影響手術(shù)室內(nèi)醫(yī)療檢測裝置的工作精度和可靠性。諧波注入電網(wǎng)后會使無功功率加大，功率因數(shù)降低，甚至有可能引發(fā)并聯(lián)或串聯(lián)諧振，損壞電氣設(shè)備以及干擾通信線路的正常工作，使測量和計量儀器的指示和計量不準(zhǔn)確。
2、諧波的治理
首先，應(yīng)在設(shè)計階段，優(yōu)先考慮潔凈手術(shù)部內(nèi)每一項用電負荷正常工作時所產(chǎn)生的諧波電流含量達到國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求的指標(biāo)，從源頭予以關(guān)注和治理。比如，日光燈的電子鎮(zhèn)流器、變頻器等的諧波污染降到Z低。其次，對手術(shù)部進線處配電接點進行電能分項計量同時對進線電源的諧波電壓和諧波電流含量進行監(jiān)測。如果長時間諧波含量超標(biāo)，應(yīng)采取有效的消除諧波電流措施。
消除諧波電流措施，分為無源濾波裝置和有源濾波裝置。有條件應(yīng)盡可能在諧波源處補償處理。請注意，安裝諧波濾波裝置只能清除安裝接點對電網(wǎng)的諧波干擾而不能消減諧波電流對安裝接點和負載之間的諧波電流干擾。另外，要注意安裝的諧波濾波裝置濾去的諧波頻率范圍是否包含3次、5次、7次、11次等低次諧波含量。
采用閉環(huán)控制的有源濾波裝置可實時監(jiān)視線電流，并將測量的諧波轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過控制器處理后生成PWM（脈寬調(diào)制控制信號），這些信號驅(qū)動IGBT電源模塊通過DC電容器在電網(wǎng)中注入與諧波電流頻率相同相位相反的濾波電流，有效濾除諧波。有源動態(tài)濾波器在濾除諧波的同時，還能有效平衡線電流，從而達到降低中性電流的效果。如圖所示。

 

有源濾波裝置的設(shè)計選型需基于各負荷的諧波電流， 如新建醫(yī)院不能提供相關(guān)參數(shù)，宜按照整個系統(tǒng)的的非線性負載電流的有效值30%初步估算設(shè)計濾波器電流。有源濾波裝置應(yīng)安裝在手術(shù)部總配電柜旁， 并留有從柜備用位置，當(dāng)電流電壓畸變率不符合要求時，便于增加從柜，以減小諧波電流對電網(wǎng)的污染。