Sichere Stromversorgung auch in Krisenzeiten

Jedes Krankenhaus, ob großes Universitätsklinikum oder kleines Kreiskrankenhaus, erhöht derzeit seine Kapazitäten in der Intensivpflege. Es werden Krisenszenarien durchgespielt und Notfallpläne erarbeitet. Zu jedem Intensivpflegebett gehört auch mindestens ein medizinisches elektrisches Gerät (ME-Gerät) bzw. medizinisches elektrisches System (ME-System), welches einen Patienten im Kampf gegen das Virus unterstützt. Dass diese Geräte und Systeme unterbrechungsfrei arbeiten müssen, versteht sich von selbst. Voraussetzung dafür ist jedoch eine zuverlässige Stromversorgung. Aus diesem Grund steht eine sichere Stromversorgung für medizinisch genutzte Bereiche der Gruppe 2 im Mittelpunkt, die als ungeerdetes Netz (IT-System) ausgeführt sein muss.

Das IT-System – kompromisslos sicher

Das IT-System wird vor allem dort eingesetzt, wo auf dessen Vorteile nicht verzichtet werden kann, wie zum Beispiel in Operationsräumen und Intensivstationen. Warum? Weil es hier um Menschenleben geht.

Für Anlagen, bei denen eine Abschaltung oder ein ungeplanter Stillstand ggfs. mit Gefahren für den Patienten verbunden sind, gibt es für das IT-System keine Alternative, hat dieses System doch zahlreiche Vorteile. Im Gegensatz zur geerdeten Stromversorgung, einem TN-S-System, ist hierbei kein aktiver Leiter geerdet ausgeführt. Aufgrund der bewusst fehlenden niederohmigen Verbindung zwischen Sternpunkt des Transformators und PE fließt beim Auftreten eines ersten Isolationsfehlers kein hoher Fehlerstrom.

Daraus ergeben sich sehr gute EMV-Eigenschaften, keine Abschaltungen und eine Ein-Fehler-Sicherheit. Damit bietet das IT-System von allen Netzformen die höchste Versorgungssicherheit. Der Isolationswiderstand im IT-System wird permanent durch ein Isolationsüberwachungsgerät gemessen, das bei kritischen Veränderungen einen Alarm erzeugt. Ein erster Isolationsfehler führt nicht wie im geerdeten System zur automatischen Abschaltung der Stromversorgung, sondern diese kann im Fehlerfall weiterbetrieben werden. Es versteht sich von selbst, dass Isolationsfehler auch im IT-System zeitnah beseitigt werden müssen, um das System auf einem hohen Isolationsniveau zu halten.

Die normative Basis

In der DIN VDE 0100-710:2012-10 [1] und im Beiblatt 1 vom Juni 2014 [2] sind die Schutzziele und der grundsätzliche Aufbau von Stromversorgungen im medizinischen Bereich beschrieben. Wesentliche Ziele sind die Vermeidung eines Totalausfalls der Stromversorgung sowie der Schutz des Patienten und des medizinischen Personals vor gefährlichen Berührungsspannungen nach Auftreten eines ersten Fehlers sowie die unmittelbare Information der Zuständigen über kritische Anlagenzustände. An der Unterteilung in drei unterschiedliche Raumgruppen 0, 1 und 2 hat sich nichts geändert.

Sicherheit durch Redundanz

Damit Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit gewährleistet sind, schreibt die Norm eine redundante Auslegung der Stromversorgung im Krankenhaus durch Versorgung aus zwei unabhängigen Stromquellen vor. Die Systemstruktur muss im Bedarfsfall die automatische Umschaltung (nach DIN VDE 0100-560:2013-10, [3]) zwischen allgemeiner Stromversorgung (AV), Sicherheitsstromversorgung (SV, Stromerzeugungsaggregat mit Verbrennungsmotoren) und/oder batteriegestützter Sicherheitsstromversorgung (BSV nach DIN VDE 0558-507:2008-12, [4]) ermöglichen.

Die Umschaltung zwischen den unterschiedlichen Stromversorgungen darf weder medizinische elektrische Geräte beeinträchtigen noch Behandlungen stören. Normgerechte Umschalteinrichtungen mit sicherer Trennung gewährleisten, dass alle wichtigen Systeme zuverlässig weiterlaufen, wenn die Versorgung durch das Energieversorgungsunternehmen (EVU) oder wegen einer beschädigten Leitung ausfällt oder die Stromqualität, etwa durch Spannungseinbrüche oder -spitzen, schwankt. Die medizinischen Geräte sind so auszuwählen, dass sie mit der normgerechten Spannungsunterbrechung von max. 0,5 s bzw. max. 15 s (bis der Ersatzstrom-Generator gestartet ist und die Versorgung vollständig übernommen hat), ungestört betrieben werden können. Ist dies so nicht möglich, müssen auch sie aus einer geeigneten zwischengeschalteten BSV (batteriegestütztes zentrales Stromversorgungssystem) versorgt werden.