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医院电气技术人员的电能质量学习之路 福禄克 434 应用 技术应用文章 电能质量 案例研究 测量工具：福禄克 434电能质量分析仪 操作人员：Stan Benoit,CRES放射学/肿瘤学Geisinger健康系统维护主管 所用功能：三相量程，电压骤升骤降，自动趋势绘图，系统监控及瞬变电流 Stan Benoit 是一名z专业的电子医学成像设备的维护人员，但是最近常常卷入一些棘手的情况之中。作为Geisinge健康系统的放射学/肿瘤学系统维护主管，他负责管辖5个医院和31处附属医疗机构的几十台成像设备，确保其工作性能良好。一旦怀疑电能质量存在问题，就需要在设备生产商和医院内部电气技术人员之间进行协调。设备停止工作，会造成病人的疾病无法得到及时救治，同时，X 光机、乳 腺X光摄影检查仪、以及其它设备本身动辄耗费成百万美元，损失着实巨大，此外，系统瘫痪还会造成技术人员或医疗团队的人力闲置。大多数医疗设备都自带发动机/发电机，即使没有外接电源，也可以继续工作，这使得电力系统功能强大，但有时，也会使问题复杂化。此外，随着医学技术的不断发展，医疗设备也不断更新，工程师和电气工人就必须跟上电力系统的前进步伐。Benoit和他的同事常常就电能质量进行探讨。如果复杂的CAT扫描仪、核磁共振设备和心脏导管插入系统出现问题，人们首先希望知道的是：“到底是电子设备本身损坏，还是电源有问题？”要发现并解决问题，Benoit需要和几个不同的部门打交道。设备供应商根据销售合同对其售出的电子成像设备提供支持没，而医院内部的设备部门负责维护电气系统，通常可以从外部的电气承包商处获得支持。那么，自然而然，问题就转化为：“应当由哪一方负责解决问题？”2 福禄克培训合作项目 医院电气技术人员的电能质量学习之路（产品：福禄克434）Benoit 拥有三年电子医学设备维护资历，堪称经验丰富，但他对电能质量所知有限。而且，如果没有确凿的事实，要调度电气和电子维修团队的工作，并不是一件容易的事情。去年，Benoit购买了一台福禄克434 电能质量分析仪，并开始着手学习电能质量的相关知识。不断学习，自我充电 Benoit的愿望是，希望能在同设备生产商或医院的技术人员沟通之前、进行基本的三相电源测试，并获得相关数据。同时，他也希望购买的设备能够提供更多的详细信心，帮助他丰富电能质量方面的知识。最为重要的需求是：该设备应当能够在各方之间共享数据有时要出具详细报告，但有时则要在仪表板前观测实时数据。Benoit需要的是机构内外、方方面面都可以信赖的机器。福禄克434正是合适之选。有时，对电气系统进行一次透彻的检查，的确不是件容易的事。因此，Benoit 通常求助于专业的电气技术人员，协助他连接并识别线路分布。Benoit阅读了福禄克434的使用手册，部分技术应用文章，以及几本相关书籍，但使他获益最多的则是亲自使用434，并和设备供应商、电气技术工人及电能质量专家一起工作。Stan Benoit 如何使用福禄克 去年购买434仪器之后，Benoit就经常使用。该仪器的使用范围包括：X 光机、CAT、核磁共振、以及线性加速器。除了故障排查，他还把434用于新成像系统安装之前的电能质量核查。此前的不少案例中，他通过使用434进行测量，证明电能质量并不是造成故障的主要原因。Benoit对434的彩色图像显示功能颇为欣赏，特别是连接屏，可以帮助他正确地完成相关设置。通过显示图像，可以实时讨论波形和趋势图。随后，他通过电脑界面把数据下载到电脑中，生成完整的报告。他还会根据不同的客户需求定制报告，“我的讨论对象是医生和管理人员，所以一定要把技术问题说得简单易懂。”如果需要进行故障排查工作，Benoit会首先使用434仪器的三相量程显示功能，检查电压波形的形状。通过相量显示，可以确认连接无误，并快速检查系统平衡情况。要追踪周期性问题，Benoit一般会使用骤升骤降模式。该模式下，434的自动趋势绘图功能可以立即对电压和电流进行分析，而不必额外设置，可以精确到半个电网周期。采用骤升骤降模式，他能够正常运行成像系统，运转附近的设备，或将其转移至备用电力系统并观察434测得的结果。通过仪器显示屏，Benoit可以使用光标和缩放工具观测设备的运转情况，与此同时仪器可以完成后台的数据记录工作。如果使用骤升骤降模式无法获得测量结果，他便会转而使用434 的瞬变电流模式。该模式下，434可以捕获并显示更为短暂的电压事件精确到微秒。目前，Benoit正在使用该仪器的骤升骤降功能，对一台移动成像系统的故障进行跟踪。该系统时常发生间歇性停工的问题，如果天气炎热，情况就会恶化。Stan介绍说：“我打开记录功能，设备正常运转，就像一台纸张长图记录仪。一旦散热器开始工作，三个相子随即停止不动。”这些车载系统自带散热冷却设备，如果风扇开始转动，大量电流涌入会导致电压瞬间下降。夏天，用电量普遍较大，此时电压较低，特别是在农村地区，使用的是移动成像实验室。因此，夏天的电压骤降更容易导致成像系统陷入瘫痪。要判断一台新设备的电能质量，或者，如果需要确定电能并不是造成设备故障的根源，Benoit可以使用434的系统监控功能做到。这是他最常用的功能。只需轻轻一按，就可以全面了解电压质量的综合情况。3 福禄克培训合作项目 医院电气技术人员的电能质量学习之路（产品：福禄克434）系统监控功能 通过详细的电压测量、并追踪一段时期内的电压变化情况，可以发现大多数的电能质量问题。能够持久产生强大、稳定电压的电力系统才是健康的系统。福禄克434系统监控的功能可以根据系统目前的额定数据、对几十个电压特征进行为期一周的监控，并根据测得的大量数据、最终得出系统是否合格的结论。要了解Benoit如何使用该功能，让我们观察他对某个核磁共振系统的电源输入部分进行的评估工作。系统监控功能使用的是EN50160 电能质量限定标准，可据此确定电压特征数据是否符合规定。检查内容包括：?平均 rms 电压；?谐波；.?闪动；.?电压事件（骤降、骤升、快速变化或电压中断等）；?电压不平衡.?频率。系统监控综合平均电压、谐波、闪动、电压骤降、电压不平衡和频率等数据，得出系统是否合格的结论。本例中，所有参数均在合格范围之内。系统监控可以对所有上述特征参数进行为期一周的监控。同时，还可以记录电流数据，确定电压变化的原因。根据这些额定限制，确定434何时在系统监控模式下储存电压数据。用 户 可 以 使 用 系 统 默 认 的EN50160限制数据，也可以自行调整。本案例中，Benoit仔细阅读了厂家的规格说明，并确定使用较为严格的电压限制，设为9%，而不是通常使用的90%。检验结论背后的详细数据 主系统监控器上显示的每一项电压特征都会标注合格与否，但每一个貌似简单的结论却有大量的数据支持。发电机测试得到的电压骤升骤降趋势 电流趋势表明：周末和夜间负载较低。Benoit 的电压数据还包括每周一次对医院发电机进行的测试结果。向备用电源的转移显示，大约有两个周期的电压骤降。从中可以判断医院大楼的工作节奏周末和夜间的电流较小，工作日白天电流较大。过去一年间，Stan Benoit在电能质量方面颇有长进。从某种程度上说，正是由于工作表现过于出色，他有些不堪所累。目前Benoit正在于其他的生物医学工程师合作，对一台心脏检测电脑系统进行故障排查。他的职责是检查制热、通风与空调控制散热器的电源工作情况。“自从有了这台434设备之后，我能够帮别人一些从前根本帮不上的忙！”现在，他希望依靠两个方面来减轻自身的工作负担：其一：他尽量向同事们传授所学知识；其二，他希望别的部门也能自行购买电能质量分析仪。事件显示屏可以通过不同角度、分析同一电压事件。谐波监视器显示一周内的最坏情况及总谐波失真数据。4 福禄克培训合作项目 医院电气技术人员的电能质量学习之路（产品：福禄克434）连接正确的三角型系统 检查三相系统的连接情况 人们在检查三相系统的时候，最容易犯的一个错误就是仪器连接失误。测量星型系统需要九个连接，因此，接错导线或者发生遗忘是很常见的。434的导线和显示全部采用不同的颜色加以标识和区分，这对测量工作大有裨益。但是，为保险起见，最好还是检查相量显示，确保连接万无一失。下图为正确和不正确连接的相量图。Y型系统B和C的电流反向 连接正确的 Y 型系统 三角型系统B和C的电压反向 美国福禄克公司 2007 福禄克公司。版权所有。网址：http:/