醫療設備供電不良引發的故障處理三例

應輝志

(臺州骨傷醫院 設備科，浙江溫嶺317500)

醫療設備供電不良引發的故障處理三例

應輝志

(臺州骨傷醫院 設備科，浙江溫嶺317500)

本文簡述了電源對醫療設備的重要性，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時電工帶電接線，突然聽到服務器機柜內炸響聲，機房UPS隨即停機，信息中心的設備全部停電。

從故障發生的經過來看，明顯與電工的接線操作有關。于是先檢查電工接線的配電柜，未發現有明顯的損壞痕跡，測量電源電壓也正常。觀察到UPS還處于報警狀態，在切除交流電源及電池后關機重開，UPS自檢正常，輸出測試正常，帶假負載測試也正常，再帶正式負載服務器交換機測試也基本正常。至此可確定UPS尚好，但檢查發現負載中有幾臺交換機和服務器不能開機，拆開后發現其內部電源壓敏保險均已燒壞，予以更換后測試正常。經詢問得知，此次接線時電源取入點為避雷器回路的火線與UPS電源回路的零線，當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、準備跳線時才發生的。

圖1 機房電源接線圖

1.2 故障分析與經驗總結：綜合分析以上情況，可得出此次故障應該是UPS進線的零線斷開所致，而根據分析，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輸出電壓還是穩定的，不會受負載影響。但如果UPS轉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，三相輸出電壓會因各相負載的不平衡而產生零點漂移，如果負載嚴重不平衡時，就會出現某路輸出電壓過高而導致該路中的設備損壞。

信息中心UPS型號為臺達GES203H3，它是一款20KVA的三相UPS。推測當時的情況，很可能是在擰松零線時零線回路有瞬間的接觸不良，而UPS則可能因此而出現內部故障再導致報警停機，在UPS報警停機后旁路系統自動接通轉為市電輸出。另外，UPS的負載經實測過三相分別為5A、6A、1A，很不平衡，這樣在幾個因素共同作用下最終導致了本次故障發生。

因此，為避免此類故障出現，首先應盡量平衡輸出負載，嚴重不平衡的負載不但會導致UPS負載能力下降，如果在本例特殊情況下還會引起后端設備損壞。其次，在機房內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：一次配電室發電結束后，在放射科設備尚未關機時就切斷發電總開關并合上市電總開關。在此間DR機房內傳出一聲爆響，同時整個放射科停電。

檢查發現該DR的電源開關跳閘，前級的總電源開關也跳閘。因不清楚故障的范圍及原因，為避免可能的進一步損壞，暫不送該DR電源。拆開DR高壓柜檢查，發現機柜內開關跳閘，DR輸入電源板燒壞，上面元件炸飛數個。拆出電源板后發現壓敏燒壞數個，電容燒壞數個，板子燒黑嚴重。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，這樣經更換損壞元件后帶模擬負載測試正常，最終上機測試也正常。

圖2 UPS接線示意圖

2.2 故障分析與經驗總結：電網的電不是純凈的正弦波，在電網上充斥著由于各種因素而出現的瞬態過電壓，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雷引起，操作過電壓則多是在電網回路中由于分合負載而產生，尤其在切斷大電機或長線路負載時，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生嚴重的電涌。

因此，在電網中需配有多級避雷器以作保護。配電室高壓側一般在開關上對地并接有高壓避雷器，以吸收高壓開關分合時產生的過電壓。在低壓側也需安裝避雷器作保護，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。除了變配電網設備，到了最終用電設備這一級，一般也在其電源部分設計有壓敏作進一步保護。如果配置合理，經過這三級的保護，設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，就可能引起用電設備故障。

由于此次的故障是在配電室操作時產生的，于是先檢查配電室內的避雷器情況，發現發電回路竟未接避雷器，而且配電室內有一路變壓器也無避雷器。這應為明顯的安裝設計缺陷，對此，在相應回路加裝數個避雷器以作保護。

為保證以后不出現類似問題，除做好上述技術性方面工作，還從配電室制度出發作了進一步規定，要求每次有計劃操作時盡量通知放射科等重點科室，而科室在接到通知后則需盡量關掉設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，測量系統框圖如圖3所示。科室反映干擾很大，經實際觀察，在測體感誘發及運動傳導時干擾尚不明顯，但在人體同心針測量時特別嚴重，靜態時可觀察到屏幕上有較明顯的雜波。

詢問操作者得知此機曾因干擾做過重復接地，但接地后干擾問題仍未解決，在摩托車經過時雜波表現非常嚴重。由于此故障明顯為干擾所致，檢查接地體和設備電源進線，未發現明顯不良點，但卻發現電源插座零地電壓過高，有時高達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，觀察當時做的重復接地線，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接地線，地線長度在4m左右。接好地線后試機，發現效果非常好，此時的靜態波形幾乎一直線，只有隱隱約約很弱的交流干擾波了，并且室外摩托車經過時的干擾也很弱了。

3.2 故障分析及經驗總結：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備的工作將有嚴重的干擾，很多精密設備都要求將零地電壓控制在2V以內，過高的零地電壓不但會引入額外干擾，并且在嚴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，接地線按正規要求需用足夠截面積的編織帶或多股導線，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，反而干擾了設備的工作。

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[2]郭云松,張子東,姚淳,郭祥玉.電磁兼容中的接地技術[J].電源技術應用,2002.Z1 22-25.

[3]馮國杰，陳衛權. 醫療電子設備的接地系統[J].醫療裝備，2003,16(12)：23-24.

2014-03-31

R197.39

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1002-2376(2014)09-0084-03