مقدمه:
امروزه رشد روز افزون فناوری در تجهیزات پزشکی ، گسترش استفاده از سیستم های دیجیتالی و ابزارهای دقیق و مکانیزه شدن واحدهای درمانی و پزشکی ، اعمال کنترل و مراقبت پیوسته بر سیستم های برق در این مراکز را به یک الزام تبدیل کرده است.
این ضرورت مدیریتی برای حفظ سرمایه ، انجام مطمئن عملیات تشخیص و درمان و دستیابی به بهره وری مطلوب است.
در گذشته نه چندان دور ، بیشتر تجهیزات پزشکی فاقد سیستم های الکترونیکی و دیجیتالی بودند.
ولی در حال حاضر تقریباً تمام تجهیزات پزشکی علاوه بر قسمت های مکانیکی ، پنوماتیکی ، هیدرولیکی ، الکتریکی و … حتماً دارای قسمت های الکترونیکی ، حداقل در خروجی (صفحه نمایش و …) یا ورودی (سوئیچینگ پاورهای تغذیه دستگاه و …) است.
به عنوان مثال یک ونتیلاتور جزء دستگاه های مکانیکی و الکترومکانیکی با تجهیزات پنوماتیکی طبقه بندی می شد.
ولی در حال حاضر ، جزء دستگاه های فول الکترونیک ، تمام دیجیتال ، تمام پنوماتیک و … قرار دارد که با این وضعیت ، کوچکترین خطایی در سیستم های الکترونیکی و دیجیتالی ، امکان هرگونه استفاده درست از امکانات آن را غیرممکن می سازد.
بنابراین توجه به این نکته که هزینه های ثابت و جاری مربوط به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی پیشرفته پزشکی ، سهم رو به افزایشی از منابع مالی واحدهای تشخیصی ، بهداشتی و درمانی را به خود اختصاص می دهد ، شناخت و مقابله با عوامل کاهش بازدهی ، کاهش عمر مفید ، افزایش خطاها و هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات پزشکی ، از درجه اهمیت بالایی برخوردار است.
مشکلات موجود در سیستم های برق علاوه بر این که در عملکرد ، دقت ، کارآیی و عمر مفید تجهیزات تأثیر نامطلوبی بر جای می گذارد ، باعث تحمیل هزینه های گزاف دیگری از جمله هزینه تعمیرات اتفاقی ، هزینه های مرتبط با زمان خواب تجهیزات و خسارات ناشی از لغو گارانتی خواهد شد.
الزامات برق بیمارستانی به شرح زیر می باشند:
– اتصال زمین (ارت)
– برق اضطراری (دیزل ژنراتور)
– برق سالم (استابلایزر)
– برق پشتیبان (UPS)
– ایزولاسیون (ترانس ایزوله)
در این مقاله به مورد اول یعنی اتصال زمین (اِرت) خواهیم پرداخت.
ضروریات مربوط به سیستم ارت در یک مرکز درمانی:
با توجه به مقاومت مخصوص زمین ، عمق چاه از حداقل ۲ متر تا ۸ متر و قطر آن حدود ۸۰ سانتیمتر یا کمتر می تواند باشد.
در زمین هایی که با توجه به نوع خاک دارای مقاومت مخصوص کمتری است ، مانند خاک های کشاورزی و رسی ، عمق مورد نیاز برای حفاری کمتر بوده و در زمین های شنی و سنگلاخی که دارای مقاومت مخصوص بالاتری است ، نیاز به حفر چاه با عمق بیشتر است.
برای اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک از دستگاه های خاص استفاده می شود.
در صورتی که تا عمق ۲-۴ متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از ۶ متر به رطوبت نخواهیم رسید ، نیازی نیست چاه را بیشتر از ۶ متر حفر کنیم.
کلیه بخش های درمانی ، تشخیصی و کلیه قسمت هایی که دارای تجهیزات پزشکی هستند ، باید مجهز به سیستم ارت باشند.
تعداد چاه ارت می بایست متناسب با حجم تجهیزات مرکز درمانی (میزان آمپر مصرفی) باشد.
(دستگاه های پرمصرف مانند آنژیوگرافی بایستی دارای چاه ارت مستقل در نزدیکی تابلوی اصلی توزیع برق خودش باشد.)
چاه ارت را باید در جاهایی که پایین ترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطوبت حتی الامکان در عمق کمتری وجود داشته باشد ، حفر کرد.
محل چاه ارت اصلی مرکز بایستی در نزدیکی محل تابلوی اصلی توزیع برق آن باشد.
نباید چاه ارت با چاه نول (چاه ویژه نول) یکی باشند و بایستی به صورت مستقل طراحی و ساخته شوند.
مراکزی که دارای انشعاب ۲۰ کیلو ولت و پست برق هستند ، دارای چاه نول نیز می باشند.
نباید در تابلوی برق بیمارستان سیم نول و ارت به هم متصل شوند.
این موضوع غیر استاندارد است و در صورت وجود بایستی اصلاح شود.
در ادامه به چرایی این امر پرداخته شده است.
محل اتصالات سیم ارت باید به روشی ، هر چند وقت یکبار بازدید و مقاومت سیم زمین اندازه گیری شود.
بدنه فلزی کلیه تجهیزات اعم از الکتریکی یا غیر الکتریکی که فاقد دو شاخه ارت دار یا به طور کلی فاقد ارت است ، باید به طریق مناسب به سیم ارت متصل شود.
مخصوصاً در اتاق های عمل و بخش هایی که دارای سیستم های صوتی و تصویری (اکو ، مانیتور و …) هستند ، رعایت این نکته ضروری است.
تولید برق در سراسر جهان غالباً توسط نیروهای مکانیکی ای که باعث گردش ژنراتور مولد برق می شوند ، صورت می گیرد.
این انرژی ها در نیروگاه های حرارتی ، حرارتی سیکل ترکیبی ، گازی ، هسته ای ، آبی ، بادی ، زباله سوز و غیره تبدیل به نیرو برای ایجاد گردش در ژنراتور می شوند.
ژنراتورِ تمام نیروگاه های ذکر شده از نوع سه فاز است که با شبکه سراسری برق سنکرون است.
ولتاژ خروجی ژنراتورهای نیروگاهی بین ۶ تا ۱۱ کیلو ولت بین هر دو فاز بوده و سه فاز T ، S و R از آن خارج می شود.
در خروجی توسط چندین مرحله پست فشار قوی از ترانس های مثلث به مثلث استفاده می شود تا به ۴۰۰ کیلو ولت (ولتاژ انتقال شبکه سراسری برق) افزایش یافته و سپس در نزدیکی شهرها یا کارخانجات طی چندین مرحله تا ۶۳ کیلو ولت و در داخل شهرها به ۲۰ کیلو ولت کاهش می یابد.
در تمام این مراحلِ انتقال ، فقط سه سیم انتقال می یابد که همان سه فاز هستند و سیم نول اصلاً وجود ندارد.
فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش
این ولتاژ سپس توسط کابل های ۲۰ کیلو ولت یا تیرهای سیمانی خطوط انتقال شهری به پست های تبدیل انتقال داده شده و در آنجا به ۳۸۰ ولت یا ۴۰۰ ولت بین هر دو فاز کاهش می یابد.
باید افزود که ثانویه این ترانس ها (۲۰KV/400V) بر خلاف سایر ترانس ها در شبکه توزیع برق ، از نوع ستاره است و سر وسط ستاره از طریق چاه نول ایجاد شده در پست برق زمین می شود و سیم نول را ایجاد می کند.
مصرف کننده های خانگی و کوچک از حالت تکفاز (یکی از فازها و نول) استفاده می کنند که ولتاژ بین هر فاز تا فاز بعدی ۴۰۰ ولت و ولتاژ بین هر فاز تا نول ۲۳۰ ولت (یا طبق استاندارد کشورمان ۲۲۰ ولت) خواهد بود.
سیم نول از طریق چاهی که دقیقاً مشابه چاه ارت است ، زمین می شود ولی از محل پست تا محل مصرف کننده ، با حرکت از بالای تیرهای سیمانی یا داخل کابل ها کلیه امواج الکترومغناطیسی ناشی از فرستنده های رادیویی ، تلویزیونی ، بی سیم ، موبایل و … را جذب می کند و تبدیل به سیمی مملو از انواع نویزها می شود.
و هر چند از نظر حفاظتی در مقابل ولتاژهای زیاد ممکن است قابل قبول باشد ولی برای زمین کردن نویزهای ناشی از امواج الکترومغناطیسی که روی بدنه تجهیزات یا بدن بیمار ایجاد شده است ، به هیچ عنوان کارایی ندارد و حتی اتصال آن به دستگاه ها مقدار بیشتری پارازیت را وارد دستگاه می کند.
از آنجا که سیم نول مملو از انواع امواج الکترومغناطیسی و پارازیت ها است ، به منظور جلوگیری از وارد شدن نویز به دستگاه ها و سیستم های پزشکی از طریق سیم نول ، طبق استاندارد بایستی سیم نول و ارت از هم جدا باشند.
اتصال زمین (ارت):
وجود ارت در مراکز درمانی جزء الزامات اساسی است.
استانداردی که در این خصوص وجود دارد به دلیل تماس و ارتباط الکتریکی تجهیزات پزشکی با بدن بیماران کاملاً با استاندارد مراکز صنعتی تفاوت دارد.
وجود ارت مناسب و اتصال به زمین بدنه تجهیزات در مراکز درمانی علاوه بر حفاظت الکتریکی پرسنل و بیماران و مراجعان در مقابل جریان های نشتی ، پارازیت ها و نویزهای ناشی از خود بیمار ، تخت ها و تجهیزات اطراف بیمار را نیز که از طریق امواج الکترومغناطیسی موجود در فضا (موبایل ، تلوزیون و …) القاء می شوند ، از بین می برد.
شمای دو نمونه از چاه ارت در شکل زیر نشان داده شده است.
