浅谈医院UPS设备风险分析与安全管理

2022-06-15张腾飞黄炽雄

中国设备工程 2022年11期

张腾飞，黄炽雄

（南方医科大学深圳医院，广东深圳 518000）

UPS全称Uninterrupted Power Supply，即不间断电源，用于提供持续稳定的电源及输入供电中断后的应急供电。在医院系统中，UPS常与双电源供电、发电机应急供电共同组成医疗系统用电安全保障，然而近年来随着UPS在医疗系统的应用越来越广，UPS故障、蓄电池火灾等事件频发，威胁医院患者生命安全，本文以作者所在单位为例，探讨医院UPS的风险辨识与安全管理。

1 UPS设备概述

UPS的基本原理是通过将输入市电交流电经过整流变为直流电，交流电一路给蓄电池充电，另一路经过逆变器转换为稳定的、高质量的工频交流电，给医疗设备等重要设施供电，当市电异常或者中断时，由电池经过逆变器输出应急电源，这样就能确保无间断地电源供应。

UPS设备通常包含主机、蓄电池、辅助连接设施等，UPS种类包含双变换式、在线互动式、被动后备式等。

2 医院UPS设备风险分析

UPS的广泛使用为医院重要场所及设施的正常运行提供了重要保障，但UPS并非供电安全的万能钥匙，UPS设备本身就存在着风险，主要风险包含以下几个方面：

（1）电池的故障风险，一般UPS常用的蓄电池种类为阀控式密封铅酸（Valve regulated lead acid,VRLA）蓄电池，该种类电池俗称“免维护电池”，但“免维护电池”不等于不需要维护，事实上，阀控式密封铅酸电池对温度要求很高，环境温度过高或过低都会影响电池寿命及充放电效率，特别是环境温度过高，会导致电池散热不佳，产生过热，引起热失控导致电池壳体严重变形、开裂，甚至引发火灾，近些年因电池故障、更换不及时导致医院发生火灾的新闻屡见报端。此外电池内阻、电池端电压不均匀等问题同样也可能引发电池故障。

（2）UPS主机故障风险，如果UPS主机故障，可能出现自动切换旁路故障、主机输出电源异常等情况，直接影响负载用电安全，可导致进行中的手术被迫中止，呼吸机停止工作，直接威胁病人生命安全，同时也可能造成信息系统瘫痪，医疗数据、财务数据丢失，对设备、医药、耗材等工作造成直接影响。

（3）UPS负载及线路风险，UPS使用负载或线路出现短路时，UPS会切断输出，造成负载电源直接中断，在此情况下，需及时排查短路负载及线路，排除故障后方可重新投入运行。

（4）UPS设备管理风险，以作者所在医院为例，UPS设备的详细分布如表1所示，UPS使用科室超过10个科室，且所在科室多承担医院医疗重要任务，位置分散且设备型号、种类繁多，每一处UPS都需设置专门设备间，需专人定期巡查与维护，大大增加了管理难度。

表1 医院科室UPS配置表

3 UPS安全管理要求

根据UPS的潜在风险，结合医院使用需求，UPS日常管理主要包括UPS间现场设施管理、设备巡查及维护管理。

（1）UPS间现场设施管理，主要包含空调、消防设施、安全标识、环境监控等。UPS蓄电池空调温度应设置在25℃左右，以保证蓄电池的使用寿命及安全，空调应注意冷凝水排放管道畅通，防止冷凝水外溢造成短路，当环境温度≥95%时，应增设除湿机，防止UPS电池结露。

UPS间应设置气体灭火系统，如采用管网式气体灭火系统时，应设置两组独立火灾探测器，因医院UPS设置分散，人员难以值守，气体灭火系统应保持自动灭火状态，同时UPS间内应按照规范配置灭火器。

UPS间外醒目位置应设置“禁止烟火”“当心触电”“注意通风”等安全警示标识，UPS间内应张贴安全操作规程、UPS系统图、事故应急处置方案等，UPS电池组处应设置说明标识标明蓄电池类型及电池节数，设置警告标识明示设备电击及化学危险（详见图1）。

图1 UPS间现场部分标识

环境监控利用传感器等技术设施，可以对UPS温湿度及漏水异常进行实时监测，发生异常情况时可通过电话、短信等方式及时报警。

（2）UPS间巡查及维护管理。根据作者所在医院的管理经验，UPS管理部门应建立UPS间安全管理制度，明确巡查、维护频次及要求等，巡查内容应包含以下内容：UPS间内环境卫生清洁，无灰尘、温湿度符合要求；UPS间空调运行、冷凝水排放正常；火灾报警、灭火设施处于工作状态，灭火器材完好有效；UPS风扇工作正常，输出端子无高温，通风格栅及进出风口无堵塞、无杂音；UPS控制操作显示面板工作状态指示应正常，各项运行参数处于正常范围，无故障和报警信息；蓄电池外观无变形、漏液，电池端子及外表无发热，电池组连接点无明显过热痕迹、无氧化现象，连接无松动，连接导线及电缆无老化、破损。

UPS维护人员应持有电工证并经过UPS维护专业培训，维护作业应按要求配戴合格的绝缘手套、绝缘鞋等防护用品，维护作业人员不应小于2人，维护人员应按要求检测蓄电池内阻是否处于正常范围，电池组及单位均、浮充电压是否满足要求，并对UPS进行测试试验，其中电池放电试验（针对密封蓄电池）宜每季度进行一次，线路切换检验、市电失电检验等实验应定期举行。

4 UPS监控新技术及方案

根据医院UPS的使用特点及管理要求，作者所在医院引入了UPS智能监控系统，可实时监测电池单体状态及主机运行情况，每个电池对应安装1个采集模块，采集模块直接粘贴在电池上，电池采集模块对每个电池电压、内阻、温度、电池组环境温度等参数进行实时监测，同时将UPS主机报警接入监控系统，实现了实时短信、电话报警，及时发现处理设备异常，大大降低了设备故障风险，详见图2。