医院建筑及设备的过电压保护分析

张成卓

【摘要】医院作为特殊行业，关乎病患的生命，针对医院建筑以及设备实施过电压保护显得尤为重要。对此，本文结合具体实例，从医院建筑及设备过电压保护的必要性出发，分析了医院建筑低压配电系统的特殊性，并提出了具体保护策略。希望此次分析可以为医院提供更加安全可靠的就医环境，保证病患人身安全。

【关键词】医院建筑;医疗设备;过电保护

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.175

在医院建筑中，涉及到很多贵重医疗设备，如果发生断电、雷击等情况，没有采取有效预防措施，将会对医院造成严重损失，同时，也直接危害着病患人身安全。因此，有必要对医院建筑以及相关医疗设备实施过电压保护，也就是过压保护，主要就是指，当被保护线路电压大于预定范围数值时，可以使电源断开或者，采取降压的方式，让受控设备得到保护。一般常见的过电压保护元件以及设备，如压敏电阻、避雷器等，在过电压保护器的作用下，可以更好的保证电气设备安全性。

1、医院建筑及设备过电压保护的必要性

在社会不断发展下，人们对健康的重视日益提升，推动着医疗事业的发展，在科学技术水平的飞速发展中，现代化医疗设备精密度得到了提升，而这也提高了对设备使用环境的要求。现代医疗设备和核心是电子芯片与电子线路，在电子线路集成化程度提升下，如果配电系统发生电压波动，则这些设备会出现较为敏感的反应，导致耐过电压能力减弱，导致雷电过电压、系统操作过电压直接击毁线路板，造成医院经济损失严重[1]。针对此种情况导致的毁坏设备发生严重经济损失的情况，我国信息产业部、海关总署、中国电力总公司等部门，制定了有关的行业标准，但医疗卫生行业目前还没有较为完善的规范可循。所以，在医院建筑工程设计环节，就需要采取相应的措施，做好医疗设备的保护，电气设计人员需要提高重视度，认识到医院建筑及设备过电压保护的重要性。

2、医院建筑低压配电系统的特殊性

从医院整体建筑布局看，不同功能用房都是按照一定规律进行分布，例如，病房楼，一般一层设置住院登记、导医、接诊、管理办公室等。而手术室一般会设计在群房和标准层之间的某一层，主要是因为手术室所需的空调设备要满足专用设备层，同时，空调专用设备层也会为排水设备提供转换层需求。此外，对于刚做完手术的病人，准备进行手术的病人都需要进行监护，所以，医院一般会将重点护理室设计在手术层与病房层之间。

这些功能对应的设备分布也需要按照医院规律进行，比如，直线加速器、核磁共振仪等大型设备由于数量并不多，但会配有专门机房，其中直线加速器，需要满足防辐射泄漏需求，因此，正常会设置在病房大楼地下室。而每间手术室内都会有麻醉台，而手术室处于同一层，因此，麻醉台也设在手术层。在医疗设备中，数量较多的是心电监护仪，并且其分布也非常广，而普通病房、护士室、医生办公室等一般不配备贵重设备。通过分析，可知，提高对医疗设备的保护，有助于节省保护设备投资，所以，需要合理设计低压配电系统[2]。

分析该图，可以发现，设计人员将手术层，重点护理室、普通病房层中的观察病房的配电回路与其它部分做了分开设计，也就是为安装或者可能安装贵重医疗设备的场所，设计了专用回路供电。在整个低压系统中，只需要将浪涌防护器SPD （ Surge Protective Device）安装在这些专用回路中即可，此种方法的使用，一方面可以为重要场所供电提供安全保护，同时，也可以实现对SPD安装范围的控制，属于一种简单可靠的过压保护措施[3]。

3、过电压具体保护措施

对医院建筑物内各电气设备实施防过电压、雷击电磁脉冲的保护设计，可以采取屏蔽、接地、等电位连接等措施，实现过电压保护。

3.1配电系统变压器过电压保护

如果发生雷电并产生雷电过电压，则会对医院建筑的变压器造成损坏，为防止这一情况，需要设置避雷器。但大部分低电压线路外皮绝缘程度较低，在高电压侧或者低电压侧的影响下，非常容易造成变压器内绝缘损坏，因此，除了要设置高压侧避雷器，也需要在低压侧进行安装[4]。但以往安装的低压避雷器只能限制低压绕组两侧过电压值，此种情况并没有控制电子设备的电压值，故此，需要在相应的位置加装过电压保护装置，进而控制线路受到雷电击后发出的过电压波。

3.2实施屏蔽措施

采取有效的屏蔽措施，能够降低雷电电磁脉冲的干扰感应效应，同时，也可以有效防止闪电发生后出现的电磁感应。具体屏蔽措施，可以采用电厂屏蔽、电磁屏蔽、磁场屏蔽等。医院的微电子设备非常容易受到雷电浪涌以及高频电场的辐射干扰而出现损坏，针对此种情况，需要实施相应的电场屏蔽措施进行约束。将屏蔽设备放在交变电磁场中，导电媒体通过交变磁场后产生感应电流，当能量消耗到一定程度后，电磁场强度便会衰减，进而阻碍电磁场进入到壳体内部，保护了电磁脉冲中的能力传播[5]。

3.3等电位联接

对医院建筑内的配电系统实施等电位联接，可以缩减系统内部的各个金属部件间的电位差，从而起到保护配电线路的作用，进而更好的抵御电气火灾、安全运行故障、爆炸等情况。如果配电系统中微电子设备等电位联接，与其它类型的防雷装置距离在2m以内时，可以使用同一个接地装置。通过对医院建筑等电位联接，可以保证电气设备形成一个整体。减少电位差使得各部分处于同一电位，从而实现电位差处于稳定状态。

3.4配电线路过电压保护

针对配电线路，主要以分流方式为主，主要就是指当医院建筑发生雷击时，其较大雷电流会对电气设备造成巨大压力，此时，需要在防雷保护下增加线路通道，分解电流值的大小，促使各个电流流入不同的通道，进而使得流入设备的电流是对应电气设备可以承受的范围。目前，使用较多的分流装置有过电压保护装置、浪涌吸收器。除此之外，对于进入建筑物内部的配电线路，需要使用一定的屏蔽措施后，再与总配电箱进行连接。总的来说，对于分级配电线路，需要结合实际情况，设立专门的过电压保护装置，保证线路电压在设备可承受范围内。

结语：

综上所述，随著医院建设规模的不断扩大，为更好的保障病患医疗环境安全性、可靠性，有必要加强对建筑以及过电压的保护水平，采用屏蔽、接地和等电位连接这些防护措施，加强建筑内部防雷控制，进而减少设备损坏、降低医院经济损失，助推医院良好发展，营造和谐的社会环境。

参考文献：

[1]王克，汪天呈，甘瑜前.风电机组过电压保护与防雷接地保护设计研究[J].机电信息，2020，67（26）：128-129.

[2]文清泉.浅析主变间隙零序过电压保护动作原因及防范措施[J].农村电气化，2020，56（08）：133-135.

[3]袁江伟，王德昌，周启文.配电网串联补偿装置过电压保护方式研究[J].供用电，2020，37（08）：147-153.

[4]张临学.DF4B型机车辅助发电回路过压保护电路改造的研究[J].太原铁道科技，2020，56（02）：115-117.

[5]赵炜.大型集中式并网光伏发电系统内部雷电过电压保护研究[D].北京交通大学，2020，67（56）：231-232.