Komplettlösung für medizinische Einrichtungen sorgt für unterbrechungsfreie Stromversorgung
Fallen während einer Operation die Geräte oder die Beleuchtung aus, können die Folgen mitunter lebensgefährlich sein: Deswegen stellt die VDE 0100-710 strenge technische Anforderungen an alle medizinisch genutzten Betriebsstätten, Anlagen und Räume – dazu zählen große Einrichtungen wie Krankenhäuser und Pflegeheime ebenso wie Arzt- und Dentalpraxen.
Es gilt beispielsweise, dass elektrische Geräte und Leuchten jederzeit mit Strom versorgt und an ein IT-Netz angeschlossen sein müssen. In der Regel bedeutet dies für den Techniker die Installation und Abstimmung mehrerer Einzelsysteme, deren Funktionstüchtigkeit regelmäßig übergeprüft werden muss.
Bild: Dieter Schütz/pixelio.de
Soll hingegen (Zur Vermeidung einer Dopplung, da der Teaser aufgelöst wurde) ohne unmäßigen Aufwand VDE-Konformität gewahrt werden, bieten sich individualisierte Komplettlösungen wie die Serie BSV-Kompakt 3 kVA von Riello Power Systems GmbH an. Auf einer Fläche von lediglich 800 x 800 mm garantiert die Anlage eine Überbrückungszeit von bis zu 3 h sowie Schutz vor Netzstörungen und Überspannungen. Ebenfalls integriert sind erforderliche Komponenten wie ein IT-Netztrafo und eine Umschalteinrichtung – für einen kompakten Rundumschutz.
Wenn intrakardiale Eingriffe vorgenommen werden oder bei Netzstörungen Lebensgefahr droht – dazu zählt auch der Ausfall der Beleuchtung –, fallen medizinische Einrichtungen gemäß VDE 0100-710 in die Gruppe 2. Beispiele für derartige Bereiche sind Anästhesie- und Operationsräume sowie Aufwach- und Gipsräume (Bild 1). In diesen müssen die Sicherheitseinrichtungen die Lasten gemäß den Vorgaben innerhalb von 0,5 Sekunden übernehmen, sobald die Spannung nachlässt.
Neben einer unterbrechungsfreien Stromversorgung sieht die Vorschrift jedoch noch viele weitere Maßnahmen vor, die zum Schutz des Patienten beitragen sollen (Bild 2). Deswegen hat Riello Power Systems GmbH die Serie BSV-Kompakt 3 kVA entwickelt, die als Komplettlösung genau auf diese Vorgaben abgestimmt ist und dank vieler zusätzlicher Funktionen weitere Anlagen und Schaltschränke überflüssig macht.
Wirkungsvoller Schutz der Verbraucher
Die BSV-Serie mit einphasigem Ausgang, die sowohl VDE 0100 Teil 710 als auch DIN VDE 0558-507 entspricht, basiert auf der On-Line-Technologie mit doppelter Umwandlung gemäß IEC 62040-3. Hierbei wird die anhängende Last im Dauerbetrieb permanent über den Wechselrichter des BSV-Systems versorgt. Dieser liefert eine sinusförmige, gefilterte und in Frequenz stabilisierte Spannung am Ausgang, wobei Ein- und Ausgangsfilter einen wirkungsvollen Schutz der Verbraucher vor Netzstörungen wie Stromausfällen, Frequenzschwankungen, Über- und Unterspannung sowie Erd- und Kurzschluss garantieren.
Bild: Sasint/pixaybay.de
Dabei wird ein Wirkungsgrad von mehr als 90 % erreicht. Der Gleichrichter ist mit einer 6-pulsigen, voll gesteuerten Drehstrom-Brückenschaltung sowie mit einem Eingangstrenntrafo aufgebaut. Im Wechselrichterausgang des BSV-Systems befindet sich zudem ein Trenntrafo zur galvanischen Trennung der zu versorgenden Verbraucher.
Setzt der Strom aus oder sinkt die Eingangsspannung auf weniger als 90 % der Nennspannung ab, übernimmt die eingebaute Batterie im BSV-System. Die Verbraucher werden immer ohne Spannungsschwankungen vom Wechselrichter versorgt. Bis zu 3 h lang kann die Batterie Strom einspeisen; gibt es noch eine zweite unabhängige Versorgung nach VDE 710.560.6.104.2, kann diese Zeitspanne auf 1 h reduziert werden.
Nach einem Einsatz ist die Speichereinrichtung innerhalb von maximal 6 h wieder vollständig aufgeladen. Dabei weist die Batterie entsprechend der EUROBAT eine Gebrauchsdauer von über 12 Jahren bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C auf. Sämtliche Betriebs- und Fehlermeldungen werden zusammen mit allen elektrischen Parametern im Speicher hinterlegt. Der Betreiber der Anlage wird sofort über Störungen informiert, eine Alarmierung kann per E-Mail, SMS, über ein Gebäudeleitsystem oder eine Remoteüberwachung durch Riello Power Systems erfolgen.
Die Batterie wird zur monatlichen Überprüfung automatisch im Dauerbetrieb 15 min mit der angeschlossenen Verbraucherlast entladen. Einmal pro Jahr muss eine Kontrolle bei 100 % Volllast durchgeführt werden, bei der die Batterieleistung 3 h lang ins Netz zurückgespeist wird. Bei der Netzrückspeisung wird die Energie anderen Verbrauchern zugeführt und nicht über einen Heizwiderstand in ungenutzte Wärme umgewandelt.
Auch während der Tests ist die unterbrechungsfreie Stromversorgung zu jeder Zeit sichergestellt, da bei Störungen der Test übergangsfrei gestoppt wird.
Viel Funktion auf wenig Platz
Bild: Riello Power Systems GmbH
Im Gegensatz zu handelsüblichen BSV-Anlagen enthalten die Modelle von Riello (Bild 3) zusätzliche Komponenten, die von den VDE-Vorgaben für Gruppe 2 gefordert werden. Dazu zählt ein IT-Netztrafo 3,15 KVA mit Abgangsverteiler inklusive einem Abgang zur Versorgung der OP-Tableaus und sechs weiteren für andere medizinische Verbraucher und OP-Leuchten.
Ein automatisches Bender ATICS Umschalt- und Überwachungsgerät kontrolliert darüber hinaus alle Ein- und Ausgangsspannungen, die Isolation, Last und Temperatur. Dadurch kann eine Umschaltung auf die zweite redundante Leitung innerhalb von weniger als 0,5 s gewährleistet werden. Über einen SMI-Baustein kann das Gerät an einen Bender System-Bus angebunden werden.
Zusätzlich ist die Anlage mit zwei RS-232 Schnittstellen und SNMP Interfaces ausgestattet. So wird der behandelnde Arzt im OP sofort über Störungen oder Netzausfälle informiert, sodass die OP jederzeit sicher beendet werden kann.
Trotz der Zusatzfunktionen wurde darauf geachtet, dass die Serie BSV-Kompakt 3 kVA dem Namen entsprechend sehr kompakt ist und so auch in kleineren OP-Räumen Platz findet. Mit Abmessungen von 800 x 800 x 1 900 mm lässt sich das Gerät zudem leicht an den Bestimmungsort transportieren. Um die Versorgungssicherheit noch weiter zu erhöhen, weist das System zusätzlich redundante, überwachte Lüfter auf.
Display mit Klartextanzeige aller Werte und Meldungen
Auf einem großen Grafik-Display mit 5,12 Zoll werden alle Meldungen, Statusanzeigen sowie elektrische Werte des Systems angezeigt. Zudem kann auf den Fehlerspeicher zugegriffen werden, so dass sich etwaige Versorgungsprobleme schnell diagnostizieren lassen. Auch ein Blindschaltbild mit Schalterstellungen wird dargestellt.
Insgesamt fällt für die Serie BSV-Kompakt 3 kVA nur ein geringer Installationsaufwand an: Der Anschluss erfolgt über die Zu- und Abgangsleitung, die Inbetriebnahme übernimmt der Hersteller.
Die Riello Power Systems GmbH versteht sich als bundesweit tätiger Komplettdienstleister, der alle Services rund um BSV-Anlagen anbietet. Das bedeutet, dass das Unternehmen neben der Beratung und Auslegung des Systems nach den Anforderungen des Kunden auch die Einbringung, Inbetriebnahme, Einweisung und darüber hinaus natürlich einen Wartungsvertrag anbietet.
Autor
Dipl. Ing. Luca Buscherini, Geschäftsführer bei Riello Power Systems GmbH.