1. No category

E l & Teknik
Hvad er effekten af
skærmede elinstallationer
på hospitaler?
• Hvorfor skal installationerne skærmes?
• Hvad skal der skærmes for?
• Hvad er erfaringerne?
Undersøgelse af effekten af
skærmning
Af Asger Illum, Balslev
Rådgivende Ingeniører
Ved projektering af nye afsnit på hospitalerne støder man ofte på kravet om, at
elinstallationerne skal være udført med
skærmede kabler og dåser. Dette projekteringskrav er fra gammel tid, og undersøgelser fra Balslev viser, at det kan betale sig nøje at overveje, om skærmede
installationer er den rigtige løsning.
Det er blevet kalkuleret, at den skærmede installation, der skal udføres med
specielle kabler og installationsmateriel
er ca. 20 % dyrere end en installation, der
er udført med traditionelt materiel. Man
bør derfor ved ethvert projekt holde installationsomkostningerne op imod den
påtænkte anvendelse, da der ofte ikke
er grundlag for at ofre omkostninger til
skærmede kabelinstallationer til almindelige sengestuer, intensiv-stuer og
OP-stuer. Hvis der er brug for en særligt
skærmet installation f. eks. ved en MRskanner, skal installationen udføres efter
ganske særlige krav.
Det er således også kun enkelte hospitaler, der i dag forlanger, at installationerne bliver skærmede. Andre hospitaler har aldrig skærmet installationerne og
ønsker heller ikke fremover, at installationerne bliver skærmede.
Ved projektering af nye installationer
bør man derfor stille følgende spørgsmål, inden projektet igangsættes:
I forlængelse af den løbende diskussion
for eller imod skærmning af stærkstrømskablerne fandt Balslev Rådgivende Ingeniører det interessant at undersøge,
hvilken effekt en skærmning har. Derfor
foretog virksomheden en undersøgelse
af nogle intensivstuer på Rigshospitalet,
hvor der både var stuer udført efter de
oprindelige principper for skærmning
samt stuer, der var udført med almindelige installationskabler uden skærm.
De forstyrrelser der indbyrdes kan påvirke elektriske installationer er:
• 50 Hz støj (baggrundsstråling fra elinstallationer)
• Overspændingsspidser (kob­lings­spæn­
din­ger)
• Lyn- og atmosfæriske udladninger
• Overharmoniske frekvenser
• HF støj fra f.eks. mobiltelefoner og diatermiapparater
Den elektriske støj består af 2 komponenter, nemlig et magnetisk felt (B), der
måles i ”Tesla” og et elektrisk felt (E),
der måles i volt/meter. For at undgå at
elektriske installationer vil forstyrre hinanden, er der opstillet en række normer,
EMC standarder: DS/EN 61000-x-x,
DS/IEC/TR 61000-5-6, Stærkstrømsbekendtgørelsen afsnit 515.3 og særligt for
hospitalsinstallationer DS/HD 60364-7710:2012.
Balslevs målinger viste nogle overraskende resultater. På stuer med skærmet
installation var det magnetiske felt midt i
stuen ca. 25-80 nT (nano Tesla). I de patientnære omgivelser, 1 m fra sengestuepanelet blev feltet målt til ca. 17-60 nT.
Disse værdier skal sammenlignes med
værdierne i ”DS/HD 60364-7-710, bilag
C” som foreskriver, at det magnetiske Bfelt ikke må overskride 1*10-7 Tesla ( =
100 nT) for det følsomste område.
Endnu mere overraskende var det, at
målingerne på stuer med uskærmet installation viste værdier på ca. 40 nT midt
i stuen og ca. 53 nT i de patientnære omgivelser.
Test af emission fra et skærmetog et uskærmet kabel
Efter undersøgelsen er det relevant at
stille spørgsmålet: Virkede skærmen på
det almindeligt anvendte skærmede kabel N0SKX ikke på den magnetiske udstråling?
For at få en forståelse af de parametre,
der påvirker udstrålingen fra kablerne,
blev der foretaget nogle laboratorieforsøg. Et skærmet kabel (NKT N0SKX
5*1,5), der var oplagt frit, blev belastet
med en strøm, og B-feltet blev målt ved
forskellige belastningsstrømme. Herefter blev der foretaget de samme målinger
med et almindeligt uskærmet installationskabel (N1XZ1-J). De samme målinger
blev til sidst foretaget med uskærmet
kabel oplagt i installationskanaler (sen-
E l & T e kni k
gestuepaneler) i hhv. aluminium og stål.
Måleresultaterne er vist i figur 1.
Alle målinger er udført ved 50 Hz.
Figur 1. Måleresultater med og uden skærm og med stål-/aluminiumskanal
Det elektriske felt (E) blev også målt ved
samme lejlighed:
• Uskærmet kabel, E = 60 V/m
• Skærmet kabel, E = 350 mV/m
• DS710 stiller ikke krav til elektriske felter
Det kan ses, at der ikke er væsentlige
forskelle på skærmede- og uskærmede
installationer med hensyn til magnetfelterne. På de målte stuer vurderes det, at
DS/HD 60364-7-710:2012 overholdes.
Der er en væsentlig dæmpning af den
magnetiske udstråling, når kablerne installeres omsluttet af metalliske paneler
f.eks. sengestuepaneler.
Der er en væsentlig forskel mht.
dæmpningen af det elektriske felt på installationer udført med skærmede kabler
i forhold til en installation med uskærmede kabler. Hvis installationen udføres
med skærmede kabler, er det vigtigt at
huske korrekt jording af skærmen.
Konklusion
Det er vigtigt at indtænke EMC forholdene meget tidligt i projekteringen af de
nye hospitaler på grund af den udbredte
brug af elektronisk udstyr, bl.a. brugen
af den trådløse informationsteknologi.
Gevinsten ligger i, at der ikke efterfølgende skal anvendes kostbare lappeløsninger for at udbedre interferensproblemer. Ved ethvert hospitalsprojekt skal
EMC forholdene afklares inden instal-
lationsformen besluttes. Er der særlige
krav f.eks. i EEG rum, i EKG rum, rum
med intensiv overvågning eller på laboratorier? En væsentlig retningslinje er
overholdelse af de gældende EMC normer for udstråling og for immunitet, hvilket sikrer, at de forskellige installationer
ikke vil genere hinanden under normal
drift.
Med hensyn til elektriske stærkstrømsinstallationer med grupper op til
16 A synes det ikke nødvendigt at udføre
installationen med skærmede kabler for
at overholde kravene til den magnetiske
udstråling. Det må anbefales, at installationen i patientnære omgivelser udføres
metallisk indesluttet i f.eks. aluminiumskanaler.
Med hensyn til interferens til datakablingssystemer (PDS kabler) bør de
gældende afstandskrav i DS/EN 501742:2009 overholdes. Når der opstår problemer med afstandskravene, kan det
overvejes at udføre installationen med
fiberoptiske kabler.
Ved forekomst af induktive komponenter som f.eks. IT-transformer,
ventilationsmotorer, gardinmotorer og
spjældmotorer, bør der holdes en afstand på 6 m til patientnære omgivelser.
Motorkabler med frekvensomformerstyring skal være særligt skærmede.
Kabler og installationer for mere end 16
A skal overholde en distance fra 3 til 9 m
fra de patientnære omgivelse med følsomt udstyr afhængig af den fremførte
strøm.
hospital drift & arkitektur 6
23