الزامات برقى بيمارستان و مراكز درمانى

امروزه رشد روز افزون فن آوري در تجهيزات پزشكي، گسترش استفاده از سيستم هاي ديجيتالي و ابزارهاي دقيق و مكانيزه شدن واحد هاي درماني و پزشكي، اعمال كنترل و مراقبت پيوسته بر سيستم هاي برق در اين مراكز رابه يك الزام تبديل كرده است. اين ضرورت مديريتي براي حفظ سرمايه، انجام مطمئن عمليات تشخيص و درمان و دستيابي به بهره وري مطلوب است.

در گذشته نه چندان دور بيشتر تجهيزات پزشكي فاقد سيستم هاي الكترونيكي و ديجيتالي بودند، ولي در حال حاضر تقريباً تمام تجهيزات پزشكي علاوه بر قسمتهاي مكانيكي، پنوماتيكي، هيدروليكي، الكتريكي و … حتماً داراي قسمت های الكترونيكي، حداقل در خروجي (صفحة نمايش و …) يا ورودي ( سوئيچينگ پاورهاي تغذيه دستگاه و … ) است. به عنوان مثال يك ونتيلاتور جزو دستگاه هاي مكانيكي و الكترومكانيكي با تجهيزات پنوماتيكي طبقه بندي مي شد ولي در حال حاضر جزو دستگاه هاي فول الكترونيك، تمام ديجيتال، تمام پنوماتيك و … قرار دارد كه با اين وضعيت كوچكترين خطايي در سيستم هاي الكترونيكي و ديجيتالي، امكان هرگونه استفاده درست از امكانات آن را غير ممكن مي سازد.

بنابراين توجه به اين نكته كه هزينه هاي ثابت و جاري مربوط به تجهيزات الكتريكي و الكترونيكي پيشرفته پزشكي، سهم رو به افزايشي از منابع مالي واحدهاي تشخيصي،بهداشتي و درماني را به خود اختصاص مي دهد، شناخت و مقابله با عوامل كاهش بازدهي، كاهش عمر مفيد، افزايش خطاها و هزينه هاي تعمير و نگهداري تجهيزات پزشكي، از درجه اهميت بالايي برخوردار است.

مشكلات موجود در سيستم هاي برق علاوه بر اين كه در عملكرد، دقت، كارآيي و عمر مفيد تجهيزات تأثير نامطلوبي برجاي مي گذارد، باعث تحميل هزينه هاي گزاف ديگري از جمله هزينة تعميرات اتفاقي، هزينه هاي مرتبط با زمان خواب تجهيزات و خسارات ناشي از لغو گارانتي خواهد شد.

خصوصيات برق سالم

برق سالم مجاز براي استفاده در مصارف حساس بايد داراي سه خصوصيت زير باشد:

-(Clean) ولتاژ سالم و تميز

-(Stable) ولتاژ تثبيت شده

-(Continuous) ولتاژ پايدار و پيوسته

با توجه به خصوصيات طبيعى شبكه برق سراسري كشور در خصوص تأمين برق، امكان بهره برداري از برق مناسب براي كلية تجهيزات الكتريكي در تمام زمان هايي كه نياز آن وجود دارد، از طريق برق شهر ميسر نيست. لذا مصرف كننده ها با توجه به اهميت كاربري هركدام از تجهيزات الكتريكي مورد استفاده، بايد يكي از تجهيزات پشتيبان برق از جمله ديزل ژنراتور، استابلايزر ولتاژ ويا ترانس ايزوله را استفاده كنند.

با توجه به اينكه تأمين يك حاشيه ايمن عملياتي مستلزم پيش نيازهايي است كه در حيطه وظائف مسئولان تجهيزات پزشكي مركز درماني نيست، موارد زير به عنوان پيش فر ضهاي انجام شده توسط ساير واحد هاي مرتبطِ مركز درماني (مديريت، تأسيسات و . . ) در نظر گرفته مي شود:

-توان كافي: تأمين يك انشعاب اصلي داراي مجموع قدرت يا آمپر لازم براي مصارف مراكز درماني با در نظرگرفتن حداقل ۲۰ ٪ ضريب اطمينان.

-تابلو برق استاندارد: استقرار تابلوهاي برق اصلي و فرعي با كلية ملزومات، شامل كليدهاي قدرت اصلي و فرعي، نشانگرهاي جريان و ولتاژ، شينه هاي مناسب با جريان مصرفي، عايق بندي مناسب، ارت و نول استاندارد، سيم بندي و كابل كشي استاندارد، تفكيك مصارف تابلوهاي فرعي و بخش ها با استفاده از كليدها و فيوزهاي متناسب با مصرف، ايزولاسيون و تهويه متناسب، كانال هاي استاندارد براي انتقال سيم و كابل، نقشه و پلاك و علائم مناسب، امكان دسترسي و توسعه آتي.

-تابلوي خازن براي اصلاح ضريب قدرت: اسقرار تابلوي بانك خازني متناسب با مصرف ( با توجه به عوارض منفي وجود بار راكتيودر شبكه برق كشوري از جمله (Reactive) بالا رفتن جريان، كاهش ولتاژ، افزايش تلفات مسي و عوارض اقتصادي و همچنين افزايش هزينه برق مصرفي براي مصرف كننده، لزوم طراحي ونصب تابلوي بانك خازني متناسب با مصرف بسيار اهميت دارد).

-چاه ارت مناسب: وجود چاه يا چاه هاي ارت مناسب و ارت كشي براي كلية تجهيزات به صورت استاندارد (به دليل مسايل ايمني فني و حفاظت هاي لازم حياتي براي بيماران و پرسنل مراكز درماني و لزوم حذف نويزهاي ناخواسته، ايجاد ارت مناسب جزو ضروريات كليه مراكز درماني و تشخيصي است كه توضيحات آن در ادامه آمده است

-توزيع مطلوب: تأمين برق مناسب، در پاي كار (محل مصرف) با استفاده از شبكة توزيع استاندارد شامل سيم كشي و كابل بندي و اتصالات مناسب (سيم كشي مراكز درماني از نوع ۵ سيمه شامل ارت، نول و فازهاي R ،TوS است كه نول و ارت بر خلاف مراكز صنعتي  در هيچ جايي از تابلوهاي اصلي و فرعي به هم اتصال داده نشده اند).

الزامات برقى بيمارستان و مراكز درمانى  به شرح زيرند :

-اتصال زمين (ارت)

-برق اضطراري (ديزل ژنراتور)

-برق سالم (استابلايزر)

-(UPS) برق پشتيبان

-ايزولاسيون (ترانس ايزوله)

اتصال زمين (ارت)

وجود ارت در مراكز درمانى جزو الزامات اساسى است. استانداردى كه در اين خصوص وجود دارد به دليل تماس و ارتباط الكتريكى تجهيزات پزشكى با بدن بيماران كاملاً با استاندارد مراكز صنعتى تفاوت دارد. وجود ارت مناسب و اتصال به زمين بدنه تجهيزات در مراكز درمانى علاوه بر حفاظت الكتريكى پرسنل و بيماران و مراجعان در مقابل جريان هاى نشتى، پارازيت ها و نويزهاى ناشى از خود بيمار، تخت ها و تجهيزات اطراف بيمار را نيز كه از طريق امواج الكترومغناطيسى موجود در فضا (موبايل ، تلوزيون و ..) القاء مى شوند،ازبين مى برد.

در شکل زیر دو نمونه از چاه ارت نشان داده شده است.

الزامات مربوط به ارت با توجه به مقاومت مخصوص زمين، عمق چاه از حداقل ۲ متر تا ۸ متر و قطرآن حدود ۸۰ سانتيمتر يا كمتر مي تواند باشد. در زمين هايي كه با توجه به نوع خاك داراي مقاومت مخصوص كمتري است مانند خاك هاي كشاورزي و رسي، عمق مورد نياز براي حفاري كمتر بوده و در زمين هاي شني و سنگلاخي كه داراي مقاومت مخصوص بالاتري است نياز به حفر چاه با عمق بيشتر است.براي اندازه گيري مقاومت مخصوص خاك از دستگاه هاي خاص استفاده مي شود. در صورتي كه تا عمق ۲-۴ به رطوبت نرسيديم و احتمال بدهيم در عمق بيشتر از ۶ متر به رطوبت نخواهيم رسيد نيازي نيست چاه را بيشتر از ۶ متر حفر كنيم.

محدوده مقاومت مخصوص چند نوع خاك در جدول زير نوشته شده است.

نکات مهم در مورد چاه ارت

-كليه بخش هاي درماني، تشخيصي و كليه قسمت هايي كه داراي تجهيزات پزشكي هستند، بايد مجهز به سيستم ارت باشند.

-تعداد چاه ارت مي بايست متناسب با حجم تجهيزات مركز درماني (ميزان آمپر مصرفي) باشد.

-دستگاه هاي پرمصرف مانند آنژيوگرافي بايستي داراي چاه ارت مستقل در نزديكي تابلوي اصلي توزيع برق خودش باشد.

-چاه ارت را بايد در جاهايي كه پايين ترين سطح را داشته و احتمال دسترسي به رطوبت حتي الامكان در عمق كمتري وجود داشته باشد حفر كرد.

-محل چاه ارت اصلي مركز بايستي در نزديكي محل تابلوي اصلي توزيع برق آن باشد.

-نبايد چاه ارت با چاه نول ( چاه ويژه نول ) يكي باشند و بايستي به صورت مستقل طراحي و ساخته شوند

-مراكزي كه داراي انشعاب ۲۰ كيلو ولت و پست برق اند داراي چاه نول نيز هستند.

-نبايد در تابلوي برق بيمارستان، سيم نول و ارت به هم متصل شوند. اين موضوع غير استاندارد است و در صورت وجود بايستي اصلاح شود.

-محل اتصالات سيم ارت بايد به روشي، هر چند وقت يكبار بازديد و مقاومت سيم زمين اندازه گيري شود.

-بدنه فلزى كليه تجهيزات اعم از الكتريكى يا غير الكتريكى كه فاقد دو شاخه ار ت يا به طور كلى فاقد ارت است، بايد به طريق مناسب به سيم ارت متصل شود. مخصوصاً در اتاق هاى عمل و بخش هايى كه داراى سيستم هاى صوتى و تصويرى (اكو ، مانيتور و … ) هستند، رعايت اين نكته ضرورى است.

توليد برق در سراسر جهان غالباً توسط نيروهاي مكانيكي اي كه باعث گردش ژنراتور مولد برق باشند صورت مي گيرد. اين انرژي ها در نيروگاه هاي حرارتي، حرارتي سيكل تركيبي، گازي، هسته اي ، آبي، بادي، زباله سوز و غيره تبديل به نيرو براي ايجاد گردش در ژنراتور مي شوند. ژنراتور تمام نيروگاه هاي ذكر شده از نوع سه فاز است كه با شبكة سراسري برق سنكرون است. ولتاژ خروجي ژنراتورهاي نيروگاهي بين ۶ تا ۱۱ كيلو ولت بين هر دو فاز بوده و سه فاز T , S , R  از آن خارج  مي شود. در خروجي توسط چندين مرحله پست فشار قوي از ترانس هاي مثلث به مثلث استفاده مي شود، تا به ۴۰۰ كيلو ولت (ولتاژ انتقال شبكه سراسري برق) افزايش يافته و سپس در نزديكي شهرها يا كارخانجات طي چندين مرحله تا ۶۳ كيلو ولت و در داخل شهرها به ۲۰ كيلو ولت كاهش مى يابد. در تمام اين مراحل انتقال، فقط سه سيم انتقال مي يابد كه همان سه فاز هستند و سيم نول اصلاً وجود ندارد.
اين ولتاژ سپس توسط كابل هاي ۲۰ كيلو ولت يا تير هاي سيماني خطوط انتقال شهري به پست هاي تبديل انتقال داده شده و در آنجا به ۳۸۰ ولت يا ۴۰۰ ولت بين هر دو فاز كاهش مي يابد. بايد افزود كه ثانويه اين ترانس ها( ۴۰۰v/20KV) بر خلاف ساير ترانس ها در شبكة توزيع برق، از نوع ستاره است و سر وسط ستاره از طريق چاه نول ايجاد شده در پست برق زمين مي شود و سيم نول را ايجاد مي كند.
مصر ف كننده هاي خانگي و كوچك از حالت تكفاز (يكي از فازها و نول) استفاده مي كنند كه ولتاژ بين هر فاز تا فاز بعدي ۴۰۰ ولت و ولتاژ بين هر فاز تا نول ۲۳۰ ولت (يا طبق استاندارد كشورمان ۲۲۰ ولت) خواهد بود. سيم نول از طريق چاهي كه دقيقاً مشابه چاه ارت است زمين مي شود. ولي از محل پست تا محل مصرف كننده، با حركت از بالاي تيرهاي سيماني يا داخل كابل ها كليه امواج الكترومغناطيسي ناشي از فرستنده هاي راديويي، تلويزيوني، بي سيم، موبايل و . . . را جذب مي كند و تبديل به سيمي مملو از انواع نويزها مي شود و هر چند از نظر حفاظتي در مقابل ولتاژهاي زياد ممكن است قابل قبول باشد ولي براي زمين كردن نويزهاي ناشي از امواج الكترومغناطيسي كه روي بدنه تجهيزات يا بدن بيمار ايجاد شده است به هيچ عنوان كارايي ندارد و حتي اتصال آن به دستگاه ها مقدار بيشتري پارازيت را وارد دستگاه ميكند.
از آنجا كه سيم نول مملو از انواع امواج الكترومغناطيسي و پارازيت ها است به منظور جلوگيري از وارد شدن نويز به دستگاه ها و سيستم هاي پزشكي از طريق سيم نول، طبق استاندارد بايستي سيم نول و ارت از هم جدا باشند.

تست ساده سيم ارت پريزهاى مراكز درمانى

براى تست سيم ارت مى توان از يك لامپ  ۱۵۰W يا  ۲۰۰W ، يك سرپيچ كه به آن دو  سيم نيم مترى اتصال دارد، يك ولت متر و يك فازمتر استفاده كرد.
به اين صورت كه ابتدا با كمك فازمتر، فازِ پريز ارت دار مورد نظر پيدا مى شود و يك سر سيم هاى متصل به سرپيچ لامپ، به فاز و سر  ديگر به نول متصل مى شود. ولت متر هم بايد با لامپ موازى باشد. در اين حالت لامپ روشن مى شود و ولت متر هم عددى حدود ۲۲۰V را نشان مى دهد. اين عدد يادداشت مى شود، در اين حالت بدون اينكه سيم فاز خارج شود، فقط سيم نول خارج مى شود، لامپ خاموش می شود و ولت متر عدد صفر را نشان مى دهد.

حالا سيمى كه قبلاً داخل نول بود، به زبانه فلزى ارت كه روى پريز برق قرار دارد متصل مى شود. در اين حالت بايد مجدداً لامپ روشن شود و نور آن مشابه حالت اول و ولتاژ نشان داده شده برابر ولتاژ قبلى باشد. يعنى ولتاژ بين فاز و نول در حالت روشن بودن لامپ برابر ولتاژ فاز و ارت در حالت روشن بودن لامپ باشد.
اين تست بايد براى تك تك پريزها به صورت دوره اى انجام شود. وجود خطا در اين تست نشانه وجود اشكال در سيم ارت يا وجود مقاومت در آن است كه در هر صورت بايد براى اصلاح آن اقدامات لازم صورت پذيرد.

به طور كلى مى توان گفت در سيستم اتصال زمين تاسيسات برق بيمارستان، علاوه بر اين كه عملكرد درست تاسيسات الكتريكى و حفاظت در برابر اتصال اتفاقى برق بر روى بدنه فلزى دستگاه ها و وسايل برقى بر اثر بروز اشكالات فنى مطرح است، نشت جريان برق از تجهيزات و لوازم برقى سالم كه در مجاورت بيماران ، مورد استفاده قرار مى گيرد نيز ممكن است براى بيمار مخاطره آميز باشد. به همين دليل به منظور حفاظت از افراد در برابر شوك حاصله از اين نوع جريان ها، بايد يك سيستم اتصال زمين قابل اطمينان پيش بينى شود و بدنه فلزى كليه وسايل و دستگاه هاى برقى ثابت و سيار به آن متصل شود.

منبع:ماهنامه مهندسی پزشکی