Требования к медицинскому разделительному трансформатору
1. Мощность разделительных трансформаторов ограничена диапазоном 0,5-10 кВА, как для однофазных, так и для трехфазных трансформаторов.
Данное требование связано с тем, что контроль за множеством потребителей в сильно разветвленной распределительной IT-сети менее эффективен. Возникновение аварии или нарушения изоляции в любой из частей может привести к общей аварии сети и затрудняет поиск места неисправности. С этим связано требование нормативов, определяющее питание каждой операционной от одного трансформатора (РТМ - 42) или каждой группы комнат со схожим предназначением (ГОСТ 50571.28). В случае затруднения с выбором количества разделительных трансформаторов следует учитывать размещение поста дистанционного контроля трансформатора с точки зрения непрерывного контроля персонала за состоянием сети.
2. Выходное напряжение медицинского трансформатора не более 250 В.
Данное требование означает, что применяются либо однофазные трансформаторы с выходным напряжением 220В (230В) или трехфазный трансформатор с подключением нагрузки к линейному напряжению (выходное напряжение 3ф 220В). Нейтраль в данном случае не используется. ГОСТ 50571.28 не рекомендует использовать трехфазные медицинские трансформаторы. Однако может сложиться ситуация, когда это окажется единственным разумным решением для сетей малых клиник из-за ограничения входной мощности. Пример: однофазный трансформатор 10 кВА имеет рабочий ток 50А (входной автомат 80А), тогда как трехфазный всего 13А (входной автомат 25А).
Подключение потребителей к трехфазному трансформатору осуществляется по приведенной схеме на рис.1:
- Три причины, по которым выдвинуто данное требование (выходное не более 250 В):
- Наличие линейного напряжения 380В в «зоне пациента» (зона вокруг операционного или процедурного стола запрещено, так как является фактором, снижающим уровень электробезопасности (ГОСТ 50571.28, Инструкция РТМ – 42).
- При питании нагрузки линейным напряжением фактор неравномерности распределения нагрузки играет значительно меньшую роль. Например, разделительный трехфазный трансформатор мощностью 6 кВА с выходным напряжением 220 / 380В. Максимальная мощность однофазной нагрузки составит 2 кВА (работает 1/3 трансформатора). Трансформатор той же мощности, но с выходным линейным напряжением 3ф 220В позволяет подключать однофазную нагрузку до 4 кВА (работает 2/3 трансформатора).
- При замыкании любой из фаз на землю трехфазного разделительного трансформатора с выходным напряжением 220 / 380В между другими фазами и землей появляется напряжение 380В, что является отрицательным фактором с точки зрения электробезопасности.
См. рис 3.
3. Обязательное наличие экранирующей обмотки.
Данное требование уменьшает вероятность пробоя изоляции между первичной и вторичной сетями в случае аварии трансформатора. Трансформатор с экранирующей обмоткой является неплохим фильтром высокочастотных помех, что весьма положительно сказывается на работе аппаратуры.
4. Повышенные требования к изоляции трансформатора соответствующие медицинским стандартам.
Например, испытательное напряжение между обмотками и обмотками и корпусом 4150 В. обеспечить данный параметр можно, лишь изготовив трансформатор с весьма качественной изоляцией.
5. Система ограничения пускового тока.
Пусковой ток обычного трансформатора составляет от 5 до 8 крат рабочего тока, что может вызывать срабатывание автоматов защиты стандартного исполнения со стороны питающей сети и влиять на работу стороннего оборудования, инициируя кратковременный провал напряжения питания.
6. Отклонение выходного напряжения на «холостом» ходу и под нагрузкой не более 5 % от Uвх. (+/- 2,5%)
Это условие выполняется только при изготовлении трансформатора с высокой перегрузочной способностью, тогда как для бытовых и промышленных трансформаторов эта величина составляет до 10%.
7. Повышенная перегрузочная способность.
В распределительной IT-сети согласно ГОСТУ применяются автоматы без термического расцепителя и соответственно вероятность перегрузки в течении некоторого времени весьма вероятна. Согласно МЭК 61558-2-4 трансформатор должен выдерживать перегрузку до 1,6 раза в течении 60 мин. без потери работоспособности.
8. Обязательный контроль температуры обмоток.
Благодаря измерению этих параметров персонал получает оперативную информацию о перегрузке сети и выполняет необходимые мероприятия (например, отключает неиспользуемые или неисправные нагрузки).
9. Система контроля изоляции.
10. Выход дистанционного контроля (сигнализации) о превышении уровня нагрузки и температуры.
11. Пост дистанционного контроля трансформатора (ПДК).
12. Запрет на использование постоянной принудительной вентиляции для охлаждения трансформатора.
Логичное требование, так как вентиляторы имеют ограниченный ресурс работы и приводят к интенсивному накапливанию пыли в аппарате.
Типовые ошибки подключения нагрузки к трехфазному разделительному трансформатору.
Между консолями жизнеобеспечения и трансформатором установлен трехфазный автомат. Короткое замыкание в любой их однофазных нагрузок приводит к обесточиванию всей IT- сети.
Трехполюсный автомат заменен на три однополюсных. Отключение любого из автоматов приводит к тому, что из пары нагрузок образуется «делитель на сопротивлениях», то есть две нагрузки оказываются включенными последовательно к напряжению 220 В. В зависимости от мощности нагрузок напряжение делится между ними обратно пропорционально величине каждой из них. Например, на одной нагрузке может оказаться 150 В, а на другой 70 В. Низкое напряжение не менее опасно, чем высокое с точки зрения работоспособности оборудования.