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医疗设备之如何配置UPS
 

    随着医疗技术的飞速发展,医疗设备正在不断更新,一些高、精、尖设备越来越多地应用于临床。现代医院一般都拥有大量的数字化医疗设备,如CT、MRI、CR、彩超、生化分析仪、血球计数仪、监护设备等,这些设备有的甚至就是一套信息系统,是病人医疗信息的重要来源,因此必须保证一周七天,一天24小时的可用性,不能发生一分一秒的停机。这些先进设备对电源供电系统的要求也越来越高,对电源质量要求高,设备中的各种敏感的电子元器件需要持续稳定的电源供电。特别是一些进口设备,它们都是按照国际标准电网环境指标设计的,这些设备在标准电网范围内使用都能正常工作,且故障少、寿命长。但在我国的电网条件下使用则会出现工作不稳定、故障率高、寿命缩短等情况。其原因主要是我国目前公共电力系统存在着许多不稳定的因素。如:电网电压有时偏高、偏低、浪涌、冲击和突然中断等现象,严重影响医疗设备的安全运行,甚至损坏设备而造成严重的经济损失。因此,UPS不间断电源的使用已成为保护重要设备的关键,目前大多数医院都给一些比较重要的设备配备了相应的UPS,提供出色的电力保证,具有可靠性、可用性、可管理性的特性。这些UPS就成了我们为医院客户的重要医疗设备提供的安全保护。所以,如何选用和维护好医疗用UPS,具有相当大的现实意义。

一、UPS类型的选择
    UPS分为后备式、在线互动式和在线式三种。后备式UPS在市电正常时,它向负载所提供的电压为对市电电压稍加稳压处理过的正弦波电压,当市电供电不正常时,它向负载提供稳定的方波电源。在线互动式UPS在市电供电正常时,它向负载所提供的也是对市电电压稍加稳压处理过的正弦波电压,仅当市电供电不正常时,才向用户负载提供逆变的正弦波电源。后备式和在线互动式UPS都不能实时在线地向负载提供标准的正弦波电压。而在线式UPS却不同,只要有负载工作,逆变器就一直工作,它向负载提供逆变后的可靠稳定的正弦波电源,电压稳定度优于后备式和在线互动式UPS,且输出电压的瞬间响应特性好,具有良好的“净化”作用及安全保护功能,抗干扰能力非常强。因此,在市电波动范围比较大的地区和对供电质量要求比较高的医疗设备应选用电压稳定度好的在线式UPS。我院设备基本上都配的在线式UPS,从原则上来讲,后备式UPS只能用于某些对输出波形要求不高的设备中,如办公设备等,且不能驱动感性负载。如某医院为彩超刚开始配备的是一台后备式UPS,结果发现屏幕上始终有条状伪影干扰,后来换了一台医疗B超专用力迅NEITON在线式UPS后,伪影现象就消失了。

二、UPS负载的确定
    UPS的标称容量是表示其视在功率,实际上UPS的负载通常为非线性负载,它随负载功率因素的变化而变化,如果UPS的输出特性不好,输出电压会产生跌落,电压稳定度降低,影响负载安全工作。所以在为UPS确定容量大小时应考虑UPS带非线性负载的能力,即根据UPS所提供的额定功率及功率因数来确定实际带负载能力,避免UPS因为负载过重,而工作不正常或损坏UPS的逆变器。也就是说额定输出功率为1 KVA的UPS并不一定能驱动1 KVA的负载。为了延长UPS的使用寿命,UPS不宜长期处于满负荷状态下运行。后备式UPS一般选取额定功率的60%~70%的负载量,在线式UPS一般选取额定功率的70%~80%的负载量,同时UPS也不宜长期处于过度轻载状态下运行。电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响,一般计算UPS电池供电时间的公式为T=V*AH*N*P.F/W。其中T是蓄电池组供电时间,V是蓄电池电压,AH蓄电池是定格容量,P.F是UPS的输出功率因素,W是负载功率。例如我院CT配备的UPS的蓄电池电压为12 V,定格容量为100 AH,蓄电数量为64块,功率因为为0.7,负载功率为40 KW,那么,它的供电时间则为T=12*100*64*0.7/40000=1.344 h约为80 min,即停电后可维持供电时间约为80 min。

三、UPS主机的正确使用
    在使用UPS之前应认真仔细阅读随机使用说明书。UPS时宜长期不间断工作,不宜每天或经常开关机。对负载确需断电的,可在UPS输出端与负载之间串接空气开关,关闭空气开关即可断开负载的电源。应定期(半年)对UPS做一次清洁除尘工作,以防止灰尘进入机箱影响电子器件散热,而损坏电子器件。应定期检查及更换UPS的散热风扇和大容量电容器。

四、UPS电池的维护
    由于UPS使用的是免维护蓄电池,每只12V,基本上都采用串联方式,一般是几只至几十只串联不等。只要其中一只电池内阻增高或损坏,则整组电池就不能按设计容量供电,就有可能造成停电事故。所以,必需定期检查和维护蓄电池。
1. 新购买的UPS或新更换的蓄电池要先给电池充满电后再使用,由于UPS从生产到用户安装使用,需要一段时间,这段时间内,蓄电池由于自放电造成容量减少,达不到所标称的延时时间,为确保正常供电,UPS在初次使用时必须按产品使用手册上的要求充电数小时。
2. 环境温度:蓄电池的使用要注意环境温度,蓄电池一般应在0至30摄氏度之间环境温度中使用。温度过高蓄电池的寿命将大大缩短,对密封式免维护蓄电池来说,当环境温度超过25 ℃时,温度每升高10 ℃,电池的使用寿命将缩短一半。温度过低,蓄电池实际可释放的容量也将大大减少。
3. 蓄电池组长期处于充电状态下,其内阻会增大或永久性损坏。因此,避免将蓄电池长期置于“浮充”状态,对于那些很少长时间停电的地区运行的UPS必须每隔3个月就要人为地放电一次,即关掉UPS的交流输入电源,让UPS处于电池模式供电,电池放电电流≥0.1 A。
4. 应避免蓄电池深度放电或长时间小电流过电量放电。当蓄电池小电流放电时,由于从蓄池的端电压下降速度比大电流时缓慢,所以当UPS保护关机时,蓄电池实际上已经过电量放电,造成蓄电池失效或寿命缩短。如果蓄电池深度放电,也会影响其寿命,当蓄电池组放电后一般需要8 h~12 h时间充电才能将蓄电池充好。
5. 定期检查:定期(半年)检查蓄电池组中每只蓄电池的端电压及其容量,每只蓄电池间端电压不超过1 V若超过1 V就需要进行维护,即用均衡衡压限流0.5 A充电或更换该电池。电池组使用4 a~5 a后需要全组更换,以保证UPS的正常使用。

五、常用医疗设备用UPS推荐
1. B超(彩超,黑白超)及色谱仪,选用:
力迅NETION 在线式 D3K(专用)或 山特C3K(S),提供足够的备用时间及安全保护和可靠性。
2. 医院化验仪器,选用:
力迅NETION 工频在线式 DP15K,提供足够的备用时间及安全保护,抗干扰和高稳定性。

工作原理图示:

 
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