تحلیل آسیب به تجهیزات اشعه‌اِکس در مرکز درمانی بزرگ ناشی از مشکلات کیفیت برق

مقدمه

این گزارش توسط Dranetz Technologies, Inc. منتشر شده و در وب‌سایت Dranetz.com در دسترس است.

تحلیل مسئله

اختلالات شدید کیفیت برق به تجهیزات اشعه‌اِکس آسیب رساند و در یک مورد هزینه‌ای حدود ۱۰۰ هزار دلار به همراه داشت. ریشه این مشکل در انتقال خارج از فاز هنگام سوئیچ کردن منبع تغذیه از شبکه برق شهر به ژنراتور، هم در آزمایش‌های دوره‌ای و هم در شرایط اضطراری، نهفته بود. شکل ۱ (در ادامه) این پدیده را که با آنالایزر Dranetz ۶۵۸ توسط On Power ثبت شده است، نشان می‌دهد.

شکل ۱. ثبت رویداد انتقال خارج از فاز.

چالش‌های فنی تجهیزات اشعه‌اِکس

به طور ایده‌آل، یک UPS آنلاین بهترین راه‌حل برای رویدادهای فرکانس پایین/انرژی بالا مانند انتقال خارج از فاز (سوئیچینگ بانک‌های خازنی نیز مشکل‌ساز هستند) است. با این حال، چالش اصلی مدیریت جریان‌های ورودی عظیم و ناگهانی بود که دستگاه اشعه‌اِکس در حین کار کردن ایجاد می‌کرد (به شکل ۲ مراجعه کنید). جریان برق نه تنها از ۲۰ آمپر به ۱۰۰ آمپر (در سیستم ۳۸۰ ولتی) جهش می‌یافت، بلکه هارمونیک‌های زوج با THD ۶۵٪ نیز همراه بود. مشکل زمانی پیچیده‌تر شد که به این موضوع توجه کردیم که فرآیند اشعه‌برداری از نوع «تهاجمی» است و کاتترها در شریان‌ها و گاهی در قلب قرار می‌گیرند؛ بنابراین هر نوسان برق می‌توانست پیامدهای بالینی جدی به همراه داشته باشد.

شکل ۲. پروفایل جریان ورودی و هارمونیک‌های دستگاه اشعه‌اِکس.

راه‌حل پیشنهادی On Power

راه‌حل ارائه شده توسط On Power بر پایه چهار فاز کلیدی توسعه یافته بود:

• مانیتورینگ گسترده سیستم اشعه‌اِکس
• تحقیق و شبیه‌سازی راه‌حل
• مانیتورینگ پس از نصب سیستم
• مانیتورینگ دائمی کیفیت برق با قابلیت ارتباط

با تزریق جریان برای اصلاح موج برق آسیب‌دیده، فیلتر AIM نه تنها کیفیت برق تأمین‌شده برای دستگاه اشعه‌اِکس را بهبود می‌بخشد، بلکه فشار وارد بر UPS را کاهش داده، امپدانس ناشی از UPS بر روی سیستم را پایین می‌آورد و THD خروجی را برای توزیع به سایر بخش‌های سیستم بهبود می‌بخشد (به شکل ۳ مراجعه کنید).

شکل ۳. تأثیر فیلتر AIM بر روی پروفایل کیفیت برق.

منابع و اطلاعات تکمیلی

منبع اصلی: مطالعه موردی در انتز

منتشر شده در PQBlog توسط مهندس برق.

برای مطالب مرتبط بیشتر، به وبلاگ مراجعه کنید.

پرسش‌های متداول

چرا انتقال خارج‌از‑فاز برای تجهیزات اشعه‌اِکس خطرناک است؟

انتقال خارج‌از‑فاز باعث نوسان‌های ولتاژ و جریان ورودی شدید می‌شود که می‌تواند مدارهای حساس دستگاه اشعه‌اِکس را دچار Piecewise‌Damage کند، به ویژه وقتی جریان از ۲۰ به ۱۰۰ آمپر و THD ۶۵٪ افزایش می‌یابد.

UPS آنلاین چگونه در برابر این رویدادها حفاظت می‌کند؟

UPS آنلاین با تبدیل مداوم برق AC به DC و обратно به AC، یک بافر توانایی‌دار ایجاد می‌کند که از نوسانات لحظه‌ای و انتقال خارج‌از‑فاز جدا می‌ماند و جریان خروجی تمیز و پایدار تأمین می‌کند.

فیلتر AIM چه نقشی در بهبود کیفیت برق ایفا می‌کند؟

فیلتر AIM با تزریق جریان مکمل، موج جریان را اصلاح می‌کند، THD خروجی را کاهش می‌دهد، امپدانس موثر UPS را پایین می‌آورد و به همین ترتیب استرس حرارتی و الکتریکی روی UPS را می‌کاهد.

آیا پایش دائمی کیفیت برق پس از نصب ضروری است؟

بله، پایش مداوم با قابلیت ارتباطی امکان شناسایی زودهنگام هر انحراف جدید را فراهم می‌کند و از تکرار خرابی‌های پرهزینه جلوگیری می‌کند.

این راهکار برای سایر تجهیزات پزشکی نیز قابل تعمیم است؟

بله، هر تجهیزی که جریان ورودی بالا و حساسیت بالا نسبت به هارمونیک دارد (مانند دستگاه‌های MRI، CT اسکن و دستگاه‌های جراحی لیزری) می‌تواند از ترکیب UPS آنلاین و فیلتر AIM بهره‌برداری کند.

منبع: powerquality.blog