电能质量对医疗设备的影响

凌 静，李双齐，叶细锋

电能质量对医疗设备的影响

凌 静，李双齐，叶细锋

介绍了国内医院医疗设备的供电电能质量现状，分析了现代医疗设备的特点及由电能质量引起的医疗设备故障实例，提出了电能质量下降将直接导致医疗设备故障率高，影响医疗设备使用安全。通过合理配置电源、监测电能质量、应用不间断供电系统及错峰用电等措施，可减少由电能质量引起的医疗设备故障。最后指出应重视电能质量，积极开展提高电能质量工作，确保医疗设备安全使用，促进医院的全面发展。

电能质量；医疗设备；电力污染

0 引言

医疗设备在现代化医院中起着越来越重要的作用。随着科学技术的不断发展，我国医疗设备逐年递增的幅度越来越大，各种高精尖技术应用越来越广泛。绝大多数医疗设备的运行离不开交流电，对电能质量提出了更高的要求。在医疗设备质量控制工作中我们较多关注医疗设备本身，而对设备的应用环境研究相对较少。

1 我国电能质量现状

电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性。国家技术监督局先后颁布了6项电能质量国家标准，分别是：《供电电压允许偏差》、《公用电网谐波》、《三相电压允许不平衡度》、《电力系统频率允许偏差》、《电压波动和闪变》、《暂时过电压和瞬时过电压》[1]。

理想情况下，向医院供给的电能是以恒定的频率和幅值的三相平衡正弦电压。然而，在实际运行中，存在市电停电、事故停电、波形失真、电涌、电压偏差、瞬态过电压和暂态过电压、电压下陷、尖波、三相电压不平衡等问题，导致电能质量下降，使医疗设备工作出错，数据丢失，甚至设备系统崩溃。医疗设备的故障率明显增加，严重影响了临床诊治工作。

2 电能质量对医疗设备的重要性

2.1 现代医疗设备的特点

现代医疗设备是集电子技术、计算机技术、光学技术、新材料技术、传感器技术、机械技术、超声技术及核物理技术等一系列高新科技的综合体现，具有技术精度高、运转速度快、操作程序化、数据处理自动化及稳定性、重复性好的特点。现代医疗设备的广泛使用提高了诊疗水平，加快了医院的飞速发展，但同时由于其使用高度依赖交流电，因此，对高精尖医疗设备供电质量的要求也随之提高。现代化医疗设备的中枢控制系统对电能质量的下降尤为敏感。

2.2 电能质量对于医疗设备的影响

正常的电网电压波动范围应≤10%，但通常会超过此范围。对大中型医疗设备危害最大的因素是电源电压不稳，偏高或偏低，或者突然中断，都直接影响大型医疗设备的使用寿命，甚至造成严重损坏乃至报废。电源部分受供电电能质量的影响最大，受冲击的程度最强。电源干扰可造成医疗设备的电路板损坏、计算机控制系统紊乱、高压系统不稳定。供电中断对CT、MRI等大型医疗设备的损害极大，轻者导致计算机数据丢失、软件损坏，重者导致主机、硬盘、光驱损坏，大大缩短CT球管使用寿命，影响MRI磁体线圈等部件的使用。超过60%的医疗设备出现故障的原因和供电质量相关，这也是医疗设备提前老化的主要因素[2]。

2.3 由电能质量引起的医疗设备故障实例

2.3.1 实例一

（1）故障现象：体检中心一台AMSMAT亚健康检测分析仪，开机时，主机正常运行，显示器无信号显示。

（2）故障分析与排除：经检查，将主机信号线接单独显示器，显示正常，从而判定显示器故障。再检测显示器供电及信号板，一切正常，故怀疑显示器主板有问题。更换显示器主板后，显示正常，但使用不久，显示器又黑屏。后经细致检测，发现显示器供电是由主机电源供电，有输出但不稳定。单独供电给显示器，故障排除。由于主机的正常运行，错误地认为电源供电正常，浪费了时间和精力。

2.3.2 实例二

（1）故障现象：体检中心一台拓普康眼底照相机在使用过程中突然断电后，无法开机。

（2）故障分析与排除：经检查，仪器是由外部供电给主机电源板，经过主机电源板稳压整流后对成像部分供电。用万用表检测电源板开关正常，有输入电压无输出电压，从而判定电源板故障。更换电源板后，故障排除。仪器正常使用2周后，又无法开机。经检测，同样是电源板损坏。后检测输入电压达到了238V，明显高于普通市电，对仪器带来损伤。给仪器配了一台稳压电源后，未再出现同类故障。

李振华等[3]对6类100台的A类设备进行跟踪调查，结果显示，受电能质量影响而引发的356次故障中，电源部分的故障次数为159次（占45%），控制部分的故障次数为157次（占44%），信号通道的故障次数为40次（占11%）；电力污染使电能质量下降，导致医疗设备故障率升高。

3 降低由电能质量引起医疗设备故障可采取的措施

3.1 合理配置电源

一些特殊的场所（如手术室、急诊室、监护室、血液净化室、分娩室）及大型医疗设备室（如磁共振室、CT室、高压氧舱、加速机房）等应由2路10 kV高压电源供电。当一路电源发生故障时，另一路电源立即启动，保证设备正常运行，防止医疗事故的发生。

在医院电气前期设计时，对医疗设备的电容量及用电的特殊要求必须加以考虑，预留最大用电空间，满足日后发展需添置医疗设备的用电负荷。

3.2 电能质量监测

为确保进入医院的电能质量符合国家标准，同时设备运行期间不会对医院供电网络带来不良影响和污染，可采用便携式的电能质量检测仪进行实时监测。主要对电压偏差、交流谐波、电流波动、浪涌电压、尖波、瞬间过电压与暂态过电压、突发电压下降、三相电压平衡度及噪声进行检测[4]。

实际操作中，常对大型医疗设备的供电情况进行单独监测，而对小规模用电设备监测较少，实现以最优化的人力、物力投入，满足设备正常运行，减少大型设备在启停瞬间对供电网络带来的不良影响和污染的需求。

3.3 不间断供电电源的应用

不间断供电电源（uninterruptible power supply，UPS）是一种储能装置，是以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源。当市电正常时，UPS将市电稳压或稳压、稳频后供负载使用，同时向机内蓄电池充电，保证满足负载用电质量的需求；当市电中断时（异常时），UPS立即将蓄电池的电源通过逆变转换的方式向负载继续供应电力，使负载维持正常的工作。UPS已广泛应用于医院、通讯、工业、计算机业务终端、网络服务器、数据存储设备等领域。对精密的医疗设备配置UPS，可避免出现电源的间断性问题，保护医疗设备的软硬件不受供电质量的影响。我院超声诊断仪及生化仪等检验设备，配备稳压电源与未配备稳压电源时故障率相比，有明显下降。

3.4 错峰用电，工业用电、医用电、民用电分开

医院电能质量下降对医疗设备的影响可分为大范围的和局部的。如果进入医院的电力是污染的、不符合标准的，此时，电能质量的下降影响的医疗设备的品种和数量将较大，故障范围较大。有时遇到医院内部改造、装修施工时，由于施工管理方监管、教育不到位，施工人员乱接电源。许多施工机械用电量大，就会造成局部用电支路电能下降，连接在该支路上的医疗设备就会受到严重影响[5]。这类故障其原因有时一时还难以发现。在具体实施中，应要求严格施工管理，工业用电、医用电、民用电分开，不得乱接乱用，错开用电高峰；同时，在医疗设备运行的过程中，应尽量避免大功率的工业机器同时运行，防止电能质量下降对医疗设备造成不良影响。

4 电能质量的前景

早在20世纪60年代末，美国就发现了电力污染导致电能质量下降问题的严重性[6]，投入巨资开始了治理电力污染和制造净化电源的研究。现在，电力污染问题也越来越被设备管理部门重视。在我国，由于电能质量问题造成的电能浪费和由此而引发的事故所造成的经济损失是惊人的[7]，医疗设备方面的损失只是其中一部分。电能质量治理是一项极为复杂的系统工程，需要全社会共同努力。

电能质量综合评估是一项困难的工作。目前，对电能质量综合评价的方法探究较多，如何科学、客观地将一个多指标问题综合成单一量化指标依然是研

（►►►►）（◄◄◄◄）究的焦点[8]。

5 结语

医疗设备在诊疗活动中起着举足轻重的作用。医疗设备应具有安全可靠、工作稳定、连续运转、精度高、重复性好、不间断存储分析、不间断数据传输、抗干扰、抗冲击、无污染、无泄漏等特性。电能质量对医疗安全及医疗设备品质起着重要的作用，其管理已成为医疗设备管理的一项重要内容。医院方应采取有效措施最大程度地降低电能质量对医疗设备的影响，确保医疗设备安全使用，促进医院的全面发展。

[1]全国电压电流等级和频率标准化技术委员会.电压电流频率和电能质量国家标准应用手册[M].北京：中国电力出版社，1995：56-57.

[2]刘保刚，郁文汇.浅谈现代医疗设备的管理模式[J].临床医学工程，2009，16（8）：119-120.

[3]李振华，仝青英，李峥，等.医疗设备安全指数受电能质量影响的研究[J].医疗卫生装备，2009，30（3）：68-70.

[4]郭仓田.医疗设备质量管理与控制探讨[J].亚太传统医药，2007，10（3）：95-96.

[5]孟繁华，曹德森.医疗仪器的科学使用和质量控制[J].中国医疗器械杂志，2004，28（1）：61-62，75.

[6]吴竞昌，孙树勤，宋文南，等.电力系统谐波[M].北京：水利电力出版社，1998：67.

[7]周丹.急救医学装备工程导论[M].北京：人民军医出版社，2006.

[8]孔令齐，刘晶晶，张乐，等.电能质量综合评价方法综述[J].计算机光盘软件与应用，2011（16）：62-63.

（收稿：2013-08-26 修回：2013-12-11）

Impact of power supply quality on medical equipment

LING Jing,LIShuang-qi,YE Xi-feng
(Hangzhou Sanatorium of Nanjing Military Area Command,Hangzhou 310007,China)

The status of power supply quality of hospitalmedical equipment in China is introduced,and the features of modern medical equipment and related failures due to power supply quality are analyzed.It's pointed out that low power supply quality may increase the failure rate ofmedical equipment and thus endanger its safety.Some measures are put forward from the aspects of rational allocation of power sources,power supply monitoring,continuous power supply system and peak shifting power supply.Power supply quality should be taken serioursly,and the work to improve power supply quality should be actively carried out,so that the safe use ofmedical equipmentwill be protectd,and then the comprehensive developmentof the hospitalwillbe promoted.[Chinese MedicalEquipment Journal，2014，35（7）：119-120，126]

medical equipment;power supply quality;electric pollution

R318；R197.39

A

1003-8868（2014）07-0119-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.07.119

凌 静（1971—），女，硕士，副主任药师，主要从事医疗器械管理及医院药学方面的研究工作，E-mail：yfwang1@163.com。

310007杭州，南京军区杭州疗养院药械科（凌 静，李双齐，叶细锋）