Електроинсталации в болници

Основна задача на всяко болнично заведение е да осигурява висококачествени услуги и непрекъсната грижа за пациентите. За изпълнението на тази мисия се грижат множество комплексни системи, голяма част от които изискват сигурно, надеждно и непрекъснато електрозахранване. Операционните зали, в които се извършват сложни и често продължителни животоспасяващи операции, както и отделенията за интензивна грижа и реанимация, където е необходимо постоянно да работят животоподдържащи системи, са само част от критичните болнични приложения, които изискват безупречна работа на електрическите инсталации.

Всяко прекъсване или друг проблем с електрозахранването може да доведе не само до повреждане на скъпо медицинско оборудване или други материални активи, но и до сериозен, непосредствен риск за здравето и живота на пациентите.

Най-често срещаните причини за прекъсване на захранването в болничните заведения са екстремни природни явления като гръмотевични бури, обилни снеговалежи, ураганни ветрове, суша и други, които се характеризират с висока честота в много региони на света. Ето защо изграждането и поддържането на стабилна система за електроразпределение в болниците е от основно значение за тяхната работа.

Съвременните цялостни решения
за управление на електрозахранването в болнични заведения типично включват критични компоненти като системи за непрекъсваемо токозахранване (UPS), системи за сградна автоматизация, аварийни и евакуационни осветителни системи, както и платформи за енергиен мениджмънт, които позволяват задълбочен мониторинг на електрозахранването на обекта.

Информацията от този мониторинг може да бъде използвана за по-ефективно самостоятелно управление на системата за електроразпределение или заедно с друга болнична инфраструктура като платформата за сградна автоматизация. Необходимо е да се осигури адекватен баланс между архитектура, услуги и компоненти на електрическите инсталации, за да се гарантира постоянна достъпност и качество на електрозахранването.

Нормативни изисквания
Съгласно действащия стандарт БДС HD 60364-7-710: “Електрически уредби за ниско напрежение. Част 7-710: Изисквания за уредби или места със специално предназначение. Места с медицинско предназначение” помещенията за медицински приложения, проектирани за интракардиални процедури, операции, както и критични за живота процедури, където прекъсването (повредата) в електрозахранването може да доведе до опасност за живота, се класифицират като медицински помещения от Група 2.

В тях е необходимо използването на медицинска IT система (система за изолиране на електрозахранването (IPS), която не изисква автоматично изключване на електрозахранването при настъпване на повреда в изолацията) за веригите за захранване на медицинско електрическо оборудване и системите за интензивна грижа и хирургични приложения, както и друго оборудване в средата, обграждаща пациентите.

В тези помещения трябва да има осигурена визуална и звукова сигнализация, която да предупреждава медицинския персонал в случай на прекъсване на захранването. За оптимална работа на медицинското оборудване, е необходимо предотвратяване на електромагнитни смущения.

Съгласно БДС HD 60364-7-710 при помещения от клас <0,5 (анестетични помещения, операционни зали, зали за възстановяване след операция, зала за интензивно лечение и т. н.) система за резервиране на захранването трябва да осигури и поддържа наличността му за минимум 3 часа за време на превключване, което не превишава 0,5 секунди.

Ключови компоненти на електроразпределителната архитектура
За да се постигне и поддържа оптимална работа на електроинсталациите в болничните заведения по време на целия им жизнен цикъл, е необходимо синхронизиране на трите основни компонента на системата: архитектура за електроразпределение и мониторинг на електрозахранването; оборудване и софтуер; услуги по експлоатация и поддръжка.

Електроразпределителната архитектура е добре да бъде проектирана така, че да осигурява постоянна наличност на електрозахранването, съобразена с особеностите на различните критични звена на съоръжението. За целта е необходимо да бъдат взети предвид дизайнът и оразмеряването при системите с резервно захранване, както и да бъде направен анализ на рисковете, надеждността на системата при различни условия, координацията между отделните елементи, механизмите за защита и др.

За да е възможна комуникацията между оборудването в електроразпределителната архитектура и системите за мониторинг на захранването и сграден мениджмънт, отделните компоненти се подбират и инсталират съгласно действащите стандарти в областта.

Типично тази архитектура включва: система за електроразпределение СН, генератори, автоматизирани системи за защита от токов удар и за включване на резервно захранване, табла НН, отделни разпределителни табла за операционните зали, хардуерни компоненти на системата за енергиен мениджмънт, UPS системи за непрекъсваемо токозахранване, STS системи за статичен трансфер, както и съответния софтуер.

Част от цялостните решения за управление на електрозахранването в болници е и аварийното/евакуационно осветление, което най-често включва: самостоятелни аварийни и евакуационни осветители със собствена батерия, осветители с централна батерия, както и варианти със собствена батерия и централизирано управление.

Системи за мониторинг на електрозахранването
Технологиите за мониторинг на електрозахранването са ключов компонент от системата за електроразпределение във всеки обект. Обикновено те са базирани на човеко-машинен интерфейс, който подпомага болничния персонал при поддръжката на системата за електрозахранване и при справянето с извънредни ситуации, като събира релевантна информация за работата на електроинсталациите и я извежда в удобен за оператора вид посредством съответния софтуер.

Платформите за мониторинг на захранването в болници обикновено са свързани със системата за сграден мениджмънт с цел да се осигури колективен мониторинг на всички болнични инсталации: ОВК, системи за сигурност, видеонаблюдение, контрол на достъпа, пожароизвестяване, осветление, електроинсталации и т. н.

Системата за сградна автоматизация и системата за мониторинг на електрозахранването функционират паралелно, като обменят данни помежду си на софтуерно ниво. Интегрирането на тези системи в обща платформа позволява и интегриран достъп до информация в реално време за цялостната болнична инфраструктура, което позволява детайлно проследяване на събитията, както и по-бърза и адекватна реакция в случай на прекъсване на електрозахранването или друга авария в системата за електроразпределение на болницата.

Системите за мониторинг и контрол на захранването са базирани на софтуер, който позволява детайлна визуализация на събраните данни за работата на електроинсталациите. Платформата може в реално време да изведе информация за статуса на медицинското оборудване и другите консуматори в системата, зададените от оператор аларми, инструменти за кризисен мениджмънт, данни за енергийното потребление, сервизна информация, хронологични данни за проследяване на различни събития и др.

Интелигентни сградни приложения в болниците
Все повече болнични заведения разчитат на технологични иновации, за да управляват съоръженията си. Интелигентните системи за сграден мениджмънт (Intelligent Building Management Systems, IBMS) например могат да координират всички услуги, инсталации и комуникации в сградата и позволяват мониторинг, контрол, както и фина конфигурация на сградните системи за постигане на оптимален микроклимат и комфорт за пациентите.

Тези платформи осигуряват възможности за подобряване и на сигурността в съоръжението, като периметрова охрана, контрол на достъпа, цифрово видеонаблюдение и др.

По отношение на управлението на данни в болничните заведения, все повече се налагат т. нар. болнични информационни системи (Hospital Information Systems, HIS), които предлагат широк набор от инструменти за управление на болничната активност, клиничните дейности, администрацията и грижата за пациентите.

Усъвършенстваните платформи от този тип позволяват централизиран мениджмънт на множество болнични заведения под общо управление в различни локации и значително подобряват качеството на услугите, предлагайки бърз и лесен достъп до необходимата информация в реално време от всяка точка в мрежата. Тези системи все по-често са част от цялостните решения за непрекъснатост на електрозахранването за болнични приложения и спомагат за осигуряването на медицински грижи за пациентите при всякакви обстоятелства.

Критерии за ефективност на електрозахранването в болници
Има четири ключови критерия за оценяване на това колко ефективно даден източник на електрозахранване функционира в една критична електроразпределителна архитектура: наличност, надеждност, качество и сигурност на захранването.

Наличността на захранването се определя от това дали по всяко време има достъп до електрозахранване в болничното заведение. Това най-често се определя като “експлоатационно време”, “време на непрекъсната работа” на системата за електрозахранване или “ъптайм”.

Надеждността е комбинирана мярка за достъпност и качество на захранването и определя колко успешно даден източник може да осигури подходящото електрозахранване за специфични приложения. Лошото качество на захранването може да направи някои електрически медицински системи и друго оборудване за болнични приложения неизползваеми, дори захранването на практика да е налично.

Качеството се отнася до измерването на специфични параметри на захранването като хармоници, падове и пикове в амплитудата на напрежението, преходни напрежения и т. н., които могат да окажат значително негативно влияние върху работата на по-чувствителните електроуреди и електрическо оборудване.

Сигурността на захранването се състои във осигуряването на резервен източник - вторичен комунален източник, система за непрекъсваемо токозахранване, генератор или някаква комбинация от гореизброените.

Електроинсталации в болнични центрове за данни
Центровете за данни са друго критично приложение в болничните заведения, което изисква непрекъснатост и надеждност на електрозахранването с цел гарантиране на нормалната и пълноценна работа на тези съоръжения. Организациите в сферата на здравеопазването използват дата центрове за съхранение на архиви с пациентски досиета и друга персонална информация, медицински картони, документи, картотеки и т. н.

Оборудването в центровете за данни е съставено от хардуерни архитектури, зависими от електрозахранване, като сървъри, рутери, системи за охлаждане и др. При екстремни условия тези съоръжения изискват специална система за аварийно захранване, която да им позволи да продължат да функционират.

В допълнение, центровете за данни са и сред най-големите консуматори на електроенергия в съответните обекти, както и от критично значение за работата им. Ето защо в цялостните решения за непрекъснатост на електрозахранването за болнични приложения все по-масово се интегрират и технологии за управление на центрове за данни, както и за повишаване на енергийната ефективност на тези съоръжения.

Резервно захранване
Системите за резервно захранване са базирани на електрически генератори, които обезпечават критичните натоварвания в болниците в случай на отпадане на основното захранване. Генераторите се оразмеряват така, че да могат да захранват всички налични електроинсталации.

Осигуряват се N+1 броя генератори, като N броя са необходимите и достатъчни за покриването на сумарните потребности от електрозахранване на болницата, плюс един допълнителен - за случаи на повреда в основните генератори. Всеки генератор се свързва към главното разпределително табло НН и стартира само няколко секунди след прекъсването на основното захранване.

Решения за непрекъсваемо токозахранване
Повреда в електрозахранването на болнично заведение само за няколко секунди може да прекъсне или възпрепятства стотици и дори хиляди взаимосвързани операции, да причини неизправности в работата на медицинското оборудване и сградните инсталации, щети по хардуерната архитектура, загуба на данни, а в най-лошите случаи - да създаде опасност за здравето и живота на пациентите.

Ето защо решенията за непрекъснатост на електрозахранването за болнични приложения трябва да отговарят на много по-строги стандарти в сравнение с тези за индустриални, комерсиални или битови нужди.
С цел гарантиране непрекъснатото функциониране на медицинското оборудване, критично за осигуряването на пълноценна грижа за болните и пострадалите, фасилити мениджърите в болничните заведения внедряват системи за непрекъсваемо токозахранване (UPS).

Тези системи представляват електрически съоръжения, които осигуряват аварийно електрозахранване, когато основното е прекъснато. Системите за непрекъсваемо токозахранване са моно- и трифазни и могат да захранват всички критични товари. Те се отличават от генераторите в режим на готовност и аварийните захранващи системи по това, че дори и при отсъствие на входяща мощност, UPS-системата почти мигновено възстановява захранването посредством енергия, съхранявана в батерии.

Оптимални за болнични приложения по отношение на разходи и функционалност са централизираните UPS-системи. Те оптимизират експлоатационния живот на батериите и при тях може да бъде използвана конфигурация от N+1 или 2N UPS-а, за да се подобри достъпността на електрозахранването.