應(yīng)輝志

(臺州骨傷醫(yī)院 設(shè)備科，浙江溫嶺317500)

醫(yī)療設(shè)備供電不良引發(fā)的故障處理三例

應(yīng)輝志

(臺州骨傷醫(yī)院 設(shè)備科，浙江溫嶺317500)

本文簡述了電源對醫(yī)療設(shè)備的重要性，并介紹了三例由于供電問題引起的故障維修過程。

零線；三相UPS；配電室；電涌；避雷器；接地線；肌電圖；零地電壓

1 電源斷零引起的信息中心UPS故障

1.1 故障處理：某日信息中心新裝空調(diào)時電工帶電接線，突然聽到服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)炸響聲，機(jī)房UPS隨即停機(jī)，信息中心的設(shè)備全部停電。

從故障發(fā)生的經(jīng)過來看，明顯與電工的接線操作有關(guān)。于是先檢查電工接線的配電柜，未發(fā)現(xiàn)有明顯的損壞痕跡，測量電源電壓也正常。觀察到UPS還處于報警狀態(tài)，在切除交流電源及電池后關(guān)機(jī)重開，UPS自檢正常，輸出測試正常，帶假負(fù)載測試也正常，再帶正式負(fù)載服務(wù)器交換機(jī)測試也基本正常。至此可確定UPS尚好，但檢查發(fā)現(xiàn)負(fù)載中有幾臺交換機(jī)和服務(wù)器不能開機(jī)，拆開后發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部電源壓敏保險均已燒壞，予以更換后測試正常。經(jīng)詢問得知，此次接線時電源取入點(diǎn)為避雷器回路的火線與UPS電源回路的零線，當(dāng)時接線時是先接火線后接零線，而故障就在斷開UPS回路零線、準(zhǔn)備跳線時才發(fā)生的。

圖1 機(jī)房電源接線圖

1.2 故障分析與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：綜合分析以上情況，可得出此次故障應(yīng)該是UPS進(jìn)線的零線斷開所致，而根據(jù)分析，三相UPS在工作中是不能斷開零線的。如圖2所示，如果在UPS逆變供電時零線斷開，由于逆變器的工作，此時UPS輸出電壓還是穩(wěn)定的，不會受負(fù)載影響。但如果UPS轉(zhuǎn)市電旁路供電時零線斷開，此時UPS的三路輸出就失去中性點(diǎn)，三相輸出電壓會因各相負(fù)載的不平衡而產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，如果負(fù)載嚴(yán)重不平衡時，就會出現(xiàn)某路輸出電壓過高而導(dǎo)致該路中的設(shè)備損壞。

信息中心UPS型號為臺達(dá)GES203H3，它是一款20KVA的三相UPS。推測當(dāng)時的情況，很可能是在擰松零線時零線回路有瞬間的接觸不良，而UPS則可能因此而出現(xiàn)內(nèi)部故障再導(dǎo)致報警停機(jī)，在UPS報警停機(jī)后旁路系統(tǒng)自動接通轉(zhuǎn)為市電輸出。另外，UPS的負(fù)載經(jīng)實(shí)測過三相分別為5A、6A、1A，很不平衡，這樣在幾個因素共同作用下最終導(dǎo)致了本次故障發(fā)生。

因此，為避免此類故障出現(xiàn)，首先應(yīng)盡量平衡輸出負(fù)載，嚴(yán)重不平衡的負(fù)載不但會導(dǎo)致UPS負(fù)載能力下降，如果在本例特殊情況下還會引起后端設(shè)備損壞。其次，在機(jī)房內(nèi)絕對不能隨意接線或改變電源線路，也不能以為有了UPS就可以隨便停電，畢竟機(jī)房的信息安全才是我們最需要保證的。

2 停送電引起的DR故障

2.1 故障處理：一次配電室發(fā)電結(jié)束后，在放射科設(shè)備尚未關(guān)機(jī)時就切斷發(fā)電總開關(guān)并合上市電總開關(guān)。在此間DR機(jī)房內(nèi)傳出一聲爆響，同時整個放射科停電。

檢查發(fā)現(xiàn)該DR的電源開關(guān)跳閘，前級的總電源開關(guān)也跳閘。因不清楚故障的范圍及原因，為避免可能的進(jìn)一步損壞，暫不送該DR電源。拆開DR高壓柜檢查，發(fā)現(xiàn)機(jī)柜內(nèi)開關(guān)跳閘，DR輸入電源板燒壞，上面元件炸飛數(shù)個。拆出電源板后發(fā)現(xiàn)壓敏燒壞數(shù)個，電容燒壞數(shù)個，板子燒黑嚴(yán)重。由于此板相對比較簡單，拆掉損壞元件后用酒精清潔線路板，再測量得其余元件尚完好，這樣經(jīng)更換損壞元件后帶模擬負(fù)載測試正常，最終上機(jī)測試也正常。

圖2 UPS接線示意圖

2.2 故障分析與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：電網(wǎng)的電不是純凈的正弦波，在電網(wǎng)上充斥著由于各種因素而出現(xiàn)的瞬態(tài)過電壓，其也稱電涌。其中最重要的原因是雷擊過電壓和操作過電壓，雷擊過電壓一般由感應(yīng)雷引起，操作過電壓則多是在電網(wǎng)回路中由于分合負(fù)載而產(chǎn)生，尤其在切斷大電機(jī)或長線路負(fù)載時，由于回路中原有的電磁能不能即時消失，其能量會在線路上產(chǎn)生嚴(yán)重的電涌。

因此，在電網(wǎng)中需配有多級避雷器以作保護(hù)。配電室高壓側(cè)一般在開關(guān)上對地并接有高壓避雷器，以吸收高壓開關(guān)分合時產(chǎn)生的過電壓。在低壓側(cè)也需安裝避雷器作保護(hù)，一般接在配電室低壓母線和電容柜以及一些二級配電柜內(nèi)。除了變配電網(wǎng)設(shè)備，到了最終用電設(shè)備這一級，一般也在其電源部分設(shè)計有壓敏作進(jìn)一步保護(hù)。如果配置合理，經(jīng)過這三級的保護(hù)，設(shè)備電路受到的電涌沖擊就不會太大，但如果某一級有問題或配置不合理，就可能引起用電設(shè)備故障。

由于此次的故障是在配電室操作時產(chǎn)生的，于是先檢查配電室內(nèi)的避雷器情況，發(fā)現(xiàn)發(fā)電回路竟未接避雷器，而且配電室內(nèi)有一路變壓器也無避雷器。這應(yīng)為明顯的安裝設(shè)計缺陷，對此，在相應(yīng)回路加裝數(shù)個避雷器以作保護(hù)。

為保證以后不出現(xiàn)類似問題，除做好上述技術(shù)性方面工作，還從配電室制度出發(fā)作了進(jìn)一步規(guī)定，要求每次有計劃操作時盡量通知放射科等重點(diǎn)科室，而科室在接到通知后則需盡量關(guān)掉設(shè)備以避開此次配電操作時可能帶來的危害。

圖3 肌電圖示意圖

3 接地線不良引起的肌電圖故障

3.1 故障處理：一臺肌電圖機(jī)，測量系統(tǒng)框圖如圖3所示。科室反映干擾很大，經(jīng)實(shí)際觀察，在測體感誘發(fā)及運(yùn)動傳導(dǎo)時干擾尚不明顯，但在人體同心針測量時特別嚴(yán)重，靜態(tài)時可觀察到屏幕上有較明顯的雜波。

詢問操作者得知此機(jī)曾因干擾做過重復(fù)接地，但接地后干擾問題仍未解決，在摩托車經(jīng)過時雜波表現(xiàn)非常嚴(yán)重。由于此故障明顯為干擾所致，檢查接地體和設(shè)備電源進(jìn)線，未發(fā)現(xiàn)明顯不良點(diǎn)，但卻發(fā)現(xiàn)電源插座零地電壓過高，有時高達(dá)15V以上。檢測旁邊另一相插座零地電壓卻為0V，改此插座供電后，信號質(zhì)量有了一定的改善，但仍不理想。

接下考慮接地線是否有問題，觀察當(dāng)時做的重復(fù)接地線，雖然用的是4平方多股線，但由于房間及周邊條件限制，在布線時拐了不少彎，加上房間內(nèi)的走線總長度已超過30m，這樣線路的高頻阻抗很高。針對此問題將重復(fù)接地線斷開，僅用電源地線，此時在做肌電圖時信號又有了改善，但還有一定干擾。咨詢廠家得知像肌電圖這種高靈敏設(shè)備最好做一個屏蔽室，如果沒有條件也可以在房間周圍的大面積接地體上接地線。這樣最終在房間窗戶上的防盜窗上接上重復(fù)接地線，地線長度在4m左右。接好地線后試機(jī)，發(fā)現(xiàn)效果非常好，此時的靜態(tài)波形幾乎一直線，只有隱隱約約很弱的交流干擾波了，并且室外摩托車經(jīng)過時的干擾也很弱了。

3.2 故障分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：肌電圖是典型的高靈敏儀器，肌電信號低至微伏級，因此對信噪比要求非常高。而零地電壓過高對敏感電子設(shè)備的工作將有嚴(yán)重的干擾，很多精密設(shè)備都要求將零地電壓控制在2V以內(nèi)，過高的零地電壓不但會引入額外干擾，并且在嚴(yán)重時會損壞其硬件電路。

另外，接地線的低頻阻抗合格并不代表高頻接地阻抗也合格，接地線按正規(guī)要求需用足夠截面積的編織帶或多股導(dǎo)線，并且走線盡可能短。而原接地線是曲折的30m長4平方多股線，如用于為交流50Hz提供通路是合格的，但作為抗干擾地線時它的走線就顯的過長過曲，造成高頻阻抗過大，根本不能降低干擾，反而干擾了設(shè)備的工作。

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2014-03-31

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