Veröffentlicht: 7. Juli 2009
Kategorie: News
Batteriegestützte zentrale Stromversorgungssysteme (BSV) für Sicherheitszwecke zur Versorgung medizinisch genutzter Bereiche
Die neu herausgegebene Norm legt Anforderungen an batteriegestützte zentrale Stromversorgungssysteme (BSV) für medizinisch genutzte Bereiche zur netzunabhängigen Energieversorgung in medizinischen Einrichtungen fest. Sie umfasst Systeme, die ständig an Wechselspannung bis 1000 V angeschlossen sind,
eine Ausgangswechsel oder -gleichspannung liefern und Akkumulatoren-Batterien als Stromquellen für Sicherheitszwecke verwenden.
Sie legt nicht die Anforderungen an Batterien und andere Komponenten der Stromversorgung fest, die integraler Bestandteil von medizinischen elektrischen Geräten sind.
BSV nach dieser Norm sind dafür vorgesehen, bei Ausfall oder Störung der allgemeinen Stromversorgung OP-Leuchten und vergleichbare Leuchten sowie medizinische elektrische Geräte und medizinische elektrische Systeme für eine begrenzte Zeit mit elektrischer Energie zu versorgen.
Die netzunabhängige Versorgung kann erforderlich sein, weil die medizinischen elektrischen Geräte bei Ausfall der allgemeinen Stromversorgung während einer Untersuchung oder Behandlung für den Patienten eine Gefahr verursachen oder eine für den Patienten mit Belastungen verbundene Wiederholung von Untersuchungen oder Behandlungen erfordern oder nicht wiederbeschaffbare Untersuchungsergebnisse verlieren.
BSV dienen der Gewährleistung der Sicherheit in medizinischen Einrichtungen für die Patienten und das medizinische Personal sowie der Aufrechterhaltung des Krankenhausbetriebes.
Darüber hinaus können BSV nach dieser Norm auch zum Zwecke der Verbesserung der Qualität der Stromversorgung eingesetzt werden, wenn für den sicheren Betrieb der medizinischen elektrischen Geräte besondere, spezifizierte Werte eingehalten werden sollen.
Sie können außerdem dazu dienen, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, indem Untersuchungs- oder Behandlungswiederholungen in Folge eines Ausfalls medizinischer elektrischer Geräte vermieden werden.
Arten von Batteriegestützten zentralen Stromversorgungssystemen (BSV)
Durch unterschiedliche Anforderungen der medizinischen Geräte und OP-Leuchten, sind verschiedenartige BSV notwendig. Aus diesem Grunde werden BSV unterschieden in:
Bei einer BSV mit Wechselspannungsausgang, die im Dauerbetrieb betrieben wird (Bild 1), gibt es keine Umschaltzeiten und somit auch keine Unterbrechungszeiten der Stromversorgung. Dieses ist eines der sichersten Versorgungsarten, hat leider zum Nachteil, dass der Gleichrichter (GR) der die netzseitige Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, die dadurch gespeisten und geladenen Batterien sowie der Wechselrichter (WR) der die Gleichspannung wieder in eine sinusförmige Wechselspannung umwandelt, ständig am Netz betrieben werden und somit einer thermischen Alterung unterliegen.
Bei Störungen oder Wartungsarbeiten kann mit der automatischen Umschalteinrichtung (ATSD) unterbrechungsfrei auf die ungesicherte Netzspannung umgeschaltet werden. Die Batterie übernimmt für einen bestimmten Zeitraum die Spannungsversorgung bei Ausfall der Eingangsstromversorgung.
Bei der BSV mit Wechselspannungsausgang im Umschaltbetrieb (Bild 2), werden im störungsfreien Betrieb die medizinischen Systeme über die Umgehung mit der Netzspannung versorgt. Die Batterieladeeinrichtung wird nur zur Aufladung und Erhaltungsladung der Batterien genutzt und der Wechselrichter übernimmt die Versorgung der angeschlossenen Systeme bei Ausfall der netzseitigen Spannung. Hierbei wird bezüglich des Wechselrichters unterschieden in den Mitlaufbetrieb, wobei der Wechselrichter im Leerlauf netzparallel betrieben wird oder dem Anlaufbetrieb, bei dem der Wechselrichter bei Bedarf zugeschaltet wird. Beim Anlaufbetrieb ist eine regelmäßige monatliche Überwachung der Funktionsbereitschaft der BSV erforderlich. Der Umschaltbetrieb hat festgelegte Umschaltzeiten zur Folge und kann keine unterbrechungsfreie Stromversorgung sicherstellen.
Sie legt nicht die Anforderungen an Batterien und andere Komponenten der Stromversorgung fest, die integraler Bestandteil von medizinischen elektrischen Geräten sind.
BSV nach dieser Norm sind dafür vorgesehen, bei Ausfall oder Störung der allgemeinen Stromversorgung OP-Leuchten und vergleichbare Leuchten sowie medizinische elektrische Geräte und medizinische elektrische Systeme für eine begrenzte Zeit mit elektrischer Energie zu versorgen.
Die netzunabhängige Versorgung kann erforderlich sein, weil die medizinischen elektrischen Geräte bei Ausfall der allgemeinen Stromversorgung während einer Untersuchung oder Behandlung für den Patienten eine Gefahr verursachen oder eine für den Patienten mit Belastungen verbundene Wiederholung von Untersuchungen oder Behandlungen erfordern oder nicht wiederbeschaffbare Untersuchungsergebnisse verlieren.
BSV dienen der Gewährleistung der Sicherheit in medizinischen Einrichtungen für die Patienten und das medizinische Personal sowie der Aufrechterhaltung des Krankenhausbetriebes.
Darüber hinaus können BSV nach dieser Norm auch zum Zwecke der Verbesserung der Qualität der Stromversorgung eingesetzt werden, wenn für den sicheren Betrieb der medizinischen elektrischen Geräte besondere, spezifizierte Werte eingehalten werden sollen.
Sie können außerdem dazu dienen, die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, indem Untersuchungs- oder Behandlungswiederholungen in Folge eines Ausfalls medizinischer elektrischer Geräte vermieden werden.
Arten von Batteriegestützten zentralen Stromversorgungssystemen (BSV)
Durch unterschiedliche Anforderungen der medizinischen Geräte und OP-Leuchten, sind verschiedenartige BSV notwendig. Aus diesem Grunde werden BSV unterschieden in:
- BSV mit im unterbrechungslosen Dauer- oder Bereitschaftsparallelbetrieb oder
- BSV im Umschaltbetrieb mit einer festgelegten Unterbrechungszeit.
Bei einer BSV mit Wechselspannungsausgang, die im Dauerbetrieb betrieben wird (Bild 1), gibt es keine Umschaltzeiten und somit auch keine Unterbrechungszeiten der Stromversorgung. Dieses ist eines der sichersten Versorgungsarten, hat leider zum Nachteil, dass der Gleichrichter (GR) der die netzseitige Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, die dadurch gespeisten und geladenen Batterien sowie der Wechselrichter (WR) der die Gleichspannung wieder in eine sinusförmige Wechselspannung umwandelt, ständig am Netz betrieben werden und somit einer thermischen Alterung unterliegen.
Bei Störungen oder Wartungsarbeiten kann mit der automatischen Umschalteinrichtung (ATSD) unterbrechungsfrei auf die ungesicherte Netzspannung umgeschaltet werden. Die Batterie übernimmt für einen bestimmten Zeitraum die Spannungsversorgung bei Ausfall der Eingangsstromversorgung.
Bei der BSV mit Wechselspannungsausgang im Umschaltbetrieb (Bild 2), werden im störungsfreien Betrieb die medizinischen Systeme über die Umgehung mit der Netzspannung versorgt. Die Batterieladeeinrichtung wird nur zur Aufladung und Erhaltungsladung der Batterien genutzt und der Wechselrichter übernimmt die Versorgung der angeschlossenen Systeme bei Ausfall der netzseitigen Spannung. Hierbei wird bezüglich des Wechselrichters unterschieden in den Mitlaufbetrieb, wobei der Wechselrichter im Leerlauf netzparallel betrieben wird oder dem Anlaufbetrieb, bei dem der Wechselrichter bei Bedarf zugeschaltet wird. Beim Anlaufbetrieb ist eine regelmäßige monatliche Überwachung der Funktionsbereitschaft der BSV erforderlich. Der Umschaltbetrieb hat festgelegte Umschaltzeiten zur Folge und kann keine unterbrechungsfreie Stromversorgung sicherstellen.
BSV mit Gleichspannungsausgang
Die BSV mit Gleichspannungsausgang wird oftmals für die Versorgung von OP-Leuchten und ähnlichen Systemen genutzt.
Im Bereitschaftsparallelbetrieb (Bild 3) muss der Gleichrichter die Versorgung der am Ausgang angeschlossenen Systeme und die Aufladung und Erhaltungsladung der Batterie übernehmen. Über den Wandler kann die Gleichspannung an die Erfordernisse der angeschlossenen Systeme angepasst werden. OPLeuchten werden i.d.R. mit 24 V Gleichspannung betrieben. Das eingebaute Steuergerät (CSD) ist dazu bestimmt, den Ausgang des Stromversorgungssystems für Sicherheitszwecke ein- und auszuschalten. Das Schalten kann automatisch oder von Hand erfolgen. Die Batterie übernimmt bei Ausfall der Eingangsspannung an dem Batterieeingang unterbrechungslos die Stromversorgung der Verbraucher (Dauerbetrieb).
Wie im Bild 3 zu sehen ist, können solche Systeme auch mit einer zentralen Batterieladeeinrichtung und Stromversorgung (GR) und einer zugehörigen Batterie mehrere Verbraucher mit unterschiedlichen Spannungsanforderungen versorgen (gestrichelte Darstellung).
Eine weitere Modifikation kann die Umgehung sein, mit der bei Störung von z. B. Wandlern oder zu Wartungszwecken mit der automatischen Umschalteinrichtung (ATSD) auf den Parallelzweig umgeschaltet werden kann. Diese Umschaltung muss nicht unterbrechungsfrei erfolgen (Bild 4).
Der Umschaltbetrieb bei einer BSV mit Gleichspannungsausgang (Bild 5) funktioniert mit den gleichen Vor- und Nachteilen wie bei der BSV mit Wechselspannungsausgang. Im Normalbetrieb werden die medizinischen Systeme über die Umgehung (Bypass) gespeist und im Störungsfall kann eine kurzfristige Unterbrechung der Spannungsversorgung am Ausgang auftreten. Diese Versorgungsart wird für OPLeuchten nicht empfohlen, da jede Störung des Operateurs vermieden werden sollte.
Die Norm enthält viele weitere Ausführungen die für den Hersteller von Bedeutung sind, u. a. werden folgenden Anforderungen festgelegt:
Soweit keine anders lautenden Vorschriften die Wartungsintervalle festlegen, sind BSV in folgenden Zeitabständen zu prüfen:
Die BSV mit Gleichspannungsausgang wird oftmals für die Versorgung von OP-Leuchten und ähnlichen Systemen genutzt.
Im Bereitschaftsparallelbetrieb (Bild 3) muss der Gleichrichter die Versorgung der am Ausgang angeschlossenen Systeme und die Aufladung und Erhaltungsladung der Batterie übernehmen. Über den Wandler kann die Gleichspannung an die Erfordernisse der angeschlossenen Systeme angepasst werden. OPLeuchten werden i.d.R. mit 24 V Gleichspannung betrieben. Das eingebaute Steuergerät (CSD) ist dazu bestimmt, den Ausgang des Stromversorgungssystems für Sicherheitszwecke ein- und auszuschalten. Das Schalten kann automatisch oder von Hand erfolgen. Die Batterie übernimmt bei Ausfall der Eingangsspannung an dem Batterieeingang unterbrechungslos die Stromversorgung der Verbraucher (Dauerbetrieb).
Wie im Bild 3 zu sehen ist, können solche Systeme auch mit einer zentralen Batterieladeeinrichtung und Stromversorgung (GR) und einer zugehörigen Batterie mehrere Verbraucher mit unterschiedlichen Spannungsanforderungen versorgen (gestrichelte Darstellung).
Eine weitere Modifikation kann die Umgehung sein, mit der bei Störung von z. B. Wandlern oder zu Wartungszwecken mit der automatischen Umschalteinrichtung (ATSD) auf den Parallelzweig umgeschaltet werden kann. Diese Umschaltung muss nicht unterbrechungsfrei erfolgen (Bild 4).
Der Umschaltbetrieb bei einer BSV mit Gleichspannungsausgang (Bild 5) funktioniert mit den gleichen Vor- und Nachteilen wie bei der BSV mit Wechselspannungsausgang. Im Normalbetrieb werden die medizinischen Systeme über die Umgehung (Bypass) gespeist und im Störungsfall kann eine kurzfristige Unterbrechung der Spannungsversorgung am Ausgang auftreten. Diese Versorgungsart wird für OPLeuchten nicht empfohlen, da jede Störung des Operateurs vermieden werden sollte.
Die Norm enthält viele weitere Ausführungen die für den Hersteller von Bedeutung sind, u. a. werden folgenden Anforderungen festgelegt:
- Betriebsbedingungen und Anforderungen
- Konstruktion
- Gehäuse;
- Brandschutz;
- Batterieladeeinrichtungen und Gleichrichter;
- Transformatoren;
- Schaltgeräte;
- Zentrale Wechselrichter;
- Tiefentladeschutz;
- Überwachung- und Anzeigegeräte;
- Sicherungen, Schutzeinrichtungen; Messgeräte und Prüfeinrichtungen;
- Innenverdrahtung;
- Dokumentation;
- Batterien
- BSV zur Versorgung von Operationsleuchten
- Kennzeichnung;
- Warnschilder
- Prüfungen
Soweit keine anders lautenden Vorschriften die Wartungsintervalle festlegen, sind BSV in folgenden Zeitabständen zu prüfen:
- Monatlichen Funktionstest mit einer 15minütigen Lastübernahme;
- Halbjährliche Funktionsprüfung der automatischen Umschalteinrichtung (ATSD) und der Erdschlussüberwachung;
- Jährliche Prüfung der Einstellwerte der Schutzgeräte und einem Kapazitätstest der Batterien mit einem in der Norm definierten Belastungstest.