淺析UPS在醫(yī)療供電系統(tǒng)中的應(yīng)用和維護(hù)

1、淺析UPS在醫(yī)療供電系統(tǒng)中的應(yīng)用和維護(hù)摘要：本文結(jié)合醫(yī)療供電系統(tǒng)的實(shí)際維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，探討UPS電源的工作原理及其在醫(yī)療供電系統(tǒng)中的應(yīng)用。從不同類別的UPS在供電特性、可靠性以及應(yīng)用本錢等方面的特性差異，探究其對(duì)應(yīng)于醫(yī)療供電系統(tǒng)或醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用方式。同時(shí)提出UPS日常使用的維護(hù)方法和本卷須知，闡述UPS在醫(yī)療供電系統(tǒng)中的重要性和必要性。關(guān)鍵詞：UPS電源醫(yī)療供電工作原理電源維護(hù)中圖分類號(hào)：F272.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791202103b-0032-02UPS，即不間斷電源，是指當(dāng)交流供電網(wǎng)輸入發(fā)生異常時(shí)，仍可繼續(xù)為負(fù)載提供一定時(shí)間優(yōu)質(zhì)電能的供電裝置。醫(yī)院作為特殊的用電單位，對(duì)供電

2、的可靠性有著特別的要求。因此，在醫(yī)療供電系統(tǒng)中，UPS在醫(yī)療信息傳輸與存儲(chǔ)、檢驗(yàn)診療設(shè)備的使用，以及生命維持系統(tǒng)等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。1UPS的根本分類和工作原理通常，我們按UPS的電路結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類，可分為后備式、雙變換在線式、在線互動(dòng)式和Delta變換式。1.1后備式UPS后備式UPS是一種以市電為主的電源形式，主要由充電器、蓄電池、逆變器和變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)壓電源4個(gè)局部組成。當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，UPS把市電經(jīng)簡(jiǎn)單穩(wěn)壓處理后直接供給負(fù)載；當(dāng)電網(wǎng)故障或供電中斷時(shí)，系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換為逆變器供電。后備式UPS具有電路簡(jiǎn)單、本錢低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)，后備式UPS也存在輸出電壓穩(wěn)定精度低

3、，以及當(dāng)市電供電中斷時(shí)輸出電能有短時(shí)間的間斷。因此，在醫(yī)療供電系統(tǒng)中，后備式UPS一般作為應(yīng)急電源使用，或者作為呼吸機(jī)或急救設(shè)備的在線電源。1.2雙變換在線式UPS雙變換在線式UPS又稱為串聯(lián)調(diào)整式UPS，也是目前大容量UPS常用的一種結(jié)構(gòu)形式。雙變換在線式UPS通常由整流器、充電器、蓄電池、逆變器等幾局部組成，它是以逆變供電為主的電源形式。當(dāng)市電正常供電時(shí)，市電經(jīng)充電器給蓄電池充電，同時(shí)經(jīng)整流器變成直流后送至逆變器，再經(jīng)逆變器變成交流后輸送給負(fù)載端。只有當(dāng)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，才通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換為市電旁路供電。通常情況下，因?yàn)樵陔p變換在線式UPS電源系統(tǒng)中，負(fù)載的全部功率由逆變器給出；所以，在市

4、電產(chǎn)生故障的瞬間，UPS的輸入不存在任何間斷。此外，UPS逆變器采用高頻正弦脈寬調(diào)制和輸出波形反響控制，可向負(fù)載提供電壓穩(wěn)定度高、波形畸變率小、頻率穩(wěn)定以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快的高質(zhì)量電能。不過，也正因?yàn)樵摴╇娤到y(tǒng)下的全部負(fù)載功率均由逆變器提供，這也造成了雙變換在線式UPS的容量裕量有限，輸出能力不理想等缺點(diǎn)。在醫(yī)療供電系統(tǒng)中，雙變換在線式UPS一般以中大型UPS機(jī)房的形式出現(xiàn)，所供的負(fù)載端也以通信、檢驗(yàn)、手術(shù)治療等領(lǐng)域?yàn)橹鳌?.3在線互動(dòng)式UPS在線互動(dòng)式UPS又稱為并聯(lián)補(bǔ)償式UPS。與雙變換在線式UPS相比，該UPS省去了整流器和充電器，而是由一個(gè)可運(yùn)行于整流狀態(tài)和逆變狀態(tài)的雙向變換器和蓄電池構(gòu)

5、成。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，雙向變換器處于整流工作狀態(tài)，給蓄電池組進(jìn)行充電；當(dāng)市電異常時(shí)，雙向變換器立即轉(zhuǎn)換為逆變工作狀態(tài)，將蓄電池電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出。雖然在線互動(dòng)式UPS存在本錢低、可靠性高、輸出能力強(qiáng)的特點(diǎn)；但是，當(dāng)市電供電中斷時(shí)，交流旁路開關(guān)存在斷開時(shí)間，導(dǎo)致在線互動(dòng)式UPS輸出存在一定時(shí)間的電能中斷相比后備式UPS中斷時(shí)間短。因此，在線互動(dòng)式UPS通常應(yīng)用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)的及時(shí)性略低，并允許電能一定中斷時(shí)間的醫(yī)療設(shè)備上。例如：超聲波檢測(cè)儀、醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀等。1.4Delta變換式UPSDelta變換式UPS又稱為串并聯(lián)補(bǔ)償式UPS，是一種最新的UPS結(jié)構(gòu)形式。Delta變換式UPS將交流穩(wěn)壓

6、技術(shù)中的電壓補(bǔ)償原理應(yīng)用在UPS主電路中，引入一個(gè)四象限變換器Delta變換器。當(dāng)市電正常時(shí)，Delta變換器既起到了給蓄電池充電的作用，同時(shí)也起到了補(bǔ)償電網(wǎng)波動(dòng)和干擾的作用，在市電輸出時(shí)，也能保證供給負(fù)載端的電能質(zhì)量。Delta變換式UPS具有輸入功率因數(shù)高、功率裕量大、抗過載能力強(qiáng)、無中斷時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。相信在未來的醫(yī)療供電系統(tǒng)中會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。2UPS在醫(yī)療供電系統(tǒng)的應(yīng)用形式2.1UPS在醫(yī)療信息系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的開展，醫(yī)院的建設(shè)也越來越強(qiáng)調(diào)以病人為中心。其中醫(yī)療信息化、智能化系統(tǒng)那么是提升醫(yī)院管理水平、提高醫(yī)務(wù)人員工作效率和提高為病人效勞水平的重要技術(shù)手段。醫(yī)療信息系

7、統(tǒng)在門診掛號(hào)、住院管理、電子病歷和藥品物資的管理等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。目前，醫(yī)療信息系統(tǒng)已成為醫(yī)院管理和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的根底設(shè)施和技術(shù)支撐。但是，在醫(yī)療信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和存儲(chǔ)過程中，卻往往受到供電可靠性的影響和制約。一旦信息機(jī)房和傳輸設(shè)備失去供電，信息的傳輸和存儲(chǔ)都將中斷；同樣，當(dāng)供電質(zhì)量不穩(wěn)定的情況存在時(shí)，信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性也會(huì)受到很大的影響。因此，為了保障醫(yī)療信息系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，需要引入U(xiǎn)PS來對(duì)供電進(jìn)行保障。以本院為例，為保障醫(yī)療信息系統(tǒng)的供電可靠性，在采用雙電源供電系統(tǒng)和柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)急供電的同時(shí)，在信息存儲(chǔ)中心設(shè)置大型的雙變換在線式UPS系統(tǒng)，并以該信息存儲(chǔ)中心設(shè)計(jì)獨(dú)立的供電系統(tǒng)。U

8、PS除了為信息存儲(chǔ)中心供電以外，對(duì)其他機(jī)房的重要信息傳輸設(shè)備也提供供電保障。對(duì)于距離相對(duì)較遠(yuǎn)的信息機(jī)房，需要另外設(shè)置UPS系統(tǒng)進(jìn)行保障。2.2UPS在檢驗(yàn)診療設(shè)備上的應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療實(shí)踐過程中，檢驗(yàn)診療設(shè)備對(duì)患者病情的診斷信息提供重要幫助。但是，檢驗(yàn)診療設(shè)備也必須依賴于對(duì)計(jì)算機(jī)的持續(xù)供電來進(jìn)行對(duì)標(biāo)本的分析和數(shù)據(jù)記錄。因此，當(dāng)發(fā)生意外斷電事故時(shí)，檢驗(yàn)科的生化分析儀、血球分析儀、細(xì)菌培養(yǎng)分析儀和微生物鑒定及藥敏分析儀等設(shè)備將停止工作。突然失電不僅對(duì)設(shè)備的運(yùn)行造成影響，更會(huì)導(dǎo)致檢驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、試劑浪費(fèi)、標(biāo)本破壞等嚴(yán)重后果。為了提高檢驗(yàn)診療設(shè)備的供電可靠性，對(duì)于檢驗(yàn)設(shè)備較集中、設(shè)備允許中斷時(shí)間短的檢驗(yàn)科

9、室，也宜設(shè)置較大型的雙變換在線式UPS系統(tǒng)。對(duì)于設(shè)備相對(duì)分散，數(shù)據(jù)采集及時(shí)性要求不高的檢驗(yàn)診療設(shè)備，也可以選用小型的后備式UPS或在線互動(dòng)式UPS進(jìn)行供電保障。2.3UPS在生命維持系統(tǒng)中的應(yīng)用生命維持系統(tǒng)關(guān)系著重癥患者的生命平安，在急診室、手術(shù)室、ICU重癥監(jiān)護(hù)室、血液透析室等都應(yīng)該設(shè)置完備的UPS供電系統(tǒng)。對(duì)于絕大多數(shù)用于生命維持的設(shè)備來說，其本身就具有斷電繼運(yùn)行的功能，比方：監(jiān)護(hù)儀、呼吸機(jī)和血液透析儀等。此外，各急救、重癥科室還應(yīng)該根據(jù)自身的醫(yī)療需求，建立一套中大型的UPS系統(tǒng)，可以采用后備式UPS系統(tǒng)，也可以選用在線互動(dòng)式UPS系統(tǒng)。用于生命維持系統(tǒng)中的UPS需要核定負(fù)載大小，計(jì)算出斷

10、電供能時(shí)間，并需增設(shè)余量報(bào)警裝置，以便發(fā)生意外斷電或局部線路故障時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。3UPS的根本維護(hù)方法UPS應(yīng)用于醫(yī)療供電系統(tǒng)中，本身是為了提高供電可靠性、提升供電質(zhì)量。因此，如何正確做好UPS的日常維護(hù)工作顯得格外重要。通常，UPS開機(jī)時(shí)應(yīng)先將市電送給UPS，使其處于空載工作狀態(tài)，再逐個(gè)翻開負(fù)載；要注意不能將所有負(fù)載同時(shí)開機(jī)，也不可帶載開機(jī)。關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)先逐個(gè)關(guān)閉負(fù)載，再將UPS進(jìn)行關(guān)機(jī)，禁止頻繁地啟動(dòng)和關(guān)閉UPS系統(tǒng)。UPS主機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱能，要注意UPS機(jī)房的降溫工作。UPS不宜長(zhǎng)期工作在30以上的環(huán)境中，否那么會(huì)大大縮短蓄電池的使用壽命。要定期檢查UPS主機(jī)各工作狀態(tài)，定期測(cè)量蓄電池電壓，平時(shí)做好除塵工作，檢查風(fēng)扇等設(shè)備的工作情況。UPS適宜帶微電容性負(fù)載，不適合帶電感性負(fù)載，如空調(diào)、電動(dòng)機(jī)、電鉆等。同時(shí)，UPS也不要一直處于滿載或輕載狀態(tài)下運(yùn)行，一般選取額定容量50%80%為宜。蓄電池組是UPS實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電的核心部件，也是影響供電時(shí)間的重要參數(shù)指標(biāo)。因此，對(duì)蓄電池組進(jìn)行正確、科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)，是延長(zhǎng)UPS系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。一般情況下，嚴(yán)禁對(duì)蓄電池進(jìn)行過電流、過電壓充電，也不可在使用過程中對(duì)蓄電池組進(jìn)行深度放電，這些都將大大影響蓄電池組的使用壽命。醫(yī)療供電系統(tǒng)中需要UPS電源系統(tǒng)，這是保證信息傳