Изолирующие трансформаторы являются ключевым компонентом электроустановки, питающей медицинские помещения. Они также находят многочисленные применения в источниках питания для медицинского оборудования. TRAFECO Sp. J. поставляет типовые разделительные трансформаторы для снабжения медицинских учреждений и специальные трансформаторы, отвечающие требованиям технических стандартов и разработанные для конкретных проектов.
Установки медицинских IT-систем
Медицинские помещения, такие как процедурные и операционные, палаты пробуждения и палаты интенсивной терапии, где безопасность пациентов находится под особым контролем, питаются от электрической системы, которая находится под особым наблюдением [1]. Электропитание таких помещений осуществляется в сетевой IT-системе через специальные системы электропитания и управления, которые гарантируют электробезопасность и непрерывность электропитания.
Разделительный трансформатор типа 2TTMED является центральным элементом отдельной секции IT-сети в больничной системе. Трансформатор отделяет гальванически заземленную установку всего объекта от изолированной сети (IT) в секции специальных помещений. Такое решение повышает защиту пациентов и персонала от поражения электрическим током. Разделительные трансформаторы в медицинских приложениях являются частью системы управления и электропитания. Система автоматики выполняет несколько основных задач по защите элементов сети и обеспечению непрерывности электроснабжения специальных медицинских помещений. Основной задачей системы электроснабжения является автоматическое включение резервного источника питания при остановке работы основного источника питания. Резервным источником энергии может быть независимая линия электропередачи, устройство ИБП или генератор. Переключение на резервный источник питания должно происходить в очень короткий промежуток времени без перерыва в обслуживании пациентов. Система управления и электропитания дополнительно выполняет функции управления ключевыми элементами сети. Качество изоляции в изолированной части сети (IT), т.е. на вторичной стороне разделительного трансформатора, постоянно контролируется. Для этого используется так называемый индикатор сопротивления изоляции. Когда значение сопротивления изоляции падает ниже требуемого по нормативам значения, включается сигнализация об этом состоянии.
Также проверяются рабочие параметры питающего трансформатора. Система постоянно контролирует температуру обмоток трансформатора и ток нагрузки. Любой сигнал о перегрузке поступает в электротехническую службу больницы.
Медицинские трансформаторы
К разделительным трансформаторам для медицинских нужд предъявляются высокие требования по надежности и стабильности характеристик в течение всего срока эксплуатации. Эти трансформаторы производятся в однофазном исполнении типа 2TTMED или трехфазном исполнении типа 3TTMED. Технический стандарт PN-EN 51558-2-15 рекомендует устанавливать IT-сети в медицинских помещениях как однофазные и определяет диапазон типовых мощностей трансформаторов от 2,5 кВА до 10 кВА. Кроме того, стандарт ограничивает значения первичного напряжения питания до 1000 В. Максимальное значение вторичного напряжения определено как 250 В. Номинальная частота медицинских разделительных трансформаторов не должна превышать 500 Гц.
Дополнительные требования стандарта [2] относятся к изменению вторичного напряжения, тока холостого хода и напряжения короткого замыкания. Разница между вторичным напряжением в состоянии холостого хода и вторичным напряжением в состоянии нагрузки, выраженная в процентах от вторичного напряжения под нагрузкой, не должна превышать 5%.
Ток холостого хода медицинских трансформаторов не должен превышать 3% от номинального первичного тока. Максимально допустимое напряжение короткого замыкания составляет 3% от номинального напряжения питания.
Разделительные трансформаторы типа 2TTMED могут работать с перегрузкой в течение ограниченного периода времени. Допускается перегрузка на уровне 1,5xIn в течение одного часа. Температура обмоток трансформатора контролируется реле, работающим в паре с датчиком температуры, встроенным в обмотку трансформатора. Индикация текущей температуры обмотки происходит непрерывно, а условия перегрузки отображаются при превышении первичного тока.
В связи с эксплуатацией трансформаторов типа 2TTMED в системе IT-сети, ток утечки системы изоляции является важным параметром. Стандарт ограничивает допустимый ток утечки между первичной, вторичной цепью и сердечником до 3,5 мА.
Материалы и технология
Трансформаторы типа 2TTMED в медицинском исполнении представляют собой магнитные элементы, выполненные в низковольтной изоляционной системе с изоляционными материалами температурных классов E (120OC) или F (155OC). Система изоляции состоит из основной, послойной и обмоточной изоляции. Обмотки трансформатора образуют концентрически намотанные медные провода в однокамерном изоляционном кожухе. Это позволяет достичь требуемого напряжения короткого замыкания. Между первичной и вторичной обмотками находится изолированный и заземленный экран из медной пластины, который гарантирует максимальное гальваническое разделение обмоток. Соответствующим образом усиленная основная изоляция трансформатора не только гарантирует разделение, но и ограничивает ток утечки до значения, требуемого стандартом [2].
Сердечники медицинских трансформаторов изготавливаются из трансформаторных пластин с низкими потерями. Точность оплетки из пластин в сочетании с низким потерями магнитного материала позволяет обеспечить требуемый ток холостого хода и достичь высокого КПД трансформатора.
Скачать PDF
M. Лукевский — Энергетическое оборудование 4/2018
