CT机电气设计及运行测试

2018-04-25常立强李战赠

智能建筑电气技术 2018年1期

常立强，王莉，李战赠

（中国建筑设计院有限公司，北京100044）

0 概述

随着我国经济的快速发展，国民对医疗资源的需求与日俱增，使得医院成为各级政府优先发展的基础设施，医院基本设施和服务环境得到了根本改善。大型医疗设备（如 CT、MRI、DSA、PET-CT等）已成为各类医院必不可少的诊疗设施。在医院建设初期，院方无法确定大型医疗设备的品牌和型号，因此需设计师充分了解各种大型医疗设备的技术要求，合理预留设备电气安装条件，避免设备定型后出现大量修改而导致不必要的经济损失。本文以CT机为例，对大型医疗设备的电气技术要求进行探讨。

1 CT机技术参数

CT（Computed Tomography）机技术，即X射线断层成像技术，又称计算机化断层显像、电脑断层显像，是一种影像诊断学的检查技术。由于扫描功能、扫描层数以及X射线源数量不同，CT机的电气技术参数也有较大差异，表1为主流产品技术参数，供设计人员参考。

由表1数据可知，CT机对电源电压、频率的要求基本一致，单个X射线源CT机的最大功率约为150kVA，双X射线源CT机的最大功率基本为单X射线源的两倍，不同厂家CT机主电源断路器过载长延时电流整定值存在一定差异，建议按最高要求进行预留。

2 CT机房布置

CT机房通常包含检查室、操作室、设备室，布置详见图1，各功能房间的参考尺寸详见表2。

在机房选址过程中往往存在一个误区，认为CT机房的位置应由建筑专业和医疗工艺确定，与电气专业无关，但通常情况下建筑专业只关注医疗功能分区、工作流线等，往往忽略CT机房防电磁干扰的要求，因此电气专业需核实CT机房是否位于变配电室、柴油发电机房、数据机房以及弱电机房等有强烈电磁干扰机房的上、下方位置，且不应贴临，避免产生的强交流磁场影响设备的工作性能。

3 CT机配电设计

3.1 负荷等级及供电要求

JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》第3.0.2条规定，CT诊断室为1类医疗场所，要求电源自动恢复供电时间为0.5s＜t≤15s；JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级规定，二级及以上医院介入治疗用CT及X光机用电为一级负荷，一般诊断用CT及X光机用电为二级负荷。

各品牌CT机技术资料要求如配置专用变压器时容量≥200kVA，与其他设备共用变压器时一般要求变压器分配给CT机的容量≥300kVA。现阶段此要求已经不合理，待设备测试章节另做说明。

表1 不同型号CT设备技术指标

图1 CT机房平面布置图

3.2 配电系统

CT机供电电源应采用放射式供电由变电所低压母线段直接引来，配电柜宜设置于机房设备间内。但需注意的是，CT机冷却方式不同，其配电柜出线回路也不同，三、四代CT机冷却方式通常分为2种，一种为水-空分体式冷却系统，配电柜需考虑冷却系统主机配电回路（详见图2）；另一种冷却方式为CT扫描架内热量直接风冷，配电柜不需要预留冷却系统主机配电回路（详见图3）。

表2 不同设备供应商CT机房参考尺寸／mm

3.3 导体选择

CT机供电线路应选用多股相线等截面优质铜芯电缆。电源内阻及供电线路压降应满足CT机技术要求，导体电缆截面与供电距离的关系详见表3，当电源内阻（含变压器和线路阻抗）无法满足要求时，可采取适当增大导体截面积的措施。

图2 CT机配电柜系统示意图（水-空分体式冷却式）

图3 CT设备配电柜系统示意图（直接风冷式）

3.4 接地

JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》第9.1.2条规定，医疗建筑的保护性接地（防雷接地、防电击接地、防静电接地、屏蔽接地等）和功能性接地（交流工作接地、直流工作接地、信号接地等）宜采用共用接地装置，且接地电阻应按各类要求的最小值确定，建筑物内应作总等电位联结；第9.3.3条规定在1类及2类医疗场所的患者区域内，应做局部等电位联结。因此，CT机房应设置局部等电位端子箱，并宜设置医疗设备专用接地端子箱，其接地电阻应＜1Ω。局部等电位端子箱可采用40mm×4mm热镀锌扁钢就近与柱内主筋可靠连接，专用接地端子箱可采用直径16mm2以上的铜芯导线或40mm×4mm热镀锌扁钢引至基础接地极，并与基础接地极可靠连接。

3.5 照明与插座设置

JGJ 312-2013《医疗建筑电气设计规范》第8.2.1条及GB 50034-2013《建筑照明设计标准》第5.5.1条规定，CT机房检查室、操作室照度标准值为300Lx，设备室照度标准值为200Lx（各房间功率密度值、显色指数、统一眩光值等详见规范要求，此处不再赘述）。为了便于CT机的安装、维修使用，CT机房内应设置220V电源插座。照明、插座电源均引自公共区域照明配电箱，不应引自CT机配电柜，详见图4。

人是生态环境的主体，政府要制定一系列政策法规来鼓励市民保护环境。宜居生态城市的建设需要政府和市民的共同努力，要充分调动市民的积极性，多渠道宣传环保理念，提高市民的环保意识，提倡绿色消费、节俭健康的生活方式。环保职能部门要充分发挥作用，引导公众舆论，监督市民行为，调动社会各界力量参与到环境保护工作中来，真正实现人与环境和谐相处。

4 射线防护要求

CT机房内的射线防护应满足医院所在地卫生防疫部门有关X射线防护要求，涉及到的具体内容主要有以下几点。

（1）CT机房射线防护设计应符合 GBZ130-2013《医用X射线诊断放射防护要求》第5.2条规定，CT机房内最小有效使用面积≥30m2，机房内最小单边长度≥4.5m。

（2）CT机房应在扫描室门口设置X射线警示灯。

（3）CT机房应采用地面非直通电缆沟槽的布线方式，并应避免直接通向射线防护房间。

表3 导体电缆截面与供电距离的关系

图4 CT机房照明、插座布置示意图

5 CT机运行数据测试与分析

为进一步了解CT机的运行情况，笔者对某医院CT机进行了测试检测，通过智能仪表根据时间变化记录CT机最大峰值电流、持续工作电流、工作电压等，并对数据进行整理分析，绘制电流-时间关系图，详见图5。

图5 CT机电流-时间关系图

由图5可知，测试阶段（设备完整工作周期）内CT机最大尖峰电流为86A，持续约2s左右，最长不超过5s；工作电流在9A左右，一般不超过10A；待机电流为7.5A，一般不超过10A。其工作周期与病人的检查情况有关，时间不固定。测试尖峰电流大小和病人检时设备曝光大小有关，所测试尖峰电流并不一定是最大尖峰电流。CT机低压供电回路电压基本为400V，设备工作功率约6.7kW，测试最大功率为56.6kW。

由检测试验可知，CT机虽然安装容量大，设备供应商要求变压器容量比较高，但实际运行时设备待机电流、持续工作电流和尖峰电流都不大，最大功率持续时间很短，不会对整个医院的变配电系统带来大的冲击，故不建议CT机等大型医疗设备采用专用变压器供电，宜采用与医院其他负荷共用变压器的供电方式，既能满足供电要求，又符合经济、节能的设计理念。