تبلیغات
مرکزمهندسی پزشکی شیراز - الزامات برقی بیمارستان و مراکز درمانی؛ اتصال زمین (اِرت)
آشنایی با ما
با سلام ( خوش آمدید )

این سایت در جهت معرفی علوم نوین بین رشته ای از جمله مهندسی پزشکی ، مهندسی هسته ای و پرتو پزشکی ، مهندسی برق و الکترونیک و رباتیک و کاربردهای آن در جهت کمک به مهندسان ، پزشکان ، دانشجویان عزیز و سایر علاقمندان در سرتاسر کشور عزیزمان به ویژه همه دانشجویان دانشگاه شیراز و دانشگاه علوم پزشکی شیراز در سال 1391 شروع به فعالیت کرد. همچنین این وبسایت با همکاری مرکز رشد تجهیزات پزشکی دانشگاه علوم پزشکی شیراز در جهت ارتقا سطح علمی و دست یابی راحت دوستان به مقالات علمی مهندسی پزشکی و همچنین مکانی برای تبادل نظرات و پیشنهادات دانشجویان در سراسر کشور فعالیت میکند. بدیهی است که مطالب و نظرات ارزشمند شما عزیزان ما را در این امر یاری خواهد کرد.

تدریس خصوصی کلیه دروس مهندسی برق و مهندسی پزشکی و انجام پروژه های پژوهشی و دانشجویی

shirazbme@sums.ac.ir
shiraz.bme@gmail.com

باتشکر مدیریت سایت (کارشناس ارشد مهندسی پزشکی-بیوالکتریک دانشگاه شیراز)
موضوعات
برگه ها
جستجو در وبلاگ
تاریخ: پنجشنبه 10 دی 1394 11:11 ق.ظ
امروزه رشد روز افزون فن آوری در تجهیزات پزشكی، گسترش استفاده از سیستم های دیجیتالی و ابزارهای دقیق و مكانیزه شدن واحد های درمانی و پزشكی، اعمال كنترل و مراقبت پیوسته بر سیستم های برق در این مراكز رابه یک الزام تبدیل کرده است. این ضرورت مدیریتی برای حفظ سرمایه، انجام مطمئن عملیات تشخیص و درمان و دستیابی به بهره وری مطلوب است.  
www.shirazbme.ir

در گذشتة نه چندان دور بیشتر تجهیزات پزشكی فاقد سیستم های الكترونیكی و دیجیتالی بودند، ولی در حال حاضر تقریباً تمام تجهیزات پزشكی علاوه بر قسمتهای مكانیكی، پنوماتیكی، هیدرولیكی، الكتریكی و ... حتماً دارای قسمت های الكترونیكی، حداقل در خروجی  (صفحة نمایش و ...)  یا ورودی ( سوئیچینگ پاورهای تغذیة دستگاه و ... ) است. به عنوان مثال یك ونتیلاتور جزو دستگاه های مكانیكی و الكترومكانیكی با تجهیزات پنوماتیكی طبقه بندی می شد ولی در حال حاضر جزو دستگاههای فول الكترونیك، تمام دیجیتال، تمام پنوماتیك و ...  قرار دارد كه با این وضعیت كوچكترین خطایی در سیستم های الكترونیكی و دیجیتالی، امكان هرگونه استفاده درست از امكانات آن را غیر ممكن می سازد.

بنابراین توجه به این نكته كه هزینه های ثابت و جاری مربوط به تجهیزات الكتریكی و الكترونیكی پیشرفتة پزشكی، سهم رو به افزایشی از منابع مالی واحدهای تشخیصی، بهداشتی و درمانی را به خود اختصاص می دهد، شناخت و مقابله با عوامل كاهش بازدهی، كاهش عمر مفید، افزایش خطاها و هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات پزشكی، از درجة اهمیت بالایی برخوردار است.
مشكلات موجود در سیستم های برق علاوه بر این كه در عملكرد، دقت، كارآیی و عمر مفید تجهیزات تأثیر نامطلوبی برجای می گذارد، باعث تحمیل هزینه های گزاف دیگری از جمله هزینة تعمیرات اتفاقی، هزینه های مرتبط با زمان خواب تجهیزات و خسارات ناشی از لغو گارانتی خواهد شد.

خصوصیات برق سالم
برق سالم مجاز برای استفاده در مصارف حساس باید دارای سه خصوصیت زیر باشد: 
 ولتاژ سالم و تمیز (Clean)
 ولتاژ تثبیت شده (Stable)
 ولتاژ پایدار و پیوسته (Continuous)
با توجه به خصوصیات طبیعی شبكة برق سراسری كشور در خصوص تأمین برق، امكان بهره برداری از برق مناسب برای كلیة تجهیزات الكتریكی در تمام زمان هایی كه نیاز آن وجود دارد، از طریق برق شهر میسر نیست. لذا مصرف كننده ها با توجه به اهمیت كاربری هركدام از تجهیزات الكتریكی مورد استفاده، باید یكی از تجهیزات پشتیبان برق از جمله دیزل ژنراتور، استابلایزر ولتاژ ویا ترانس ایزوله رااستفاده کنند. در  قسمت های بعدی این سری مقالات به این موارد پرداخته خواهد شد. با توجه به اینكه تأمین یك حاشیه ایمن عملیاتی مستلزم پیش نیازهایی است كه در حیطة وظائف مسئولان تجهیزات پزشكی مركز درمانی نیست، موارد زیر به عنوان پیش فرضهای انجام شده توسط سایر واحد های مرتبطِ مركز درمانی (مدیریت، تأسیسات و . . ) در نظر گرفته میشود:
توان كافی: تأمین یك انشعاب اصلی دارای مجموع قدرت یا آمپر لازم برای مصارف مراكز درمانی با در نظرگرفتن حداقل 20 % ضریب اطمینان.
تابلو برق استاندارد: استقرار تابلوهای برق اصلی و فرعی با كلیة ملزومات، شامل كلیدهای قدرت اصلی و فرعی، نشانگرهای جریان و ولتاژ، شینه های مناسب با جریان مصرفی، عایقبندی مناسب، ارت و نول استاندارد، سیمبندی و كابل كشی استاندارد، تفكیك مصارف تابلوهای فرعی و بخش ها با استفاده از كلیدها و فیوزهای متناسب با مصرف، ایزولاسیون و تهویه متناسب، كانال های استاندارد برای انتقال سیم و كابل، نقشه و پلاك و علائم مناسب، امكان دسترسی و توسعه آتی. 
تابلوی خازن برای اصلاح ضریب قدرت: اسقرار تابلوی بانك خازنی متناسب با مصرف ( با توجه به عوارض منفی وجود بار رِاكتیو (Reactive) در شبكه برق كشوری از جمله بالا رفتن جریان، كاهش ولتاژ، افزایش تلفات مسی و عوارض اقتصادی و همچنین افزایش هزینه برق مصرفی برای مصرف كننده، لزوم طراحی ونصب تابلوی بانك خازنی متناسب با مصرف بسیار اهمیت دارد).
چاه ارت مناسب: وجود چاه یا چاه های ارت مناسب و ارت كشی برای كلیة تجهیزات به صورت استاندارد (به دلیل مسایل ایمنی فنی و حفاظت های لازم حیاتی برای بیماران و پرسنل مراكز درمانی و لزوم حذف نویزهای ناخواسته، ایجاد ارت مناسب جزو ضروریات كلیه مراكز درمانی و تشخیصی است كه توضیحات آن در ادامه آمده است).
توزیع مطلوب: تأمین برق مناسب، در پای كار (محل مصرف) با استفاده از شبكة توزیع استاندارد شامل سیم كشی و كابل بندی و اتصالات مناسب (سیم كشی مراكز درمانی از نوع 5 سیمه شامل ارت، نول و فازهای R ،T  و  S است كه نول و ارت بر خلاف مراكز صنعتی در هیچ جایی از تابلوهای اصلی و فرعی به هم اتصال داده نشده اند).
الزامات برق بیمارستانی به شرح زیرند: 
 اتصال زمین (ارت)
 برق اضطراری (دیزل ژنراتور)
 برق سالم (استابلایزر)
 برق پشتیبان (UPS)
 ایزولاسیون (ترانس ایزوله)
 که در این مقاله به مورد اول یعنی اتصال زمین (اِرت) خواهیم پرداخت .

اتصال زمین (ارت)

Derakhshannia168_1.jpg

وجود ارت در مراکز درمانی جزو الزامات اساسی است. استانداردی که در این خصوص وجود دارد به دلیل تماس و ارتباط الکتریکی تجهیزات پزشکی با بدن بیماران کاملاً با استاندارد مراکز صنعتی تفاوت دارد. 
وجود ارت مناسب و اتصال به زمین بدنه تجهیزات در مراکز درمانی علاوه بر حفاظت الکتریکی پرسنل و بیماران و مراجعان در مقابل جریان های نشتی، پارازیت ها و نویزهای ناشی از خود بیمار، تخت ها و تجهیزات اطراف بیمار را نیز که از طریق امواج الکترومغناطیسی موجود در فضا (موبایل، تلوزیون و ..) القاء می شوند، ازبین می برد.
شمای دو نمونه از چاه ارت در شکل 1 نشان داده شده است.

الزامات مربوط به ارت

Derakhshannia168_2.jpg

با توجه به مقاومت مخصوص زمین، عمق چاه از حداقل 2 متر تا 8 متر و قطرآن حدود 80 سانتیمتر یا کمتر می تواند باشد. در زمین هایی كه با توجه به نوع خاك دارای مقاومت مخصوص كمتری است مانند خاك های كشاورزی و رسی، عمق مورد نیاز برای حفاری كمتر بوده و در زمین های شنی و سنگلاخی كه دارای مقاومت مخصوص بالاتری است نیاز به حفر چاه با عمق بیشتر است. برای اندازه گیری مقاومت مخصوص خاك از دستگاه های خاص استفاده میشود. در صورتی كه تا عمق 2-4 متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از 6 متر به رطوبت نخواهیم رسید نیازی نیست چاه را بیشتر از 6 متر حفر كنیم. محدوده مقاومت مخصوص چند نوع خاك در جدول زیر نوشته شده است.

نوع خاك مقاومت مخصوص زمین (اهم متر )
باغچهای
 5 الی 50
رسی  8 الی 50
مخلوط رسی، ماسهای و شنی  25 الی 40
شن و ماسه     60 الی 100
سنگلاخی و سنگی  200 الی 10000

كلیه بخش های درمانی، تشخیصی و كلیه قسمت هایی كه دارای تجهیزات پزشكی هستند، باید مجهز به سیستم ارت  باشند.
تعداد چاه ارت می بایست متناسب با حجم تجهیزات مركز درمانی  (میزان آمپر مصرفی) باشد. (دستگاه های پرمصرف مانند آنژیوگرافی بایستی دارای چاه ارت مستقل در نزدیكی تابلوی اصلی توزیع برق خودش باشد.)
چاه ارت را باید در جاهایی كه پایینترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطوبت حتی الامكان در عمق كمتری وجود داشته باشد حفر کرد.
محل چاه ارت اصلی مركز بایستی در نزدیكی محل تابلوی اصلی توزیع برق آن باشد. (نباید چاه ارت با چاه نول ( چاه ویژه نول ) یكی باشند و بایستی به صورت مستقل طراحی و ساخته شوند)، ( مراكزی كه دارای انشعاب 20 کیلو ولت و پست برقاند دارای چاه نول نیز هستند.)
نباید در تابلوی برق بیمارستان، سیم نول و ارت به هم متصل شوند.  این موضوع غیر استاندارد است  و در صورت وجود بایستی اصلاح شود. در ادامه به چرایی این امر پرداخته شده است.
محل اتصالات سیم ارت باید به روشی، هر چند وقت یكبار بازدید و مقاومت سیم زمین اندازه گیری شود. 
بدنه فلزی کلیه تجهیزات اعم از الکتریکی یا غیر الکتریکی که فاقد دو شاخه ارتدار یا به طور کلی فاقد ارت است، باید به طریق مناسب به سیم ارت متصل شود. مخصوصاً در اتاق های عمل و بخش هایی که دارای سیستم های صوتی و تصویری (اکو ، مانیتور و ... ) هستند، رعایت این نکته ضروری است. 
تولید برق در سراسر جهان غالباً توسط نیروهای مكانیكی ای كه باعث گردش ژنراتور مولد برق باشند صورت می گیرد.  این انرژی ها در نیروگاه های حرارتی، حرارتی سیكل تركیبی، گازی، هسته ای، آبی، بادی، زباله سوز و غیره تبدیل به نیرو برای ایجاد گردش در ژنراتور می شوند. ژنراتورِ تمام نیروگاه های ذكر شده از نوع سه فاز است كه با شبكة سراسری برق سنكرون است. ولتاژ خروجی ژنراتورهای نیروگاهی بین 6 تا 11 كیلو ولت بین هر دو فاز بوده و سه فاز T , S , R از آن خارج می شود.  در  خروجی توسط چندین مرحله پست فشار قوی از ترانس های مثلث به مثلث استفاده می شود، تا به 400 کیلو ولت (ولتاژ انتقال شبكه سراسری برق) افزایش یافته و سپس در نزدیكی شهرها یا كارخانجات طی چندین مرحله تا 63 کیلو ولت و در داخل شهرها به 20 کیلو ولت کاهش می یابد. در تمام این مراحلِ انتقال،  فقط سه سیم انتقال می یابد كه همان سه فاز هستند و سیم نول اصلاً وجود ندارد.
این ولتاژ سپس توسط كابل های 20 کیلو ولت یا تیر های سیمانی خطوط انتقال شهری به پست های تبدیل انتقال داده شده و در آنجا به 380 ولت یا 400 ولت بین هر دو فاز كاهش می یابد.  باید افزود كه ثانویه این ترانس ها (20KV/400V) بر خلاف سایر ترانس ها در شبكة توزیع برق، از نوع ستاره است و سر وسط ستاره از طریق چاه نول ایجاد شده در پست برق زمین می شود و سیم نول را ایجاد می كند.  مصرفكنندههای خانگی و كوچك از حالت تكفاز (یكی از فازها و نول) استفاده میكنند كه ولتاژ بین هر فاز تا فاز بعدی 400 ولت و ولتاژ بین هر فاز تا نول 230 ولت (یا ظبق استاندارد کشورمان 220 ولت)  خواهد بود. 
سیم نول از طریق چاهی كه دقیقاً مشابه چاه ارت است زمین می شود.  ولی از محل پست تا محل مصرف كننده، با حركت از بالای تیرهای سیمانی یا داخل كابل ها كلیه امواج الكترومغناطیسی ناشی از فرستنده های رادیویی، تلویزیونی، بی سیم، موبایل و . . . را جذب می كند و تبدیل به سیمی مملو از انواع نویزها می شود و هر چند از نظر حفاظتی در مقابل ولتاژهای زیاد ممكن است قابل قبول باشد ولی برای زمین كردن نویزهای ناشی از امواج الكترومغناطیسی كه روی بدنه تجهیزات یا بدن بیمار ایجاد شده است به هیچ عنوان كارایی ندارد و حتی اتصال آن به دستگاه ها مقدار بیشتری پارازیت را وارد دستگاه می کند. 
از آنجا كه سیم نول مملو از انواع امواج الكترومغناطیسی و پارازیت ها است به منظور جلوگیری از وارد شدن نویز به دستگاه ها و سیستم های پزشكی از طریق سیم نول، طبق استاندارد بایستی سیم نول و ارت از هم جدا باشند.

تست ساده سیم ارت پریزهای
 مراکز درمانی

برای تست سیم ارت می توان از یک لامپ  150 W یا 200 W، یک سرپیچ که به آن دو سیم نیم متری اتصال دارد، یک ولت متر و یک فازمتر استفاده کرد. 
به این صورت که ابتدا با کمک فازمتر، فازِ پریز ارت دارِ مورد نظر پیدا می شود و یک سر سیم های متصل به سرپیچ لامپ، به فاز و سر دیگر به نول متصل می شود. ولت متر هم باید با لامپ موازی باشد. در این حالت لامپ روشن می شود و ولت متر هم عددی حدود 220 V را نشان می دهد. این عدد یادداشت می شود، در این حالت بدون اینکه سیم فاز خارج شود، فقط سیم نول خارج می شود، لامپ خاموش میشود و ولت متر عدد صفر را نشان می دهد. حالا سیمی که قبلاً داخل نول بود، به زبانه فلزی ارت که روی پریز برق قرار دارد متصل می شود. در این حالت باید مجدداً لامپ روشن شود و نور آن مشابه حالت اول و ولتاژ نشان داده شده برابر ولتاژ قبلی باشد. یعنی ولتاژ بین فاز و نول در حالت روشن بودن لامپ برابر ولتاژ فاز و ارت در حالت روشن بودن لامپ باشد. 
این تست باید برای تک تک پریزها به صورت دوره ای انجام شود. وجود خطا در این تست نشانه وجود اشکال در سیم ارت یا وجود مقاومت در آن است که در هر صورت باید برای اصلاح آن اقدامات لازم صورت پذیرد.    
به طور کلی می توان گفت در سیستم اتصال زمین تاسیسات برق بیمارستان، علاوه بر این که عملکرد درست تاسیسات الکتریکی و حفاظت در برابر اتصال اتفاقی برق بر روی بدنه فلزی دستگاه ها و وسایل برقی بر اثر بروز اشکالات فنی مطرح است، نشت جریان برق از تجهیزات و لوازم برقی سالم که در مجاورت بیماران، مورد استفاده قرار می گیرد نیز ممکن است برای بیمار مخاطره آمیز باشد. به همین دلیل به منظور حفاظت از افراد در برابر شوک حاصله از این نوع جریان ها، باید یک سیستم اتصال زمین قابل اطمینان پیش بینی شود و بدنه فلزی کلیه وسایل و دستگاه های برقی ثابت و سیار به آن متصل شود.
تازه ترین مطالب
لینکدونی
ابزارک ها
  • کل بازدید:
  • بازدید امروز :
  • یازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل مطالب :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :


-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*- *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*

.

*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* PRchecker.info -----------

  • به کدام مطالب حوزه مهندسی و پزشکی بیشتر علاقمندید؟