摘要：隨著科學技術進步發展，越來越多的電力電子裝置等非線性負載應用于企業當中，在帶來節能與能量變換積極一面的同時，也產生了諧波等電能質量問題。特別是醫療行業，對電能質量要求很高，其引進的高D醫療設備 (如CT機、核磁共振、直線加速器等)，科室和病房都采用中央空調。這些設備的應用提升了醫療服務水平，對于行業發展都具有重要意義。同時這些*、高靈敏度、大電 流、大功率的設備會產生大量的諧波，而這些“諧波源”會對所用電設備以及其他設備(如彩超、化驗室高精設備等)的運行和使用壽命造成嚴重影響。因此本文將對諧波保護器進行分析，并在此基礎上研究諧波保護器的作用，進而探索諧波保護器的應用效果。
關鍵詞：醫院；高次諧波；諧波保護器

社會經濟和科技的發展推動著控制技術、通信技術、計算機技術 的不斷進步，在智能建筑中開始廣泛應用變頻空調、監控系統、消防系 統數字辦公設備、通信設備、計算機等。與此同時這些設備和裝置的應用也產生了相應的副產品諧波，而這嚴重的威脅了智能建筑系統和用戶，使得相應設備的安全正常運行受到影響。為了滿足社會生活發展需要一種能夠對各種頻率和各種能量的諧波干擾進行吸收并自動消除用電設備產生的隨機電涌、脈沖尖峰、高頻噪聲、高次諧波的裝置——諧波保護器應運而生。當在智能建筑電力環境中諧波保護器被廣泛應用， 為用電設備的有效運行提供了重要保障。
 

一、諧波保護器基本原理

    諧波保護器是一種用于濾除高次諧波、保護精密儀器設備的新型保護裝置，采用超微晶合金材料與創新的特別電路。它主要由電壓箝位、低通濾波器以及吸收器組成，不但可以抑制和吸收用戶用電設備產生的隨機高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾，而且能隨時跟蹤電壓波形，瞬時濾除電源中的尖峰、浪涌、雜波，矯正因諧波影響而產生的高次諧波，從源頭消除諧波污染，為用電設備提供保護功能。

    諧波保護器的基本原理如圖1所示（以三相為例）：以電壓箝位實時監測電壓的變化，使用低通濾波器濾除高次諧波，再運用吸收器吸收高次諧波的濾波設備。

圖1 諧波保護器原理
 

二、諧波保護器的功能

    一，自動保護用電設備。在電路中并聯諧波保護器能夠實現具有破壞性的尖峰瞬變、浪涌、高頻噪聲、高次諧。它的有效消除，進而促進用電設備的安全穩定運行和提升用電設備的使用壽命。

    二，凈化電源。諧波保護器的抑制和消除諧波能力顯著，在并聯諧波保護器的電路中99％因各種諧波引起的電壓、電流的畸變都可以得到消除，同時諧波引發的計算機屏幕頻閃、負載變化、短路、開關引起的燈管頻閃都可 以得到避免。

    三，保護功率因數補償設備。實際當中并聯振回路會在高次諧波頻率和雜散的電網電感及功率因數補償設備的諧波頻率的相互的作用下產生，電壓和電流波形會在諧振電路引起的諧波放大作用下加劇畸變，進而剛氏設備使用壽命。此外諧波保護器能夠對諧波污染進行凈 化，為功率因數補償設備的使用壽命提供保證。

    四，防止保護裝置的無跳閘。斷路器會因諧波電流的音響而發生斷路器誤跳閘，或者拒跳閘，而在電路中并聯諧波保護器能夠有效消除諧波電流，進而有效避免斷路器發生誤跳閘或者拒跳閘問題引。
   諧波保護電器有從源頭上消除諧波污染的作用，進而為用電設備的正常運行提供保障。在電力設備電路中并聯諧波保護器，不僅能夠對電力系統中的電流狀態進行連續監測，還能夠對電路中的高次諧波進行吸收和阻隔，進而避免其他設備受到設備本身產生的諧波的干擾。
   
 三、諧波保護器在醫療場所的應用 

    醫療場所醫療設備和儀器經常會受到高次諧波的干擾而發生故障，進而引發信息丟失、圖像模糊、數據差錯等影響正常工作的問題，更有甚者會使硬件和軟件同時發生損壞進而影響儀器正常工作。所以應當利用諧波保護器對這些醫療設備和儀器進行保護，進而保障儀器設備的安全運轉。
   諧波保護器是現代醫療結構醫療設備高效、安全運行的重要保障， 技術人員只需將其接入到電路中，設備中產生的高次諧波就會被其吸收，醫療器械的破壞和誤操作隨之降低，進而為醫務人員和病人的安全提供保障。同時諧波保護器本身并不耗電，設備在諧波保護器器的作用下使用壽命會被有效嚴懲，同時設備維修和維護成本也能得到降低。
   大型醫療設備使用是很頻繁的，瞬間電流變化達幾百安培，中央空調的運行使得醫院內電網內產生的諧波都很大，而高精醫療設備少值幾萬元，多值幾百萬元。因而諧波保護器在醫院使用非常必要。

安科瑞ANHPD系列諧波保護器為醫療行業供電系統出力，避免其高次諧波干擾，已運行項目有：大連友誼醫院、遵義一人民院、浦口中醫院、田陽縣中醫院、昆山三人民醫院等，以下為我司ANHPD對于高次諧波的治理效果展示，對于高次諧波抑制有非常顯著的效果。

（1）50Hz工頻電源迭加2KHz干擾信號

諧波保護器接入                  諧波保護器接入后

（2）50Hz工頻電源迭加10KHz干擾信號

諧波保護器接入                   諧波保護器接入后

（3）50Hz工頻電源迭加100KHz干擾信號

諧波保護器接入                   諧波保護器接入后

（4）50Hz工頻電源迭加1MKHz干擾信號

諧波保護器接入                   諧波保護器接入后

四、安科瑞諧波保護器介紹

4.1主要技術參數

 表3-1 ANHPD技術參數

4.2功能特點

    •采用超微晶體的特殊電路；

    •吸收3KHz~30MHz頻率各種能量的諧波干擾，消除高次諧波、高頻噪聲、脈沖尖峰、浪涌等干擾，矯正電壓、電流波形；

    •減少了用電設備的故障率和機器誤操作，克服了由于高頻諧波污染引起的干擾，保障了設備的安全運行；

    •設備本身幾乎不耗電，具有超高的經濟性；

    •結構設計合理，接線簡單，安裝方便。

五、結語 

    高精尖是未來用電設備發展的必然趨勢，相應的怎樣避免受這些設備產生的諧波的干擾成為科技人員面對的重要課題。諧波保護器對于當的高科技、高靈敏度設備產生的諧波具有有效地吸收和阻隔作用。因此在未來一段時間內在建筑電氣系統中運用諧波保護器將會是必然的趨勢，相關人員應當從諧波保護器的作用原理和電氣設備實際情況出發，科學合理的運用諧波保護器保護用電設備。

【參考文獻】

【1】王小云，試論現代建筑電氣設計中的諧波抑制【J】商業文化月刊，2011（7）：179

【2】鄭興，諧波保護器及其在智能建筑中的應用【J】電器與能效管理技術，2007（20）：55-58

【3】徐朝陽，二甲以上醫院中諧波保護器的應用【J】科技風，2015（17）：250-25

摘要  IT系統采用了中性點不直接接地的方式，因降低了觸電電壓和電網對地漏電流（有效控制對心臟的直接漏電），使人身觸電危險被降到非常小的程度。本文闡述了在現代化醫院場所設置IT系統的必要性，規范的相關要求以及應用的主要配置。

關鍵詞  醫院場所  IT系統  主要配置

引言

    隨著科技的發展，現代化醫院建設浪潮席卷而來，大量的智能化的，*的醫療電氣設備被投放到醫療工作中來。享受著醫療電氣設備帶來的智能、快捷、精準等便利之余，承載著這一切的醫療電氣安全也被擺到了人們面。

    1）在經濟與科技日益發展的今天，常規TN配電系統已不能*醫院建筑電氣的要求。

    ，當用電設備對人體心臟直接漏電達10μА時，即可導致病人觸電身亡，醫學上把這種情形稱作“微電擊”。而在傳統民用建筑電氣中常規選用的RCD等對地漏電保護裝置，其動作響應值通常為30mA，遠遠不能滿足醫院領域的安全配電要求。

    因此，現在內外針對醫院領域中的手術室、ICU、CCU、搶救室等重要場所普遍采用局部“中性點不直接接地的供電系統”（IEC標準稱之為“醫療IT系統”或“隔離電源系統”）。通過單相容量范圍為0.5kVA~10kVA的隔離變壓器為這些場所供電，可以有效防止供電回路中的漏電流直接通過接地線竄入2類醫療場所重要的醫療電器設備上，避免對病人的安全構成威脅。一旦隔離電源系統中所接的負載（如各種醫療電器設備、配電元器件等）出現對地絕緣故障，由于電源端未做接地處理，故漏電流對地不能形成回路，對地只能產生一個微弱的容性泄漏電流，保護了病人免遭漏電傷害。

    在醫療領域，某些場所對供電持續性要求很高，會設計成雙路（甚至三路）電源自動切換，以保證這些特殊場所的供電連續性。但如果在負載端出現對地絕緣故障時，故障電流將經過電源中性點對地構成回路，從而形成一個較大的故障電流，使上一級斷路器或熔斷器因過電流動作，終導致供電中斷。而如果在這些特殊場所局部采用IT配電系統時，因其電源中性點不接地，當負載端出現一點相對地絕緣故障時，對地不能構成回路，只會產生一個很小的容性漏電，對人體不會產生危害，同時也不會導致斷路器或熔斷器動作，從而保證了重要醫療場所供電的持續性與可靠性。

2.內的相關規定

    許多家和際標準都對醫院領域，尤其是那些生命攸關的醫療場所，如手術室、重癥監護室、嬰幼兒監護室等的配電系統做了明確的規定。其目的就是保證能為這些場所內的醫療電器設備提供安全、可靠的電源，確保病人的生命財產安全。

    標GB16895.24-2005建筑物電氣裝置7-710部分：特殊裝置或場所的要求 醫療場所規定，在醫療領域2類醫療場所內，用于維持生命的、外科手術的和其他位于“患者區域”內的醫療電器設備和系統的供電回路應選用帶絕緣監視的醫療IT 系統供電。

    同時我的《民用建筑電氣設計規范》JGJ16這一標準中對醫療場所采用IT系統供電也有了較為明確的定義，并對絕緣監測裝置功能及指示方式做了明確的描述。同時，諸多條文說明中的規定是參考家標準《特殊裝置或場所的要求 醫療場所》GB16895.24的規定做出的。其中2 類場所主要包括：搶救室（門診手術室）、手術室、ICU室、麻醉室、導管介入室、血管照影檢查室、早產嬰兒室等。

3.IT配電系統的基本配置

1）醫療專用隔離變壓器

    根據標GB16895.24-2005和際電工委員會IEC60364-7-710:2002標準同規定：“醫療IT系統應采用單相隔離變壓器，其額定輸出容量不應小于0.5kVA，且不應超過10kVA ”。建議每間手術室要配置一臺隔離變壓器。隔離變壓器型號一般有3.15/5/6.3/8/10kVA等5種規格可供選擇，建議選型絕緣等級為H級的AITR系列醫療專用隔離變壓器（安科瑞電氣）。變壓器初級繞組與次級繞組獨立纏繞，在初級繞組和次級繞組之間有屏蔽層，并連接到獨立的端子上，變壓器的固定架與鐵芯隔離，形成雙重絕緣。變壓器還內置PT100溫度傳感器，可通過絕緣監測儀AIM-M100對隔離變壓器溫度進行實時監測。

2）醫療專用絕緣監測儀

    每套醫用隔離電源系統須配置一臺絕緣監測儀，對該隔離電源系統中所有回路的絕緣狀況進行實時監測并發出報警信息。新型醫療絕緣監測儀AIM-M100（安科瑞電氣）采用*的低頻交流信號測量方法，監測反應速度快且更可靠。此外這里的測量電壓由微處理器控制，具有非常強的抗干擾能力，能適應當今現代化的伴有各種干擾因素的電網系統，對各種頻率、波形的醫療電器設備的監視尤為適用。醫療專用絕緣監測儀絕緣狀況響應值一般設置為50kΩ；過負荷監視響應值更應按照隔離變壓器容量可調；變壓器繞組溫度指示超溫報警亦應可調；液晶顯示測量結果，發光二極管指示報警；具有菜單控制及一鍵自檢功能。

3）變壓器負載監視設備

    在隔離變壓器后的配電線路配置保護型電流互感器，選用專用的保護型電流互感器AKH-0.66P26（安科瑞電氣）用于配合絕緣監測儀AIM-M100對醫用隔離變壓器的帶載情況進行實時監測。

4）外接報警與顯示設備

    外接報警與顯示儀可對某一隔離電源系統進行遠距離報警顯示。即可裝于手術室、護士站、集中控制室等場所。此外外接報警與顯示儀還應支持單獨或集中監控的需求，當諸如選型AID系列外接報警與顯示裝置（安科瑞電氣），應用于重癥監護室等采用多套隔離電源系統時，應裝置1臺AID150型外接報警與顯示儀集中監控多套系統，保障功能性的同時也顧全使用便捷；而應用于手術室方案時，選型AID120型外接報警與顯示儀單獨監控，并于手術室內嵌墻安裝便于觀測。

5）直流穩壓電源模塊

    內部轉換電源，將AC220V轉換為DC24V。為儀表提供輔助電源，如1只ACLP10-24型直流穩壓電源模塊（安科瑞電氣）為AID系列外接報警與顯示裝置供電。

6）絕緣故障定位系統

    參照實際情況，當隔離電源系統設備負載回路數較多或用戶需求“在不斷電的情況下精確、快速檢測故障所處回路”時，可加裝絕緣故障定位功能，用于在指示絕緣故障的同時，直接指出故障回路，方便醫療工作持續進行。

    隨著醫療衛生事業建設的日益發展，近幾年新建、擴建的現代化醫院有如繁星。作為醫療電氣相關工作人員，一方面期待著家相關規范、行業標準不斷推陳出新，進一步完善、普及。另一方面在設計上，主張醫療電氣設計人員采用*技術，體現“以安全為本、與科技并行”的設計理念，為病人以及醫護人員提供一個技術*、功能齊全，安全可靠的醫療環境。

參考文獻

[1] 中華人民共和住房和城鄉建設部. JGJ16-2008 民用建筑電氣設計規范[S]. 北京: 中建筑工業出版社, 2008.

[2] 中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局、中家標準化管理委員會. GB16895.24-2005 建筑物電氣裝置- 特殊裝置或場所的要求- 醫療場所[S]. 北京: 中標準出版社, 2005.

[3] 穆景光,李兆光. 淺談IT系統在醫療建筑電氣設計中的應用[J]智能建筑電氣技術2011（1）

[4] 安科瑞電氣股份有限公司. 安科瑞醫用絕緣監測裝置安裝與使用說明書V2.0[S] 2016

• 1. 醫療領域采用IT配電的必要性
  1. IT系統出現一次接地故障時，不會導致系統斷路器或熔斷器動作，因而保證了電源供電的持續性。
  1. 由于IT系統供配電的特性，降低了對地漏電流，從而也提高了防火安全性。
  1. 結語