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5/12/2018 Ups - slidepdf.com

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UPS >>energia di qualit à per

applicazioni medicali

>Elementi base

per dimensionare e installarecorrettamente l’UPS

nel rispett o delle norme

> UPS >>energia di qualità perapplicazioni medicali

[ Gruppi st atici di continuità - UPS ] Guida per progettisti e installatori >

CONFINDUSTRIA CONFINDUSTRIA

ASSOAUTOMAZIONE - Federazi one ANIEVia Gattamelata 34 - 20149 MilanoTel +39.023264.252 – Fax +39.023264.256E-mail: [email protected]

UPS.01.05.1.IT



[ Gruppi statici di continuità - UPS ] Guida per progettisti e installatori

>Elementi base

per dimensionare e installarecorrettamente l’UPS

nel rispett o delle norme

UPS >>energia di qualità per


UPS >>energia di qualità per


> Installare l'UPS

> UPS: Energia per l' illuminazione di emergenza

> Gruppi stat ici di cont inuità Guida Europea

> Proteggere l'informat ica

La guida fornisce a progettisti e installatori gli elementi di baseper dimensionare correttamente l'impianto elettrico e installarel'UPS nel rispetto delle norme.

La guida, rivolta a progett isti e installator i racchiude gli elementi dibase per la scelta e il dimensionamento dell'UPS nei sistemi diilluminazione di emergenza.

Il documento fornisce le linee guida per la determinazione dellecaratteristiche dell'UPS e rappresenta un utile strumento diconsultazione rivolto a tutti gli operatori del comparto: dalprogettista all'integratore dei sistemi, dal libero professionista finoall'utilizzatore finale.

La guida si rivolge a utenti finali e operatori (dealer, systemintegrator, distributori di materiale informatico) e fornisce leinformazioni necessarie a scegliere correttamente l'UPS e adintegrarlo nei sistemi informat ici e di comunicazione.

(seconda edizione - novembre 200 4)

(prima edizione - maggio 2003)

(seconda edizione 2001)

(prima edizione - settembre 2001)

Supervisione: ANIE - ASSOAUTOMAZIONE

PUBBLICAZIONI

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Franco AngeliFranco Angeli

Misure e Automazione



Indice

Presentazione

Il gruppo stat ico di continuità

1 > SISTEMI DI ALIMENTAZIONE ED UTENZE

1.1. Suddivisione dei locali secondo la norma1.1 .1. Il sistema IT-M (IT Medicale)

1.2. Tipologie di utenze1.2.1. Apparecchi elettr omedicali

1.3. Scelta dell’UPS

1.3 .1. I vantaggi dell’alimentazione con UPS1.3 .2. Classificazione dell’alimentazione di sicurezzanei locali ad uso specifico

1.4 .3. La commutazione delle sorgenti di alimentazione

3.1 .3. Dimensionamento delle protezioni

1.4. Sorgenti di alimentazione ausiliaria1.4.1. Batterie

3.1.1. Considerazioni aggiuntive sulla distorsione armonica

1.4 .2. Gruppo Elett rogeno

3.1.2. Suggerimenti pratici del dimensionamento delle sorgenti

2 > APPLICAZIONI

2.1. Sala Operatoria2.2. Laboratorio di analisi2.3. Locali ospedalieri ad uso medico2.4. Ambulatorio medico

3 > DIMENSIONAMENTO DELL’UPS

3.1. Criteri generali per il dimensionamento

3.2. Criteri di affidabilità e ridondanza

> 01 > 02

4 > PREVENZIONE E SISTEMI DI DIAGNOSI

5 > PRINCIPALI NORME DI RIFERIMENTO

6 > GLOSSARIO

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Gruppi statici di continuità - UPS UPS >>energia di qualità perapplicazioni medicali

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4.2.5. Collegamento con protocollo Modbus/ Profibus/ Jbus

4.1. Manutenzione4.1.1. Premessa4.1.2. Le necessità del settore medicale in termini di

verifiche di manutenzione UPS4.1.3. La garanzia della qualità del servizio oltr e a quella

del prodotto4.1.4. L’offerta SERVICE del costrut tore4.1.5. Contratti di manutenzione

4.2. Connettività4.2.1. Collegamento a contatti puliti (relè)4.2.2. Collegamento seriale con gestione stand-alone4.2.3. Collegamento su rete ethernet con gestione

LAN / WAN4.2.4. Collegamento con teleassistenza

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> 03 > 04

Gruppi statici di continuità - UPS

Questa guida dedicata ai gruppi statici di continuità (UPS UninterruptiblePower Systems) nasce con l'obiettivo di fornire a progettisti e installatori glielementi di base per scegliere correttamente un UPS secondo le normevigenti a protezione delle apparecchiature medicali e a salvaguardia dellasicurezza del paziente.

La guida non si propone come uno str umento esaustivo dell'argomento, macome riferimento che attraverso un linguaggio semplice conduce lungo unpercorso informativo che fornisce criteri di scelta e di dimensionamentodell'UPS in funzione delle principali applicazioni medicali.Sono affrontati inoltre i temi non meno importanti dell'affidabilità, dellaridondanza, della manutenzione e della connettività.L'elenco delle principali norme di r iferimento e un glossario della terminologiatecnica ( evidenziata in colore all'interno del testo ) completano ildocumento.

La competenza e l'esper ienza messe a disposizione dalle Aziende del “GruppoUPS” e la consulenza specifica dell'Associazione Elettromedicali ANIE,caratt erizzano il contenuto della guida, facendo di questo volume un supportoaffidabile e autorevole per coloro che vogliono affrontare nel modo cor rett o letematiche descritte.

La presente è la quart a guida di una collana che comprende “Installare l'UPS”,“Proteggere l'informatica” e “UPS: Energia per l'illuminazione di emergenza”.Questi manuali dedicati alla scelta e all'installazione dell'UPS nelle sue diverseapplicazioni sono pubblicati dal “Gruppo UPS” di AssoAutomazioneAssociazione Italiana Automazione e Misura di Federazione ANIE(federataConfindustria).

Il Gruppo UPS è costituito dai pr incipali e più qualificati costruttor i di sistemi dicontinuità, i quali rappresentano oltre l'80% del mercato interno; attraversoquesto tipo di iniziative tali imprese svolgono una insostituibile opera didiffusione della cultura della qualità tendente a sensibilizzare l'appropriatoutilizzo degli UPS, a totale beneficio del comparto e dei suoi utilizzator i finali.

Per la realizzazione di questa pubblicazione si ringraziano i tecnici del GruppoUPS: ne fanno parte il coordinatore Mauro Cappellari (Riello UPS), ChristianBertolini (APC Italia), Bruno Cipolla (MGE Italia), Andrea Doddi (Siel), LucaFranzan (Socomec Sicon), Emilio Liuzza (Aros), Enrico Piazzi (ChlorideSilectron).

Uno speciale ringraziamento va a Daniele Angusti (Tesi) e a Carlo Cattaneoper la disponibilità e il prezioso supporto t ecnico offerto.

Segretar io AssoAutomazione

Azzurro

Maurizia Cagnola

Prima di entrare nel merito della guida, riprendiamo i concetti di base deiGruppi di Continuità (UPS), per r enderci conto della loro impor tanza, anchenel settore medicale, campo che andremo a discuter e in questa guida.

Il Gruppo di Continuità funziona da riserva di energia in caso di black out dellarete. Grazie al tempo di intervento immediato, è in grado di garantire

continuità e sicurezza in ambienti pubblici e in tutti quei casi in cui èfondamentale la continuità dell'alimentazione, ad esempio negli aeroporti,nelle sale operator ie, nei processi industr iali, nelle telecomunicazioni, nei localipubblici, ecc.

Per approfondimenti sugli specifici argomenti, si suggerisce di consultare lealtre pubblicazioni realizzate dal Gruppo UPS e la “Guida Europea per GruppiStatici di Continuità” a cura del Working Group UPS del CEMEP, che potreterichiedere ai costruttori di UPS associati ad ASSOAUTOMAZIONEFederazione ANIE.

I Gruppi di Continuità trovano applicazione in moltissimi settori in cui ènecessario garantire continuità e stabilità all'alimentazione elettrica.I settor i che maggiormente ut ilizzano sistemi di continuità sono:

(1) - Applicazioni ospedaliere (str umenti e dispositivi elett romedicali)

(2) - Emergenza e sicurezza (luci di emergenza, allarmi)(3) - Informatica (PC; reti locali (LAN), stazioni di lavoro, server)(4) - Applicazioni per il networking (data center, centr i ISP)(5) - Telecomunicazioni (dispositivi per la t rasmissione)(6) - Applicazioni industriali (pr ocessi, controlli industr iali)

Questa guida è dedicata interamente al primo settore.

UPS >>energia di qualità perapplicazioni medicali

Presentazione

Il gruppo stat ico di continuità



> 05 > 06


La normativa di riferimento per i locali ad uso medico, è la CEI 64-8/ 7 5°Edizione relativa a “Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale nonsuperiore a 1000 V in corrente alternata e a 15 00 V in corrente continua perlocali ad uso medico”.

Il campo di applicazione della norma r iguarda qualsiasi locale ad uso medico oestetico sia esso installato o ubicato in str uttur e pubbliche o private (esempioanche il più semplice ambulatorio medico di base) e riguarda in specieospedali, cliniche, studi medici e dentistici ed estetici ed inoltr e i locali ad usomedico nei luoghi di lavoro (esempio: infermerie aziendali) nonché gliambulatori presenti nelle costruzioni sportive (infermerie degli stadi,palazzetti dello sport, ecc.).

La sezione 710 della norma suddivide i locali in 3 gruppi:

Locale di gruppo 0: locale ad uso medico nel quale non si utilizzano

apparecchi elettromedicali con part i applicate.

Locale di gruppo 1 : locale ad uso medico nel quale le parti applicate sonodestinate ad essere utilizzate nel modo seguente:

- esternamente- invasivamente, entr o qualsiasi parte del corpo, ad eccezione della zona

cardiaca

Locale di gruppo 2 : locale ad uso medico nel quale le parti applicate sonodestinate ad essere ut ilizzate in applicazioni quali interventi int racardiaci

, operazioni chirurgiche o il paziente è sottoposto a trattamentivitali dove la mancanza dell'alimentazione può comportare pericolo di vita

.

Si definisce poi “zona paziente”: qualsiasi volume in cui un paziente con parti

applicate può venire in contatto intenzionale, o non intenzionale, con altriapparecchi elettromedicali o sistemi elettr omedicali o con masse estranee ocon altre persone in contatt o con tali elementi.

La classificazione dei locali ad uso medico e l'individuazione della zona pazientedevono essere fat te dal personale medico o in accordo con l'organizzazionesanitaria.

Nei locali ad uso medico il sistema di distr ibuzione deve essere progettato edinstallato in modo da facilitare la commutazione automatica tra la rete dialimentazione principale e la sorgente di alimentazione di sicurezza facilitandola ricerca guasti e la manutenzione.

(vedi Nota 1)

(vedi Nota 2)

> 1.1

1.1.1

>> Suddivisione dei locali secondo la nor ma

> Il sistema IT-M (IT Medicale)

Nota 1:

Nota 2:

Un intervento intracardiaco è un intervento in cui un conduttore elettrico èposto entro la zona cardiaca di un paziente o è probabile che entri in contattocon il cuore, mentre tale conduttore è accessibile all'esterno del corpo delpaziente. A questo r iguardo si considerano conduttori elettr ici i fili isolati, qualigli elettrodi di un pacemaker od i cateteri riempiti di fluidi conduttori (es.:sangue e / o soluzione fisiologica).

Altra nor ma di r iferimento è la CEI 64-56, 1°edizione relativa a “Edilizia peruso residenziale e terziario Guida per l'integrazione degli impianti elettriciutilizzatori e per la predisposizione di impianti ausiliari, telefonici e ditrasmissione dati negli edifici Criteri par ticolari per locali ad uso medico.

La norma estende la classificazione di gruppo 2 alle sale di preparazione alleoperazioni, alle sale per ingessature chirurgiche o sale di risvegliopostoperator io, con pazienti che sono sottoposti ad anestesia generale.


Il sistema deve essere utilizzato nei locali ad uso medico di gruppo 2 percircuiti che alimentano apparecchi elettromedicali, sistemi elettromedicali oaltri apparecchi utilizzatori situati o che possono entrare nella “zonapaziente”, ad esclusione dei circuiti per unità a raggi X e dei circuiti perapparecchi con una potenza nominale maggiore di 5 kVA.

Il trasformatore di isolamento per uso medicale, quando installato nell'UPS,deve presentare le seguenti pr incipali caratteristiche specifiche:

- conformità alla Norma CEI IEC 61558 -2-15

- corrente di dispersione verso terra <0,5 mA (tra secondario e terr a)

- potenza nominale non inferiore a 0 ,5 kVA e non superiore a 1 0 kVA

- dispositivo di controllo permanente dell'isolamento in accordo con

CEI EN 6 15 57 -8

- dispositivo per la sorveglianza del sovraccarico e della sovratemperatura

IT-M

Sistemi di alimentazioneed utenze

>



> 07


I circuit i di illuminazioneNei locali ad uso medico di gruppo 1 e di gruppo 2 devono essere previstealmeno due differenti sorgenti di alimentazione per alcuni degli apparecchi diilluminazione, una delle quali deve essere collegata ad una alimentazione disicurezza che presenti determinate caratter istiche

(vedi guida ANIE: UPS: energia per l'illuminazione di emergenza).

I servizi di sicur ezzaNei locali ad uso medico è richiesta una alimentazione dei servizi di sicurezzache deve intervenire nel caso di mancanza di alimentazione ordinaria peralimentare:

E' richiesta una sorgente di sicurezza che possa alimentare per un periodominimo di 3h e che ripristini la alimentazione entro un periodo dicommutazione non superiore a 0 ,5 s.Questa è pr evista dalla nor mativa per gli apparecchi di illuminazione dei tavolioperator i ed apparecchi elett romedicali che necessitino dell'alimentazione disicurezza entro 0 ,5 s.Il periodo minimo di 3 h può essere r idotto ad 1 h nel caso che, in tale tempo,l'alimentazione di sicurezza (ad es. UPS) possa essere commutata anchemanualmente su un'altra alimentazione di sicurezza (ad es. gruppoelettrogeno).

- l'illuminamento dei locali nei quali sono previsti servizi essenziali (in ciascunlocale, almeno un apparecchio di illuminazione deve essere alimentato dallasorgente di sicurezza);

a) sorgent i di alimentazione di sicurezza con un periodo di commutazione<= 0 ,5 s:

b) sorgent i di alimentazione di sicurezza con un periodo di commutazione<= 15 s

I componenti elett rici- l’illuminamento delle vie di esodo e relativa segnalazione di sicurezza;

- l'illuminamento dei locali destinati a servizio elett rico, a gruppi generator i diemergenza ed a quadri di distr ibuzione principali dell'alimentazione ordinar iae dell'alimentazione di sicurezza;

> 1.2


>> Tipologie di ut enze

> 08

- illuminamento dei locali ad uso medico di gruppo 1 (in c iascun locale, almenoun apparecchio di illuminazione deve essere alimentato dalla sorgente disicurezza);- l'illuminamento dei locali ad uso medico di gr uppo 2 (in ciascun localealmeno il 50 % degli apparecchi di illuminazione deve essere alimentatodalla sorgente di sicurezza) ;- ascensori destinati a funzionare in caso di incendio;- sistemi di ventilazione per estr azione dei fumi;- apparecchi elett romedicali (vedi Paragrafo 1.2.1) che necessitano diun'alimentazione di sicurezza entro 15 s;- apparecchi elettrici di sistemi destinati a fornire gas per uso medico,compresi l'aria compr essa, il vuoto ed i gas anestetici, come pure i lorosistemi di monitoraggio;- sistemi di rivelazione incendi, di allarme in caso di incendio e di estinzionedegli incendi.

Devono essere collegati entro 15 s ad una sorgente di alimentazione disicurezza capace di alimentarli per un periodo minimo di 24 h da quandol'abbassamento di tensione al quadro di distr ibuzione principale supera i limitidel 12% per una durata superiore ai 3 s.La durata di 24 h può essere ridotta sino ad un minimo di 1 h se le prescrizionimediche e l'utilizzo del locale facilitano il trattamento / esame e l'evacuazionepuò essere completata entro 1h.

I componenti elettrici diversi da quelli citati sopra (punto b) necessari permantenere in funzione servizi ospedalieri, devono essere collegatimanualmente o automaticamente, ad una sorgente di alimentazione disicurezza capace di alimentarli per un per iodo minimo, ad es. di 24 h. Questicomponenti elettrici possono comprendere, per esempio e sempre che siaritenuto necessario (è compito del progettista stabilirlo assieme alcommittente):- apparecchi di sterilizzazione;- impianti tecnici dell'edificio, in part icolare condizionamento dell'aria, sistemidi r iscaldamento e di ventilazione, servizi dell'edificio, sistema di smaltimentodei rifiuti;- apparecchi frigoriferi;- apparecchi di cottura;- apparecchi per la carica batt erie di accumulator i a servizio dei locali digruppo 1 e 2.

c) sorgent i di alimentazione di sicurezza con un per iodo dicommutazione > 15s

Sistemi di alimentazione ed utenze

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> 10

Parte applicata di tipo B Parte applicata conforme alle prescr izioni specificate nella normaCEI EN 60 601-1 che fornisce un grado di protezione contro i pericoli elett rici ,con particolare r iguardo alle corrent i di dispersione ammissibili.Nota: parti applicate di tipo B non sono adatt e per una applicazione cardiacadiretta.

Parte applicata di t ipo BF Parte applicata di t ipo F (flottante) conforme alle prescr izioni specificate nellanorma CEI EN 60601-1 che fornisce un più elevato grado di protezionecontro i per icoli elettrici r ispetto a quello fornito da parti applicate di tipo B.Nota: parti applicate di tipo BF non sono adatte per una applicazione cardiacadiretta.

Parte applicata di t ipo CF Parte applicata di t ipo F (flottante) conforme alle prescr izioni specificate nellanorma CEI EN 60601-1 che fornisce un più elevato grado di protezionecontro i per icoli elettrici r ispetto a quello fornito da parti applicate di tipo BF.Nota: parti applicate di tipo CF sono adatte per una applicazione cardiacadiretta.

Le classificazioni sopra riportate, non possono essere sufficientementeesaustive in quanto per la corretta scelta della sorgente di alimentazione ènecessario considerare alcuni parametr i elettr ici che variano in funzione deltipo di apparecchiatura e del costrut tore della stessa.

I principali parametr i da considerare sono:

- eventuale (% sulla corr entenominale);

- (carico lineare o non lineare);- fattore di potenza in ingresso;- eventuale e relativi tempiammessi;

- immunità ai .

Nota: la guida europea alla scelta dell'UPS consiglia un sovra-dimensionamento della sorgente di alimentazione pari al 30% sulla potenzadel carico da alimentare.

spunto di assorbimento in accensione

distorsione della corrente assorbita

tolleranza alle inter ruzioni di alimentazione

disturbi elettromagnetici

1.2.1 > Apparecchi elettromedicali

> 1.3 >> Scelta dell’UPS?

>Secondo la Norma CEI EN 606 01-1 sezione 2.2.15 , si definisce Apparecchio elettromedicale: Apparecchio elettrico, munito di non piu di una connessione ad una particolare rete di alimentazione destinato alla diagnosi, al trattamento o alla sorveglianza del paziente sotto la supervisione di un medico e che ent ra in contatto fisico o elettrico col paziente e / o trasferisce energia verso / o dal paziente e / o rivela un determinato trasferimento di energia verso / o dal paziente

Gli apparecchi elettromedicali vengono classificati secondo il seguenteschema:Apparecchio di classe IApparecchio di classe IIApparecchio ad alimentazione inter na

Inoltre per ogni classe viene definito il t ipodi parte applicata (B; BF; CF).

Apparecchio di classe IApparecchio nel quale la protezione contro i contatti diretti e indiretti nonconsiste soltanto nell'isolamento fondamentale, ma anche in una misurasupplementare di sicurezza consistente nel collegamento dell'apparecchio alconduttore di protezione del cablaggio fisso dell'impianto in modo tale che leparti conduttr ici accessibili non possano andare sott o tensione per un guastodell'isolamento fondamentale.Gli apparecchi di classe I possono avere parti applicate di tipo B, BF, CF.

Apparecchio di classe IIApparecchio nel quale la protezione contro i contatti diretti e indiretti nonconsiste soltanto nell'isolamento fondamentale, ma anche in misure

supplementari di sicurezza che realizzano un doppio isolamento ol'isolamento rinforzato. Queste misure escludono la messa a terra diprotezione e non dipendono dalle condizioni d'installazione.Gli apparecchi di classe II possono avere parti applicate di tipo B, BF, CF

Apparecchio ad alimentazione int ernaApparecchio in grado di funzionare alimentato da una sorgente elettricainterna.Gli apparecchi ad alimentazione interna possono avere par ti applicate di t ipoB, BF, CF.

Definizioni


UPS


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La scelta di alimentazione delle utenze in ambiente medicale con UPSconsente una serie di vantaggi rispetto altre soluzioni di alimentazionealternative:

dimensioni minime: gli UPS presentano oggi ridott issimi

semplicità di installazione e posizionamento: l'UPS può essere installato sulocali con predisposizioni minime (nessuna necessità di scar ico fumi) graziealle sue dimensioni e ridott i.

massima qualità di alimentazione: l'UPS non solo sopperisce alle mancanzedi alimentazione ma provvede a fornire , depurata dai moltifenomeni di disturbo presenti sulle reti elettr iche.

capacità di comunicazione evolute: l'UPS fornisce moltissime interfacce dicomunicazione, tramite contatti puliti, via seriale o rete informatica, fino alla

comunicazione con i centr i assistenza via rete telefonica o informat ica.affidabilità elevatissima: la vastità di mercato dell'UPS ne fa uno dei prodott i

a maggiori contenuti t ecnologici. L'utilizzo delle più moderne t ecnologie, daglial micropr ocessore, permettono livelli elevatissimi di affidabilità

I dispositivi per l'alimentazione di sicurezza nei locali ad uso medico vengonosuddivisi in 5 classi:Classe 0 (di continuità): Alimentazione automatica disponibile senzainterruzioniClasse 0,15 (ad interruzione brevissima): Alimentazione automatica

disponibile in un tempo inferiore o uguale a 0,15 sClasse 0,5 (ad inter ruzione breve): Alimentazione automatica disponibile inun tempo superiore a 0,15 s ma non superiore a 0,5 sClasse 15 (ad inter ruzione media): Alimentazione automatica disponibile inun tempo superiore a 0,5 s ma non superiore a 15 sClasse > 15 (ad inter ruzione lunga): Alimentazione automat ica disponibile inpiù di 15 s

La tabella a lato riporta alcuni esempi di classificazione dei locali ad uso medico con le relative sorgenti di alimentazione di continuita consigliate.In sintesi, l'utilizzo delle sorgenti di alimentazione in emergenza viene sempre richiesto per i locali di gruppo 1 e 2, per le apparecchiature elencate ai punti a) e b) del paragrafo 1.2.

a)

b)

c)

d)

e)

ingombri al suolo

rumorosità

energia di qualità

IGBT


(1)

(2)(3)(4)(5)

apparecchi di illuminazione ed apparecchi elettr omedicali con funzione di supporto vitaleche richiedono una alimentazione entro 0,5 s o meno.Se non è una sala per operazioni chirurgicheSe viene prat icata anestesia generaleSe ospita pazienti nella fase di r isveglio da anestesia generaleSolo per locali di gruppo 1

1.3.1

1.3.2

> I vantaggi dell'alimentazione con UPS

> Classificazione dell'alimentazione di sicur ezza neilocali ad uso medico

>

Locali Gruppo Classe

0 1 2 <=0,5 >0,5<=15

01. Sala per massaggi X X X (5)

02. Camera di degenza X X

03. Sala parto X X (1) X

04 . Sala ECG, EEG, EHG,EMG

X X

05. Sala per endoscopie X(2) X (1) X

06. Ambulatori X X (2) X (5)

07. Sala per urologia X (2) X

08. Sala per diagnosticaradiologica e radioterapie

X X

09. Sala per idroterapie X X10. Sala per fisioterapia X X

11. Sala per anestesia X X (1 ) X

12. Sala per chir urgia X X (1 ) X

13. Sala di preparazionealle operazioni

X X (3 ) X (1 ) X

14. Sala per ingessaturechirurgiche

X X (4 ) X (1 ) X

15. Sala di risvegliopostoperatorio

X X (4 ) X (1 ) X

16 . Sala per applicazionidi cateteri cardiaci

X X (1 ) X

17. Sala per cure intensive

X X (1 ) X

18. Sala per esami angiograficied emodinamici

X X (1 ) X

19. Sala per emodialisi X X

20. Sala per risonanzamagnetica (MRI)

X X

21. Sala per medicina nucleare

X X

22. Sala prematur i X X (1 ) X


> 12

G i t ti i di ti ità UPSUPS




La Norma CEI EN 50272-2 “Prescrizioni di sicurezza per le batterie diaccumulatori e loro installazioni” tratta nella parte 2 le Batterie Stazionarie,generalmente utilizzate nelle applicazioni con UPS.Tale norma descrive le prescrizioni di sicurezza, comprendendo le misure diprotezione contro i pericoli generati dall'elettricità, dall'elettrolito e dai gasesplosivi. Inoltre, sono descritt e misure per mantenere la sicurezza funzionaledelle batterie e delle loro installazioni.

Sistemazione, CollocazioneLe batterie devono essere collocate in luoghi protet ti.Si possono scegliere i seguenti tipi di sistemazione:

Le batterie r egolate a Valvola VRLA, meglio note come batterie ermetiche alpiombo interna di gas, possono essere installate in localiche non prevedono part icolari prescrizioni per la sicurezza, infatti, il r icambiod'aria necessario per queste batterie risulta essere esiguo (vedi esempio di calcolo a seguire).

In caso di e / o nickel cadmio, queste vanno installate inun locale apposito seguendo la normativa EN 50272, con particolareattenzione al ricambio d'aria.

- locali batterie separati - locali tecnici (cabine elettr iche, …); - all 'interno dell'UPS e / o su armadio separato

a ricombinazione

batt erie a vaso apert o

L'alimentazione di emergenza consiste essenzialmente nell'assicurare alleutenze l'alimentazione dell'energia elettrica nell'eventualità che venga amancare la fornitur a ordinaria.

L'alimentazione di emergenza si suddivide in sicurezza e riserva.La prima interessa gli impianti nei quali la mancanza di energia elettricacostituisce fonte di pericolo per le persone (sale operatorie, locali pubblici,segnalazione, ecc.). La seconda riguarda gli impianti che hanno esigenze diproduzione (ciclo continuo, centri di calcolo, ecc.).

Le alimentazioni di sicurezza e riserva hanno in comune le alimentazioniausiliarie: e .batterie gruppi elettrogeni


> 14

1.4.1 > Batterie

> 1.4 >> Sorgent i di alimentazione ausiliaria

+ -

>


Prescrizioni di ventilazione per batt erie con accumulatori al piomboregolate con valvole secondo la norma EN 5027 2-2

La quantità d'aria “Q”, necessaria per la ventilazione di uno scomparto dibatter ia, deve essere calcolata in base alla formula semplificata

-3 3Q = 0,05 x n x I x C x 10 [m/ h]gas rt

0,05= numero r icavato dal prodotto v x q x s ( v=diluizione necessaria diidrogeno, q= idrogeno generato, s=fattore di sicurezza)n= numero di elementi batteriaI = corrente che produce gas espressa in mA per Ah di capacitàgas

assegnata, per la corrente di carica in tampone (I ) o per la corrente difloat

carica rapida (I )boost

Crt=Capacità nominale della batteria (Ah della singola batter ia).

La formula per calcolare la quantità d'aria “Q”, varia in funzione dellatecnologia di batter ia utilizzata (come indicato nella tabella seguente).La quantità di flusso d'aria di ventilazione deve essere assicuratapreferibilmente mediante ventilazione naturale, altrimenti medianteventilazione forzata (artificiale).Nel caso di ventilazione naturale, i locali batteria o gli involucri per le batter ierichiedono un ingresso e un'uscita d'aria con un minimo di superficie liberadell'apert ura calcolata dalla seguente formula:

A = 28 x Q3Q= port ata d'aria necessaria di ventilazione [m / h]

2A= superficie libera dell'apertura di ingresso e uscita d'aria [cm ]

per Batterie VRLA con tecnologia AGM (Batterie alPiombo Ermetiche)

UPS: con 40 batter ie da 12 Volt (6 elementi da 2V, per batteria), di capacità100Ah

Q = 0,05 x n x Igas x Crt x 10-3 [m3/ h]0,05 m3/ Ahn = n°batterie x N°elementi = 24 0 elementi batt eria (n°totale elementi)Igas = 1 [mA/ Ah] (per carica in tampone)Crt = 100 [Ah]Q = 0,05 x 240 x 1 x 100 x 10-3= 1,2 m3/ h

2A= 28 x 1,2 = 33.6 cm

Esempio di calcolo:

Gruppi statici di continuità UPSUPS




Quando la rete di alimentazione elettr ica viene a mancare, il Gruppo Statico diContinuità ( UPS ) r isulta essere la soluzione più efficace, in quanto permet tedi ottenere autonomie da qualche minuto ad alcune ore.

Si noti che il solo uso dell'UPS con autonomia prolungata (almeno 3h)permett e il rispetto della normat iva senza ricor rere al Gruppo Elettr ogeno.

La combinazione Gruppo Elettr ogeno/ UPS risulta essere la più adottata nelleapplicazioni che richiedono una elevata potenza e autonomia. In alcuni casi,per aumentare l'affidabilità del sistema, si possono utilizzare più gruppielettrogeni o più UPS ridondanti.

Principio di Funzionamento combinazione G.E. e UPS

Alla mancanza dell'alimentazione elett rica l'UPS entra in funzionamento dabatter ia ed il Gruppo Elettr ogeno si deve avviare entr o 15 secondi. Una voltache il generatore è stato port ato in linea e l'alimentazione in ingresso dell'UPSè stata ristabilita, il raddrizzatore dell'UPS ritornerà a funzionarenormalmente e la scarica della batteria si concluderà.

Le batter ie dell'UPS sono state ut ilizzate per il solo tempo di avviamento cheoccorre al Gruppo Elettr ogeno. Questo permet te di ot timizzarne la durata.Suggerimenti pratici sul dimensionamento G.E. (si veda al capitolo 3)


> 16

> Tabella 1.4.1

1.4.2 > Gruppo Elett rogeno

>


T I P O L O G I A

B A T T E R I A

S T A Z I O N A R I A

T E C N O L O G I A

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M E D I A / A L T A

M E D I O / A L T O

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E l e v a t e p r e s t a z i o n i i n

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i n r i c a r i c a : 5 0

E L E V A T A

E L E V A T O

Gruppi statici di continuità UPSUPS >>




Devono essere prese precauzioni per gli impianti in cui il gruppo elettr ogenofornisce un'alimentazione alternativa/ ausiliaria all'alimentazione pubblica, inmodo che il gruppo elettrogeno non possa funzionare in parallelo permanentecon l'alimentazione pubblica.

Precauzioni idonee possono comprendere:

- interblocco elettr ico, meccanico od elett romeccanico fra il meccanismodi funzionamento o i circuit i di comando dei dispositivi d'inversione;

- un sistema di blocco con una sola chiave di t rasfer imento;- un commutat ore a t re posizioni, a due direzioni, senza sovrapposizioni;- un dispositivo automatico di commutazione con idoneo int erblocco;- alt ri mezzi che forniscono una sicurezza di funzionamento equivalente.

Con il termine “commutazione” si indica il trasferimento di un utilizzatoreelettrico, o di un gruppo di utilizzatori da una sorgente di alimentazioneprimaria ad una sorgente ausiliaria. Durante la commutazione possonoessere volutamente disalimentate delle utenze non rit enute prior itar ie (vedi loschema in figura 1.4.3).

Si intuisce facilmente come gli interruttori abbiano un ruolo determinantenell'operazione sopra descritta. Infatti è loro il compito di interrompere un

circuito per stabilirne un altro e operare il distacco dei carichi. La loroaffidabilità, insieme alla disponibilità in condizioni transitorie decisamentecritiche, deve essere elevata affinché sia garantito l'esercizio in sicurezzadell'impianto.

I metodi più comunemente usati per le commutazioni fra rete e gruppoelettrogeno differiscono sostanzialmente per la durata degli intervalli ditempo interposti tr a le varie manovre e si possono dividere nei seguenti duegruppi principali:

- commutazione rapida, con comando simult aneo od in cascatadell'interruttore principale e di riserva;- commutazione lenta, con r itar do intenzionale nella manovra diapert ura/ chiusura degli interrutt ori.


> 18

1.4.3 > La commutazione delle sorgenti di alimentazione

>

Sorgente

Normale

Rete 1

Normale

> figura 1.4.3


v

v GON

Loads

ON

EN

Gruppi statici di continuità - UPSUPS >>



Gruppi statici di continuità UPS

Una volta effettuata la scelta della tipologia di UPS da utilizzare è beneprendere in considerazione alcuni altri aspetti riguardantil'interazione / impatto dell'UPS con l'ambiente circostante. E' necessarioverificare la compatibilità elettromagnetica dell'UPS con gli altri sistemielettronici installati.

La norma di prodotto EN 5009 1-2 (e futura EN 62040-2) definisce i limiti cuidevono attenersi i gr uppi statici di continuità.

Conoscendo i limiti ammessi di emissione / suscettibilità sia dei sistemi dicontinuità sia degli altri dispositivi elettronici installati nel medesimoambiente, si può ottenere una migliore integrazione del sistema globaleevitando possibili interfer enze e malfunzionamenti dovuti a disturbi condotti eirradiati.

Una volta ottenuto un sistema elettricamente stabile e ben progettato che nemassimizzi affidabilità e disponibilità, si consiglia di permett ere al sistema dicomunicare i propri stati di funzionamento, non solamente per avvisare dieventuali guasti ma, soprattutto, per svolgere un'azione preventiva di analisi eindagine.

I parametri ambientali sono di notevole importanza e una costante analisigarantisce interventi tempestivi per modificare situazioni che potrebberorivelarsi dannose per il sistema stesso. L'alta temperatura compromettefacilmente la vita attesa delle batterie.

E' evidente il vantaggio di un UPS in grado di monitorare e controllareattivamente lo stato delle batter ie e la temperatura ambientale in cui vengonomantenute segnalando eventuali anomalie.

Queste considerazioni possono essere facilmente riportate a livellicomunicativi più complessi. La comunicazione degli stati dell'UPS edell'ambiente in cui è installato può avvenire via rete LAN / WAN e viamodem/ linea telefonica.

L'eventuale integrazione di questi processi comunicativi con servizi disupervisione (Building Management Systems) già esistenti puòrappresentare un vantaggio.

In definitiva, considerata la cr iticità delle applicazioni nelle sale operator ie, siconsiderano obiettivi da perseguire l'ottima progettazione, realizzazione eintegrazione del sistema UPS con quanto già esistente nel locale medico.

Le sale operator ie appartengono ai locali di gruppo 2.Nelle sale operatorie si deve definire di conseguenza la cosiddetta 'zonapaziente': “Qualsiasi volume in cui un paziente con parti applicate può venire incontatto intenzionale, o non intenzionale, con altri apparecchi elettr omedicalio sistemi elettromedicali o con masse estranee o con altre persone incontatto con tali elementi.”

Data la particolarità dei locali in questione, risulta ovvio che vi verrannoapplicate tutte le misure di sicurezza che ne possano mantenere la migliorefunzionalità, qualsiasi siano le condizioni al contorno. Le sale operatorierichiedono livelli di protezione a bassissima tensione (SELV, PELV a 25V), laprotezione contro i contatt i indirett i, definita univocamente su tutte le prese dialimentazione presenti nella sala, l'utilizzo di un tr asformator e di isolamentomedicale IT-M per l'alimentazione di tutto il locale e la presenza di uncollegamento equipotenziale.

Se l'UPS viene installato nella zona paziente è necessario far rifer imento allanorma elettromedicale CEI EN 60601-1-1 che richiede una massimadispersione di corrente inferiore a 0,5 mA ed una connessione di terrasupplementare.

Il progettista dovrebbe produrre un documento relativo alla tipologia econtemporaneità dei carichi per far fronte ad eventuali correnti di spunto inogni modalità di funzionamento, con alimentazione di rete presente e assente.Alcuni dispositivi permet tono avvio in soft-start (avvio in rampa) così da nonrichiedere grandi corr enti di spunto che potrebbero raggiungere la massimacapacità di erogazione della sorgente.

Il trasformatore IT-M presenta, in ogni caso, una corrente di spunto (corr entedi magnetizzazione) che può arrivare fino ad un massimo di 12 volte la IN

(corrente nominale). La progettazione dell'impianto a monte di dettotrasformator e dovrà tenere conto di tutti i possibili scenari.

Proprio per le particolari prescrizioni di sicurezza, la scelta del gruppo dicontinuità dovrebbe essere fatta seguendo il medesimo modus operandi.Nelle sale operatorie, e in t utti i locali di gruppo 2 , è consigliabile l'utilizzo di unsistema di continuità di Classe 1 come definito da normativa di prodottoCEI EN 62 04 0-3.

I gruppi di continuità di Classe 1 non presentano alcun tempo dicommutazione tra il funzionamento da rete di alimentazione e ilfunzionamento da batter ia.Detti UPS evitano qualsiasi propagazione verso le utenze di disturbieventualmente presenti sulla rete di distribuzione elettr ica.


Applicazioni

> 20

>

> 2.1 >> Sala operatoria

Gruppi statici di continuità - UPSUPS >>



> 21

Gruppi statici di continuità UPS

In ambienti quali le sale degenza, le sale post operatorie, anestesia, terapiaintensiva, …le esigenze operative sono sicuramente molteplici e diverse, inrelazione al tipo di attività svolta.

Le peculiarità di ambienti di questo genere sono dunque da ricercarsi oltreche nel tipo di impianto e nella r elativa distribuzione (vedi cap.1), soprattuttonel tipo di apparecchiature utilizzate ed eventualmente nel t ipo di segnalazioniche l'utilizzatore (personale e/ o manutentor i) deve poter avere adisposizione, sia per quanto r iguarda il funzionamento dell'apparato che per

quanto riguarda l'alimentazione all'apparato stesso.In sede di progetto, pertanto, deve necessariamente essere presente unaforte interazione tra il progettista e la Committenza (utilizzatore) nelmomento della definizione dei locali e del loro ut ilizzo.

Per quanto r iguarda il tipo di apparecchiatur e, una grande differenza sussistein relazione al tipo di sala che si considera: è piuttosto intuitivo che ad esempiouna terapia intensiva o una sala post operatoria ed una sala degenza sarannotrattate ed utilizzate in modo diverso.

Sicuramente tutte queste sale dovranno essere comunque protette perquanto r iguarda i servizi principali quali ad esempio illuminazione, citofonia e leunità di alimentazione ad uso medico (testa-letto) ma una grande differenzasussisterà nell'utilizzo specifico dei vari locali.

Si può passare da situazioni molto semplici nelle quali le condizioni del pazientenon sono part icolarmente cr itiche e che quindi non necessitano di particolar iattenzioni da parte del personale medico , ad altre in cui il paziente deve invecenecessariamente essere monitorato in maniera continua ed approfonditaessendo in gioco la sua salute se non la sua stessa vita.

Di seguito viene fornito un breve elenco, che non ha la presunzione di essere completamente esaustivo vista la grande casistica in gioco, dove sono indicate le principali caratteristiche elettriche e la relativa classe prevista dalla norma.


> 22

>

I laboratori di analisi sono locali di gruppo 0.Nel caso in oggetto la scelta del gruppo di continuità non è condizionata dallanormativa di impianto 64 -8/ 7 ma diret tamente dalle applicazioni e daidispositivi installati.E' consigliabile conoscere la t ipologia degli apparecchiature sotto cont inuità edegli eventuali elementi dell'infrastruttura (es. luci di emergenza, serviziausiliari, etc.).

La scelta del gruppo di cont inuità in un ambiente di questo tipo viene guidatadai tempi di interruzione tollerabili dagli apparati, e da altri collegati a valledell'UPS, dalla forma d'onda di tensione accettata in ingresso dagli stessidispositivi e da eventuali caratteristiche particolari.

I laboratori di analisi potrebbero richiedere particolari caratteristiche dicompatibilità elettromagnetica, sia in bassa (distorsione armonica) che altafrequenza (disturbi in radiofrequenza), e particolari caratteristiche elettriche

(bassa dispersione di corrente).Una volta individuate le car atter istiche di cui sopra è consigliabile realizzareun'attenta specifica tecnica degli UPS necessari per una buona integrazionecon quanto già installato (vedi tabella 1.3.2).

Pertanto, essendo i laborator i di analisi in gruppi di ambiente non r ichiedentideterminate caratteristiche di continuità elettrica, si consiglia di effettuare lascelta sulla base delle applicazioni utilizzate.

Saranno proprio queste a determinare quale tipologia di sorgente dialimentazione elettr ica in continuità soddisferà maggiormente le r ichieste delcarico, aumentandone l'affidabilità e la disponibilità.

> 2.2 >> Laboratorio di analisi

>> Locali ospedalieri ad uso specifico> 2.3

Applicazioni

Gruppi statici di continuità - UPS UPS >>



> 23

pp

Anche l'ambulatorio r ichiede un certo livello di attenzione in part icolar modopoiché questo tipo di ambiente è passato nel corso degli anni da una funzionedi centro di medicazione e/ o di diagnosi generica ad un utilizzo anche di salaoperator ia di t ipo day-hospital.

In conseguenza di ciò, quindi, le apparecchiature ut ilizzate e t utte le relativeesigenze sono molto simili in diversi casi a quelle di una piccola sala operator iaandando dall'utilizzo di st rumenti di diagnostica anche molto semplici a vere eproprie apparecchiature elettroniche utilizzate per il monitoraggio el'operazione del paziente.

Èevidente che la classificazione di questi locali è str ettamente legata all'usospecifico e può rientr are in tutte le classi previste dalla normativa(Gruppo 0 ,1,2).

energia di qualità perapplicazioni medicali

> 24

>Si noti che in questi ambienti, comunque, possono essere utilizzateapparecchiature il cui funzionamento è controllato da microprocessore, e

che quindi necessitano di una alimentazione con un livello di qualità piutt ostoelevato, seppur classificate ad esempio come appartenenti alla classe<=0,5s, per poter lavorare correttamente (senza spegnersi); taliapparecchiature, quindi, devono essere alimentate con una forma d'ondaparticolarmente stabile in termini di eventuali scostamenti dalla tensione edalla frequenza nominali.

Camera degenza

In un ambiente di questo tipo le esigenze particolari non sono molte:fondamentalmente il paziente va assistito in quelle che si possono definirecome operazioni di routine; eventuali apparecchiature vengono utilizzate divolta in volta per esigenze specifiche e quindi in queste stanze è sufficiente lapredisposizione impiantistica standard (testa-letto).

Diagnostica radiologica

In tutti i locali dove viene effettuata diagnostica, particolare attenzione vaposta verso le apparecchiature utilizzate a questo scopo: molti apparecchiper uso radiologico, infatti, presentano dei funzionamenti piuttosto particolar i.Oltre a livelli di potenza che possono essere non indifferenti, ad esempio, sipossono avere assorbimenti di corrente variabili con forti picchi in funzionedella modalità di funzionamento dell'apparecchio stesso, alternati a momentiin cui invece l'assorbimento risulta essere piuttosto costante.

Anestesia, risveglio post operator io, terapia int ensiva

In questo caso il paziente deve essere monitorato e assistito con particolareattenzione visto che può essere in gioco la sua stessa vita: si tr atta quindi dilocali classificati come gruppo 2, dove vengono utilizzati strumenti edapparecchiature il cui funzionamento deve essere necessariamentegarantito con la massima sicurezza possibile

Questo locale è classif icato come gruppo 1

Questo locale è classif icato come gruppo 1

Questi locali sono classificati come gruppo 2

>> Ambulatorio medico> 2.4

Applicazioni

Gruppi statici di continuità - UPS UPS >>



> 25 > 26

Al fine di ottenere una sorgente ben dimensionata, per l'impianto in continuità,è necessario conoscere alcuni particolari, così da raggiungere la miglioreinterazione di tutti gli elementi presenti al suo interno.Quindi è necessario prestare at tenzione, prima di tutto, ai seguenti aspetti:

- Potenza assorbit a dal carico privilegiato- Rendimento dell'UPS (rapport o tr a la potenza in uscita ed in ingresso

all'UPS)- Fase di carica delle batt erie- Ingresso di alimentazione di riserva separato- Distorsione armonica in ingresso

Conoscendo la potenza richiesta dal carico privilegiato e considerando ilsuddetto rendimento dell'UPS, si ottiene un primo dimensionamento delgruppo di continuità e della sorgente. E' inoltre opportuno considerare

l'energia che il gruppo stesso deve dedicare alla r icarica delle batter ie, poiché,ovviamente, questa fase richiede una quota aggiuntiva di potenza. I dati sulrendimento e sulla potenza richiesta dalla ricar ica delle batterie sono indicatidal costrut tore di UPS.

Quando si parla di “ingresso di alimentazione di r iserva separato”, si intendeche il gruppo di continuità è provvisto di un collegamento per un ingresso dialimentazione supplementare o by-pass statico. Quest'ultimo può esserecollegato sia ad una nuova sorgente, differente dalla primar ia, sia alla stessache alimenta l'UPS. Attraverso questa configurazione, nel caso di anomalienel gruppo di continuità o sovraccarico in uscita, permette unacommutazione immediata in by-pass, così da alimentare direttamente ilcarico dall'ingresso di riserva.

> 3.1 >> Criteri generali per il dimensionamento

Un gruppo statico di continuità, inoltre, è, normalmente, per la sorgente dialimentazione, un carico non-lineare.

Un carico non-lineare provoca una distorsione della corrente, o in altre parole,genera correnti armoniche a frequenza maggiore di quella fondamentale a50 Hz. Si può quindi dire che un carico non-lineare è un generator e di corr entiarmoniche.

Il parametro che misura tale distorsione è il THD % (distorsione armonicaI

totale in corrente). Il gruppo di continuità genera quindi correnti armonicheche si propagano lungo la rete fino alla sorgente di alimentazione.

E' importante valutare l'influsso di queste correnti armoniche nell'impianto

per non sottovalutare gli effett i negativi.Uno dei parametri fondamentali, che ogni impiantista dovrebbe tenere inconsiderazione nel momento in cui viene dimensionata una sorgente dialimentazione, è, appunto, il valore di distorsione armonica totale in tensione,che non deve superare il valore prescritt o in rifer imento all'ambiente nel qualesi opera (normalmente l'8% come prescrit to da normativa EN 5016 0).


Dimensionamento dell’UPS

>

UPSSORGENTE

THD %V

Distorsione di tensione sulla linea

Rapporto di dimensionamentoSORGENTE-GRUPPO DI CONTINUITA’

RDIM

Dimensionare cor ret tamente la potenza della sorgente di alimentazione di unimpianto elettrico, che prevede l'utilizzo di gruppo statico di continuità, èun'operazione che coinvolge sia elementi normativi, sia elementi di praticafunzionalità.

E' quindi necessario affr ontare, con particolare at tenzione, questi aspetti nellaprogettazione e realizzazione di un impianto elett rico. Talvolta i requisiti definit idalle norme possono risultare di non immediata comprensibilità orealizzabilità. Si intende pertanto analizzare i seguenti punti:

Criter i generali per il dimensionamentoConsiderazioni aggiuntive sulla distorsione armonicaSuggerimenti pr atici sul dimensionamento delle sorgent i

Gruppi statici di continuità - UPS UPS >>i di lità



> 27 > 28

> Considerazioni aggiuntive sulla distorsione armonica

> Suggerimenti pr atici sul dimensionamento delle sorgenti

Alla luce di quanto detto nel paragrafo precedente, la sorgente dialimentazione è generalmente dimensionata in modo da erogare una potenzamaggiore di quanto richiesto dal gruppo di continuità.

L'impedenza della sorgente è legata alla potenza di cort ocircuito della stessa,per diminuirla, pertanto, è necessario aumentarne la potenza. Inoltre,essendo i gruppi statici di continuità apparecchiature che proprio per il lorofunzionamento possono inquinare la rete, sono stati previsti sistemi chepermett ono di ridurre questo fenomeno.

Esistono soluzioni tecnologiche che si utilizzano negli UPS per eliminare iproblemi prodotti dall'inquinamento armonico. Alcune di queste possonoessere: filtri passivi sullo stadio di ingr esso del gruppo di continuità, un doppioponte convert itore AC/ DC (sistema dodecafase), un convert itore AC/ DC ditipo attivo, filtri attivi di tipo serie o parallelo o architetture interattive cheutilizzano una combinazione delle diverse soluzioni.

In funzione del sistema adottato per ridur re l'emissione armonica, vi sarannoparametri diversi che dovranno essere considerati nel calcolo per ildimensionamento della sor gente.

Poiché il risultato finale dipende, appunto, da parametri tipici del gruppo dicontinuità, da caratteristiche costruttive del gruppo elettrogeno e dal tipo diimpianto in cui ent rambi vengono installati, è consigliabile che sia lo st essoproduttore del gruppo di continuità a proporre un ideale rapporto didimensionamento della potenza necessaria per la sor gente rispett o a quellanecessaria all'UPS.

Detto r apporto di dimensionamento R , tipicamente compreso in unDIM

intervallo tra 1.2 e 2.5, è, quindi, funzione del gruppo di continuità, dellaimpedenza equivalente della sorgente stessa e della distorsione armonicatotale in tensione massima ammessa nella rete.

L'impedenza equivalente serie di un t rasformatore è uguale ai fini pratici allasua impedenza di corto circuito normalizzata. Valori tipici per dettaimpedenza, che è prevalentemente indutt iva, vanno dal 4% al 7%.

Utilizzando un trasformatore, gli effetti potenzialmente deleteri dellearmoniche sono normalmente ridot ti; quindi normalmente non è necessarioun sovradimensionamento significativo. Inoltre il trasformator e stesso puòessere un ottimo sistema per evitare che le corrent i armoniche si propaghinoa monte dell'impianto (tr iangolo-stella, t riangolo-zigzag).

Cosa fare con un trasformatore

L'effetto più rilevante che si può riscontrare nel trasformatore è ilsurriscaldamento generato dalle correnti armoniche, mentre l'eventualedistorsione della tensione fa aumentare le perdite per isteresi e per correntiparassite nel ferr o.Per ulteriori dettagli è sempre utile richiedere al costruttore la capacità disopportazione delle armoniche da parte del trasformatore.

In questo paragrafo si fa r iferimento al dimensionamento della sola macchinaelettr ica del gruppo elettr ogeno (l'alternatore).Elemento r ilevante, ai fini del calcolo della distorsione ar monica di t ensione, èl'impedenza equivalente serie alle correnti armoniche di un gruppoelettrogeno ed è definita dalla dell'alternatore.

Quest'ultima è esclusivamente un dato di targa dell'apparecchiatura. I valorivariano tra l' 8% e il 20%.Utilizzando un gruppo elettr ogeno è necessaria maggiore att enzione perchèuna distorsione in corrente, innocua per un trasformatore, può rivelarsicrit ica per un generator e.Si potrebbe verificare una t otale instabilità nella regolazione della tensione,portando allo spegnimento del gruppo elettrogeno ed alla mancanza dialimentazione, una volta esaurit asi l'autonomia del gruppo di cont inuità.Negli impianti con gruppo elettrogeno, spesso conviene valutareattentamente la corretta architettura dell'UPS ed il rapporto didimensionamento, piuttosto che sovradimensionare eccessivamentel'alternatore.

Nel caso si debba dimensionare una sorgente di alimentazione a fronte di un

parallelo di gruppi di continuità, è opportuno considerare la distorsionearmonica in corrente in percentuale data dalla macchina singola, con lapotenza assorbita dal parallelo in funzionamento normale, .Tale potenza dipende dal carico, dal rendimento del parallelo e dal gr ado diridondanza (numero di UPS di “scort a” nel parallelo).

Ovviamente tut ti i discorsi fatt i fino a questo punto non valgono più nel caso difunzionamento dell'impianto con il gruppo di continuità in by-pass. In questocaso tutti i disturbi generati dal carico possono inquinare la linea dialimentazione, correndo il rischio di compromettere il funzionamento delgruppo elettr ogeno, con la possibile perdita di alimentazione al carico stesso.

Cosa fare con un gr uppo elettr ogeno

Sistemi con UPS in parallelo

By Pass

reattanza subtransitoria


>3.1.1

3.1.2


Gruppi statici di continuità - UPS UPS >>energia di qualità per



> 29 > 30


>> Dimensionamento delle protezioni

Le protezioni a monte e valle devono essere dimensionate seguendo leprescrizioni fornite dai costruttori nella documentazione tecnica (manualid'uso, specifiche tecniche).Per quanto riguarda i criteri di dimensionamento delle protezioni dasovracorrenti o da corto circuito, si può fare riferimento alla guida perl'installazione dell'UPS (si veda la guida "Installare l'UPS" della stessa collana).Nelle installazioni medicali va posta invece particolare attenzione alleprotezioni differenziali, molto importanti per i seguenti motivi:a) perché la corrente dispersa verso terra dall'UPS (leakage current)aumenta a seguito delle prescrizioni della direttiva EMC (Electro MagneticCompatibility);b) perché si può assistere a sganci intempestivi soprattutto a seguito dellecommutazioni rete/ gruppo in ingresso all'UPS.

LA DIRETTIVA COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA:

La diret tiva EMC 89/ 33 6 prevede la conformità allo stato dell'arte perquanto riguarda la compatibilità elettromagnetica a partire dal 1°gennaio19 96 . La norma CEI EN 50091-2 (futura CEI EN 6204 0-2) prescr ive limiti intermini di emissione e livelli di immunità ai disturbi elettromagnetici dicaratt ere elettr ico ed ambientale. Per garant ire la conformità, si sono dovutiadeguare i filtri con conseguente aumento dei valori di corrente di dispersioneverso terr a.La norma di prodotto relativa alla sicurezza (CEI EN 62040-1) prevede chenegli UPS a presa e spina (pluggable equipments) la cor rente dispersa versoterra sia limitata a 3,5 mA.Per le apparecchiature di taglia superiore (apparecchiature ad installazionefissa), tale corrente può arr ivare a valori del 5% del valore nominale dell'UPSstesso.Questo significa che i pluggable equipments possono comunque essereinseriti in un impianto senza intervenire sulle protezioni differenzialipredisposte. Per le apparecchiature ad installazione permanente, l'elevatacorrente di dispersione potrebbe richiedere protezioni differenziali etemporizzate e con valori di intervento elevati. La scelta della protezione piùadatta dipende dalla configurazione del sistema di continuità, dalla t ecnologiacostruttiva delle apparecchiature e dalle caratteristiche dell'impianto (vedinorma CEI 64-8).

SGANCI INTEMPESTIVI PER COMMUTAZIONI RETE/ GRUPPO:

La commutazione può essere causa di sganci intempestivi delle protezionidifferenziali a monte o a valle dei sistemi di cont inuità dovuti a fluttuazioni delvalore di potenziale sul conduttore di neutro.Per ovviare a queste eventuali problematiche è possibile adeguare leprotezioni differenziali preposte o variare localmente il regime di neutrodell'installazione.

selettive

3.1.3

> 3.2 >> Criteri di affidabilità e r idondanzaCriteri di affidabilità

Per migliorare l'affidabilità di un Sistema UPS è necessario considerar e dueparametri che sono gli strumenti per misurare il grado di disponibilità diridondanza e di qualità dell'energia. Questi due parametri sono l'MTBF (MeanTime Between Failures = Tempo medio che intercorre tra due guasti) el'MTTR (Mean Time To Repair = Tempo medio di ripar azione).

L'affidabilità di un Sistema UPS è direttamente proporzionale all'MTBF edinversamente proporzionale all'MTTR; si può quindi facilmente dedurre cheper migliorare la qualità dell'alimentazione alle utenze, è necessarioaumentare l'MTBF e ridurre l'MTTR.

Riduzione dell'MTTR

L'MTTR è il parametro di riferimento per la valutazione della facilità diriparazione dell'UPS e quindi del tempo d'interruzione del servizio in caso diguasto. La formazione del personale, la capillarità sul territorio e ladisponibilità di part i di ricambio sono gli elementi essenziali per garant ire unacorretta gestione degli interventi.

L'MTTR è inoltre influenzato dalla progettazione costruttiva delleapparecchiature (facile sostituzione di parti e moduli) e dalla diagnosticadisponibile (facile identificazione del guasto). In questi ultimi anni, l'integrazionedegli UPS nella supervisione elettr ica o informatica ha assunto un'importanzasempre più r ilevante.

La gestione dell'apparecchiatura permette di conoscere i parametri elettricie di avere in tempo reale, localmente o in remoto (tele-assistenza), unadiagnostica precisa sullo stato di funzionamento.

Aumento dell'MTBF

La condizione di difetto per un UPS non implica necessariamente un guasto oun fermo per le utenze, ma senz'altro determina una condizione di rischio pertutt i i carichi collegati sull'uscita.





> 31 > 32


>Quindi, ridurre le probabilità che si verifichi una condizione di rischio per leutenze ed aumentare il lasso di tempo che intercorre tra due guasti del

Sistema di Continuità significa ridurre concr etamente la possibilità di perditedi ore lavorative e di perdite economiche che per determinate applicazionipossono risultare molto ingenti.

L'MTBF dipende dalle condizioni climatiche cui l'apparecchiatur a è soggetta,dall'affidabilità dei componenti utilizzati (conformità alle norme internazionali)e dalla loro frequenza d'uso, dalla configurazione prescelta e dalla eventualeridondanza di funzionamento (sistemi in parallelo).

E' necessario specificare che la scelta del Sistema UPS dipende spesso dascelte impiantistiche fat te in sede progettuale. Ad esempio l'impiego di UPSmuniti di by-pass manuale di manutenzione permette di isolare partid'impianto intervenendo in assenza di tensione e mantenendo alimentate leutenze.

Inoltre, realizzando configurazioni più complesse, con UPS ridondanti, a più

sorgenti d'alimentazione, utilizzando Sistemi di Trasferimento Statici (STS), èpossibile isolare completamente intere parti dell'impianto ottenendo ilmassimo livello di sicurezza per gli operatori e per le utenze collegate aimorsett i di uscita.

La ridondanza degli impianti con Sistemi UPS

La ridondanza permette di avere una tolleranza dei guasti in caso difunzionamento in modalità degradata dovuta a guasti che possonosopraggiungere a diversi livelli dell'impianto.

Solo pochi anni fa, gran par te degli impianti era cost ituita da UPS singoli conqualche configurazione in parallelo.

Queste applicazioni sono tuttora valide, ma l'evoluzione verso l'alta qualitàdell’energia e la massima disponibilità spesso impone configurazioni conridondanza a più livelli. Questa evoluzione porta i progett isti a considerar e deifattor i chiave, in base alla crit icità delle utenze ed ai requisiti di ut ilizzo.

Affidabilità e disponibilità

Proporre una configurazione adatta al livello di disponibilità richiesto dalcarico, con apparecchiature di provata affidabilità e servizi di supporto dicomprovata qualità.

Facilità nella manutenzione

Per garant ire una manutenzione delle apparecchiatur e agevole e sicura per ilpersonale, senza inter rompere la distr ibuzione dell'energia alle utenze.

Facilità di aggiornamento

Possibilità di espandere l'installazione nel t empo (modularità), conciliando leesigenze di potenziamento con i requisiti di ut ilizzo.

Selett ività e mancata propagazione dei difetti

Capacità di isolare i difett i in alcune parti dell'impianto, in modo da consentireinterventi mirati senza compromet tere il funzionamento dell'intero impianto.

Utilizzo e gestione dell'impianto

Facilità d'uso, con la possibilità di prevedere gli eventi attraverso sistemi dimonitoraggio e gestione dell'installazione.

Architet tur e per sist emi di alimentazione centr alizzata

La scelta di un sistema statico di continuità centralizzato, dedicataall'alimentazione di utenze critiche, può orientarsi in differenti direzioni,funzionali alla affidabilità e disponibilità richiesta.La flessibilità di configurazione delle strutture UPS permette di applicare inmaniera attenta le architetture più idonee alle richieste del carico. Siindividuano di seguito alcune delle più comuni ed utilizzate architetture UPS, alvariare della ridondanza di alimentazione:

disponibilità di energia in caso dilunghe interruzioni del servizio

pubblico.

affidabilità, manutenzione facilee sicura.

tasso di massima disponibilità

Ridondanza della sorgent e:

Ridondanza degli UPS:

Ridondanza della distr ibuzione:

Utenze critiche

Tasso didisponibilitàdell’energia


STS




> 33 > 34

- UPS unico, unica linea di uscita - sistema parallelo di 2 o più u UPS (sistema ridondante)

- UPS modulare con ridondanza inter na - due sistemi di UPS indipendent i con linee diverse ed STS nella distr ibuzione

verso il carico

Un UPS unico è una buona soluzione di alimentazione centralizzata,escludendo i casi in cui è alta la cr iticità dei car ichi da alimentare. La soluzioneUPS unico dipende, in termini di affidabilità (MTBF - Mean Time BetweenFailure -), dall'affidabilità dell'UPS stesso.

Creare ridondanza di sistema significa aumentare l'affidabilità edisponibilità complessiva. Utilizzare due o più UPS in parallelo tra loro,

mantenendo un'unica linea di distribuzione, è uno dei sistemi t radizionalmentepiù utilizzati per avere maggiori garanzie di alimentazione in continuità. Inquesto caso il punto crit ico risulta essere la linea di alimentazione del carico.I paralleli di UPS possono essere di tipo centr alizzato (commutatore staticocomune esterno agli UPS) o distribuito (commutatore statico interno alsingolo UPS).

Alternativa al parallelo di UPS é utilizzarne uno solo (UPS modulare) chesia però intrinsecamente ridondante.Si trat ta di un UPS composto da moduli standard funzionanti in r idondanza fraloro, in modo che il sistema cont inui a funzionare anche in caso di guasti.Questa soluzione presenta semplicitá di cablaggio, comunicazione, ingombroe manutenzione di un UPS singolo.

(1)

(2)

(3)


>

UPS

IN DISTRIBUZIONE

OUT

UPS

UPS

IN

I

II

DISTRIBUZIONE OUT

(4) È possibile creare la ridondanza di distr ibuzione utilizzando deicommutator i statici di sist ema (STS) per selezionare la migliore sorgente peril carico.Questi STS possono essere installati a vari livelli della distribuzione,preferibilmente in maggior numero per ogni sezione di impianto.

Conclusioni

Quanto sopra descritto, ci fa capire quanto sia importante considerare, già

dalla fase di progettazione di un impianto, l'obiettivo della disponibilitàdell'energia.La scelta della configurazione costituisce la prima fase per poter stabilire lespecifiche di un impianto.La configurazione è l'elemento che determina la disponibilità richiesta per icarichi e condiziona inoltre molti dei fattor i chiave descrit ti in pr ecedenza. Talescelta solitamente viene stabilita considerando se si vuole utilizzare una solasorgente o più sorgenti, un Sistema di Continuità con UPS singoli o collegati inparallelo, con o senza ridondanza.

Nella scelta di progetto bisogna inoltre considerare ciò che la configurazionerealizzata permette in termini di disponibilità, di protezione dei carichi, difacilità delle opere di manutenzione, nelle possibilità di futuro aggiornamentoe/ o ampliamento ed i relativi costi.

IN DISTRIBUZIONE

OUT

UPS

1A

UPS

1B

UPS

2A

UPS

2B

IN

OUT 1

IN

OUT 2

DISTRIBUZIONE1 DISTRIBUZIONE2

STS

1

STS

2

STS

n





> 35

Il grado di protezione elettrica definito in fase di progettazione deve esserenaturalmente mantenuto, garantendo il massimo livello di affidabilità e didisponibilità, nel corso degli anni di vita dell'impianto. La sicurezza dellepersone è il principio più importante nella progettazione e realizzazione diSistemi d'aliment azione di un locale ad uso medico.

La disponibilità dipende fortemente, oltre che dalle scelte iniziali di progetto,dalla qualità dei servizi e dalla formazione del personale coinvolto nellagestione dell'impianto.

L'obiettivo delle aziende costruttrici di UPS è quello di proporre al clienteun'ampia offerta di soluzioni che consideri l'intero arco di vita dell'installazionee che costituisca un binomio inscindibile tra prodotto e servizio proposto. Le

aziende hanno quindi ideato una ser ie di servizi specifici in gr ado di soddisfaretutt e le esigenze delle varie tipologie d'impianto, validi in ogni periodo della vitadelle installazioni.

La norma 64-4 prevede sistemi di protezione diversi a seconda delle curepraticate nel locale medico (vedere precedenti paragrafi).

Nel caso degli impianti elettr ici questi devono essere protett i contro i contat tidirett i mediante la realizzazione di un'impianto di terr a per utenze fino ad unacorrente nominale di 32 A. La protezione prevista è una protezionedifferenziale ad alta sensibilità (CEI 6 4-8).

Gli impianti elettrici , secondo quanto previsto dalla norma CEI, devono essereverificati prima della messa in servizio ed i risultat i delle operazioni di verificadevono essere ripor tati su un documento scritt o con data e firma del tecnicoche ha eseguito le verifiche.

La stessa normativa prevede che gli impianti elett rici siano obbligatoriamentecontrollati da un tecnico specializzato ad intervalli di tempo prestabiliti al finedi garantir ne la totale efficienza e funzionalità .

La garanzia di funzionalità, per quanto riguarda apparecchiature elett riche adalta tecnologia come gli UPS, dipende molto dal locale in cui è installatal'apparecchiatura.

Le caratteristiche dei locali devono essere definite, nel rispetto dellenormative, insieme ai responsabili della struttura sanitaria.

Durante la vita dell'installazione, è consigliabile eseguire almeno una verificasemestrale sugli UPS da parte di un tecnico specializzato; la finalità di questevisite di controllo, oltre a verificare lo stato dell'apparecchiatura, è quello divisionare l'ambiente di esercizio segnalando tempestivamente agli enticompetenti eventuali anomalie che potrebbero r ivelarsi per icolose.

In particolare le verifiche periodiche sono riport ate nella norma 64 -4 sezione“verifiche periodiche” che ne definisce la per iodicità.

Le verifiche devono essere r iportate su un registr o corredato dalle firme deitecnici specializzati che hanno eseguito le prove.

La sicurezza oggi nel campo elettr ico è regolamentata ancora in gran partedal DPR 547/ 55 e dalle norme CEI. Tale decreto r imane ancora oggi valido efissa criteri generali e obiettivi di sicurezza.

Il servizio che deve essere garantito per i locali ad uso medico deve part ire dauna corretta pr ogettazione e realizzazione.I principi base fondamentali per questo tipo di applicazioni sono la garanziadell'alimentazione in condizioni di emergenza e la sicurezza delle persone.Per quanto riguarda l'utilizzo degli UPS, si possono quindi evidenziare degliargomenti essenziali che possono essere sintet izzati nei seguenti punti:

- Limitazione delle tensione di contatt o;- Continuità dell'alimentazione elettr ica;- Locali con rischio di esplosione.

Come descrit to pr ecedentemente la realizzazione degli impianti deve esserebasata, oltre che su una adeguata progettazione di ogni parte del sistema,dall'osservanza delle normative e delle disposizione di legge .

Naturalmente questi presupposti sono importanti , ma non sufficienti per lasicurezza, che dovrà essere garantita anche attr averso una verifica periodicadi manutenzione mirata al raggiungimento degli obiettivi e delle prestazioniprefissate.

g q papplicazioni medicali

> 36

4.1.1

4.1.2

> Premessa

> Le necessità del settore medicale in termini diverif iche di manutenzione UPS

> 4.1 >> Manutenzione

Prevenzione e Sistemi didiagnosi

>




> 37

La prima garanzia di un servizio di qualità è quella di affidare la manutenzioneal costrut tore dell'UPS.Il costruttore di UPS utilizzando la propria esperienza e la completaconoscenza delle sue apparecchiature, offre ai propri clienti una vastagamma di servizi specialistici. Questi ser vizi sono r ivolti a mantenere il livellodelle prestazioni e disponibilità sull'intero ciclo di vita attraverso i seguentipunti:

Offer ta ServiziOfferta che copra t utta la durata di vita dell'impianto, progettazione, messa inopera, esercizio, r innovamento.

OrganizzazioneProssimità geografica, disponibilità umana, logistica delle parti di ricambio,metodi e t ecnologia di servizi.

Perizia Personale qualificato, esperienza dei sit i e metodologia dei servizi.Come già pr ecedentemente citato, è evidente che la disponibilità deve essereal più alto valore possibile, i valori che descrivono la fidatezza di unainstallazione sono:- MTTF (Medium Time To Failures) , MTBF ( Medium Time Between Failures)- MTTR (Medium Time To Repair) e la disponibilità, dove la condizione idealedi disponibilità è uguale a 1 .Questi parametri devono essere considerati e verificati durante tutto l'arcotemporale di vita dell'installazione; avvalersi di un servizio post-vendita di altovalore permett e di mantenere inalterati tali parametr i.Di seguito viene rappresentata l'equazione che definisce il parametro didisponibilità:

Disponibilità:

Dalla formula si evince che per ott enere un valore massimo di disponibilità sideve rendere il valore di MTBF più elevato possibile e render e il valore di MTTRil più basso possibile.

Il servizio di assistenza deve assicurare, att raverso la sua str uttur a dedicata,un MTTR il minore possibile. La tecnologia ha permesso una grandeevoluzione nella “classica” visita di manutenzione; oggi tutti i maggioricostrut tor i di UPS hanno la possibilità, grazie allo sviluppo di software dedicati,di controllare le apparecchiature velocemente, sia localmente oppure adistanza (telegestione), verificando tutti i parametri interni del sistema, dimemorizzarli realizzando uno stor ico dell'installazione.

Si possono così avere anche delle installazioni sorvegliate a distanza24h/ 24h dal costrutt ore stesso permettendo così di registrare ogni evento ,analizzando il funzionamento dell'apparecchiatura e l'ambiente circostante incui è installato (temperatura, apertura interruttor i…).

Tutte queste nuove possibilità consentono al servizio tecnico del costr uttor edi intervenire rapidamente sul sito in caso di segnalazione di guasto e diarrivare ad una diagnosi in tempi molto rapidi. La disponibilità delle parti diricambio originali e la loro rapida reper ibilità consentono inoltre di ripristinareil funzionamento dell'impianto in tempi ridott i e di mantenere inalterate le suecaratt eristiche e pr estazioni inizialmente predefinite. La competenza tecnicae la completa conoscenza di schemi elettr ici interni dei sistemi UPS da partedel tecnico completano l'elenco delle peculiarità necessarie di chi intervienesul sito con il compito di ottimizzare i tempi di ripr istino in massima sicurezzae garanzia di buon funzionamento.

Il mantenimento delle prestazioni dell'apparecchiatura nel tempo oltre adover essere garantito in caso di intervento straordinario deve esserecostante nel tempo attraverso delle visite accurate di manutenzionepreventiva .

Le visite di manutenzione preventiva permet tono di assicurarsi al massimo ilcorretto funzionamento dell'UPS attraverso azioni preditt ive e preventive . Lacompetenza del costruttor e in base anche all'esperienza sui siti, permett e dipianificare azioni preditt ive per aumentare l'MTBF e di aumentare la vita utiledell'installazione.

Queste azioni sono indirizzate in part icolare modo su alcune part i interne alleapparecchiature sostituendole prima che queste si possano guastare.Un'accurata manutenzione evita che mancanze di questo genere possanotrasformarsi in situazioni in cui il guasto di componenti interni procuri danniirreversibili all'impianto stesso o che un guasto metta a rischio la sicurezzadelle persone.


> 38

4.1.3 > La garanzia della qualità del servizio oltre a quelladel prodott o

>

24/ 24 7 /724/ 24 7 /7Diminuzione dell’MTTR

Aumento della disponibilità

Prevenzione e Sistemi di diagnosi

MTBF

A: MTBF +MTTR




> 39

Solo il costruttore dell'apparecchiatura fornita è in grado di proporre unagamma completa di servizi atti ad assicurare la rispondenza ad ogni richiestaspecifica in perfetta sintonia con le raccomandazioni del settoreelettromedicale.

Consulenza pr e-venditaIl supporto per definire esattamente il tipo di protezione necessariaattr averso la diagnosi in loco con strumenti sofisticati:- Analisi della natura del carico;- Definizione del corrett o dimensionamento del gruppo statico;- Analisi dell'ambiente elettrico in cui verrà installato l'UPS (regimi di neutro,

protezione delle persone e dei beni, protezione contro sovraccarichi ecorto cir cuiti);

- Suggerimenti per la sistemazione dei locali destinati ad ospitare gliUPS (carico al suolo, climat izzazione, disposizione delle apparechiatur e...).

Formazione Client i

Il servizio formazioni clienti viene eseguito con personale altamente qualificatoche consentirà al termine del corso, di condurre nel migliore dei modil'apparecchiatura installata.

Instal lazione e messa in ServizioLe operazioni necessarie per l'installazione e l'integrazione dell'UPSnell'ambiente elettr ico per ott enere il più alto livello di prestazioni.- Verifica dei collegamenti elettr ici;- Verifica in loco di tutt e le sequenze di funzionamento del gruppo statico

di continuità;- Test di scarica batterie;- Training delle persone coinvolte nella gestione dell'UPS;- Resoconto della messa in servizio.

TeleassistenzaIl servizio Teleassistenza consente di mantenere sott o controllo a distanza da

parte del costrut tore il funzionamento dell'UPS 24h/ 24 h.Questo servizio si installa facilmente attraverso un modem ed una lineatelefonica.Comprende:- Gestione a distanza dell'UPS con regist razione di tut ti gli avvenimenti e gli

allarmi di malfunzionamento;- Segnalazione telefonica al cliente in caso di allarme con risoluzione del

problema, se non possibile, att raverso un intervento tecnico urgente sulposto;

- Invio periodico di un report sul funzionamento dell'impianto;- Inter faccia del costruttore dell'apparecchiatura per meglio condurre

l'impianto e per informazioni tecniche sull'andamento dell'impianto,con archiviazione dei dati.

I contratti di assistenza tecnica rispondono pienamente alle richieste deiclienti garantendo prestazioni commisurate esattamente alle diverseesigenze degli utenti e / o delle loro applicazioni.

L'esperienza ha dimostrato che prevedere delle visite di manutenzionepreventiva, di controllo e di verifica sugli UPS ne migliora l'affidabilità eottimizza le prestazioni delle apparecchiature.

I contratti variano dalla versione base comprendente uscite di verificheperiodiche ed esclusioni di parti di ricambio e manodopera, a versione piùglobali con garanzia sui tempi di r isposta.

L'elenco delle prove e dei controlli, da eseguire durante la visita dimanutenzione ordinar ia possono essere r iassunti nelle seguenti fasi:

- Misure tensione e corr enti: ingresso/ uscita / batterie/ utenza- Temperature media sala inverter- Climatizzazioni sala invert er

- Controllo generale visivo- Serraggio connessione- Pulizia sommar ia- Efficienza ventilatori.

Esame Generale - Impiant o in funzione

Generalità - Impianto all'arresto

Caricabatt erie - Controlli e regolazioni

Invert er - Controlli e regolazioni

Prove finali - Invert er inserit o

Scarica di batter ia - Utenza collegata


> 40

4.1.4

4.1.5

> L'offer ta SERVICE del costr uttore

> Contr att i di manutenzione

>



li i i di li



Nel complesso panorama delle iniziative volte ad incrementare l'affidabilitànell'alimentazione di applicazioni medicali, la gestione dell'UPS da un sistemadi controllo dedicato può sicuramente dare il maggiore contr ibuto, in specialmodo per quanto riguarda la rilevazione dei guasti e la tempestività diintervento in situazioni di emergenza.

Ad esempio se l'alimentazione principale non viene ripristinata, nel tempodefinito come autonomia delle batterie, il carico potrebbe esseredisalimentato improvvisamente, e quindi impedire agli utenti, di prendere lenecessarie misure di sicurezza per non perdere i dati di lavoro(apparecchiature di tipo diagnostico) o soprattutto di sospendere le attivitàmediche con margine di sicurezza (apparecchiature di tipo curativo).

La gestione remota di un UPS deve ad esempio prevedere, oltre allapossibilità di interrogare il dispositivo, anche la capacità di eseguire unoshutdown dei server più delicati inseriti nella rete nel caso di mancanzaprolungata dell'alimentazione elettrica. La presenza di interfacce dicomunicazione di ultima generazione, generalmente fornite a corredodell'UPS, permettono lo scambio di informazioni con apparecchiatureesterne. In tal senso la gestione dell'UPS deve tenere conto di quattrocaratt eristiche pr incipali ovvero la metodologia di comunicazione (supporti eprotocolli), le attività di controllo e configurazione, il tipo d'interfaccia softwaretra UPS ed utente e lo shutdown dei sistemi informatici.

Diamo ora il dettaglio di tali caratt erist iche :

Collegamento a contatti pulit i (relè)Collegamento seriale (elettrica ed ot tica)Collegamento su rete LAN / WANUtilizzo di modem PSTN, GSM e ISDNUtilizzo di prot ocolli standard di comunicazione: SNMP, HTTP, SSH,

Utilizzo di protocolli dedicati

Stand-aloneWeb basedIntegrata nella piattaforma di gestione SNMP

Possibilità di configurazione del dispositivo da parte dell'utenteDescrizione visiva ed analitica dello stato di funzionamento dell'UPSNotifica e gestione degli eventiDiagnostica dei pr oblemi

Metodologie di comunicazione (support i e pr otocolli):

Modbus:

Interfaccia softwar e tra UPS ed utente:

Att ività di controllo e configurazione:

Shutdown dei sistemi informat ici:Salvataggio automatico dei dati (report e log)Spegnimento automatico e controllato dei sistemi operativi

Esempio di utilizzo del salvataggio automatico dei dati :

L'applicazione più ricorrente riguarda le apparecchiature tipo TAC e / oRisonanza Magnetica (RSI) dove l'unità viene essenzialmente costituita dadue diverse parti. La prima di tali parti comprende il generatore d'altatensione, l'unità di analisi ed alcuni circuiti ausiliari mentre la secondacomprende essenzialmente un PC per l'acquisizione e la memorizzazione deidati (analisi, valutazioni mediche ecc.).

Oltre che da una diversa funzione le due parti sono inoltr e carat ter izzate daassorbimenti tipicamente diversi, presentando la prima correnti di tipo

impulsivo con picchi d'elevata entit à mentr e la seconda da un assorbimento dicorrente pressoché costante.

Ebbene, in entrambi i casi, la presenza di un HW e sopratt utto di un SW checonsenta il collegamento tra l'UPS ed il PC di elaborazione dati, permetteanche di comandare lo spegnimento automatico del sistema in caso dimancanza rete e sopraggiunti limiti di autonomia delle batterie. In particolare,in caso di prolungate mancanze dell'energia elettrica, questo consente ilsalvataggio dei dati e dei dischi di memorizzazione all'interno del server digestione. Nei paragrafi seguenti si r iportano alcune configurazioni tipiche digestione dell'UPS.


> 42

> 4.2 >> Connett ività

>


> 41




> 43

La gestione dell'UPS da remoto denominata stand-alone, consiste in unacomunicazione punto-punto a mezzo di un collegamento via porta seriale.

Attraverso il software fornito dal costruttore dell'UPS, caricato su PC oserver, r isulta possibile vigilare sui parametr i di funzionamento dell'UPS e diconseguenza di gestire in maniera flessibile tutti gli eventi che si possonopresentare sulla stessa apparecchiatura.

Le tipiche funzionalità di questo genere di soft ware sono:

Controllo dei parametri funzionali dell' UPS : tensione d'ingresso e uscita,percentuale della capacità di carico, autonomia disponibile, modalità difunzionamento dell' UPS, test automatico per la verifica dello stato dellebatterie, frequenza d'ingresso e uscita, temperatura ambiente ed interna

all'UPS, visualizzazione degli ult imi eventi.

Gestione delle anomalie dell'alimentazione. Per ogni situazione anomaladell'alimentazione o delle condizioni ambientali (superamento di soglie sulletensioni, interruzioni, sovratemperature, ecc.), l'utente può scegliere una o piùsegnalazioni di allarme dell'UPS.

Al presentarsi di una o più anomalie, l'UPS può reagire con uno o più deiseguenti eventi quali ad esempio l'invio di e-mail, chiamata su teledrin, invio suSMS, notifica via LAN, esecuzione di comandi file per chiusura di una o piùapplicazioni prima dello shutdown del sistema operativo, shutdown delsistema operativo stesso.

(1)

(2)

La gestione LAN / WAN è normalmente utilizzata per configurazionicomplesse, dove è coinvolta una rete locale e può essere necessariodistribuire le informazioni in modo ampio e gerarchico. Inoltre tale gestioneconsente la possibilità di verificare lo stato di funzionamento del sistemad'alimentazione da più posizioni all'interno della r ete.

L'UPS consente il collegamento dirett o via LAN, tramite una dispositivo di reteethernet, diventando un nodo della rete LAN con proprio indirizzo IP. Cosìfacendo risulta possibile accedere ai parametri funzionali dell'UPS,interr ogando l'indirizzo IP tramite un browser di uso comune.

Le stesse funzionalità sono disponibili nel caso di collegamento WAN che,tramite interfaccia Web (spesso integrata in una scheda Web / SNMP postaall'interno dello stesso UPS), consente la gestione degli UPS da qualunquepostazione att raverso W eb. Alcuni costr uttor i d'UPS, mettono a disposizionedegli agenti SNMP che consentono la visualizzazione delle informazionirelative agli UPS all'interno della piatt aforma di gestione centralizzata.

Le piattaforme più diffuse sono : HP Openview, SunNet Manager , CiscoWorksecc. Secondo quanto descr itto r isulta evidente che l'integrazione tra softwareed agente SNMP fornisce la possibilità di gestire più UPS in un unicoambiente, così come tutte le apparecchiature informatiche dotate diprotocollo SNMP.

Gli agenti SNMP devono essere compatibili con la piattaforma di gestioneadottata, in maniera che sia possibile richiamare la finestra grafica relativa

all'UPS direttamente all'interno dell'ambiente generale di gestione. Questoavviene tramite l'utilizzo di uno standard (SNMP/ MIB RFC 1628).


4.2.2

4.2.3

> Collegamento ser iale con gest ione stand-alone

> Collegamento su rete ethernet con gestioneLAN / WAN

>Questo metodo di comunicazione viene solitamente utilizzato su installazionidove si presenta la necessità di ripor tare lo stato di funzionamento dell'UPS abreve distanza e soprattutto dove non necessita reperire informazioni suiparametr i funzionali (tensioni, correnti, potenza ecc.).

Molti cost rut tor i forniscono gli UPS già dotati di una scheda segnalazioni edallarmi, tramite contatti liberi da tensione, attraverso la quale è possibilecomunicare a r emoto lo st ato di funzionamento dell'UPS.

Utilizzati singolarmente e / o cumulati in un unico allarme generale, tali relè,possono attestarsi ad una sirena e / o lampada di emer genza che comunichieventuali cambi di stato nel funzionamento dell'UPS. Inoltre tali contattipossono essere utilizzati nel collegamento di sistemi quali AS400 , NT4, UNIX,RIC6000 ecc. attraverso opportuni adattatori di segnale.

4.2.1 > Collegamento a contatti puliti (relè)


> 44




> 45


> 46

>

In termini di centr alizzazione della gestione degli UPS, uno strumento di sicuraefficacia è rappresentato dalla Teleassistenza (definita anche Telecontrollo).Molti costruttori di UPS forniscono un servizio di teleassistenza delleapparecchiature con monitoraggio delle condizioni funzionali degli UPS enotifica al servizio di controllo delle eventuali anomalie.

La teleassistenza viene sostanzialmente garantita attraverso il controllo diun'apparecchiatur a utilizzando una linea telefonica dedicata di tipo fisso e/ oGSM.

Con la sua attivazione l'utente viene sollevato da qualsiasi compito relativo allacorretta gestione del sistema di continuità, che viene curata direttamente dalcentro di controllo.

Il sistema centrale (centro di telecontrollo) può comunicare con gli apparatiche contr ollano gli UPS nei seguenti modi:

Polling:Monitoraggio ciclico manuale e/ o automatico dal centro di controllo, conperiodicità definita. Questo metodo recupera dat i dall'apparato e permett e diverificare la bontà della connessione.

Questo metodo di comunicazione viene utilizzato su installazioni cheprevedono il controllo di apparecchiature, apparati e sistemi che, nella loro

eterogeneità, necessitano di un protocollo di base comune che, per suanatura, deve essere semplice e standard, nonché di semplice realizzazione.

Le interfacce elettriche e di comunicazione che supporta sonoRS23 2/ RS42 2/ RS48 5 ed ethernet, in funzione della connessione e delledistanze da coprire.

Un sistema che utilizza un protocollo come Modbus può essere facilmenteinserito in un BMS (building management system) che può mostrar e lo statodi una intera installazione attraverso videate grafiche dove sonorappresentati i diversi apparati.

Comunicazione su chiamata:Verifica su chiamata dell'operatore del centro di controllo. L'operatore puòautonomamente chiamare l'apparato remoto per eseguire verifiche econfigurazioni.

Chiamata su allarme:In presenza di un allarme o di una segnalazione, l'apparato di controllo chiamail centro e manda la notifica al sistema di telecontrollo.

Il centro di controllo è in grado di effettuare la diagnosi su un numero illimitatodi sistemi assegnando a ciascun apparato un identificativo ed un numerotelefonico dedicato.

Se opportunamente configurato, il centro è in grado di distribuirel'informazione ai tecnici attraverso un SMS od un messaggio di postaelettronica in modo del tutt o automatico.

Inoltre i dati accumulati sul sistema permet tono la realizzazione di un insiemedi grafici e di report che sono utili per le statistiche e per la generazione didocumentazione per i clienti.

4.2.4

4.2.5

> Collegamento con teleassistenza

> Collegamento con protocollo Modbus / Profibus / Jbus





> 47 > 48


Principali norme di riferimento

>CEI 64-8/ 7

Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V incor ren te a l t e rna ta e a 1500 V in cor ren te con t inua .Parte 7 : Ambienti ed applicazioni particolar i

CEI EN 60 60 1-1-1Apparecchi elettromedicali. Parte 1: Norme generali per la sicurezzaSi tratta della norma dei sistemi medicali e non quella generica delleapparecchiature elettromedicali

CEI 64-50 vers .1 Edilizia residenzialeGuida per l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per lapredisposizione per impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negliedifici

CEI 64-56 Edilizia ad uso residenziale e terziarioGuida per l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la

predisposizione di impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negliedifici. Criteri par ticolari per locali ad uso medico

CEI IEC 61 55 8-2-15Sicurezza dei trasformatori, delle unità di alimentazione e similariParte 2-15: Prescrizioni particolari per trasformatori di isolamento peralimentazione di locali ad uso medico

CEI IEC 61 55 8-2-18Sicurezza dei trasformatori, delle unità di alimentazione e similariParte 2-18: Trasformator i per apparecchi elettromedicali

CEI EN 61 55 8-1Sicurezza dei trasformatori, delle unità di alimentazione e similariParte 1 : Prescr izioni generali e prove

UNI EN 793 (1999 )Requisiti particolari per la sicurezza delle unità di alimentazione per usomedico

EN 60 950 -1Apparecchiature per la tecnologia dell'informazione: SicurezzaParte 1 : Requisiti generali

EN 61 032Protezione delle persone e delle apparecchiature mediante involucri.Calibri di prova

EN 61 558 -2 -6Sicurezza dei trasformatori, delle unità di alimentazione e similari.Parte 2-6: Prescrizioni particolari per trasformatori di sicurezza per usogenerale

CEI EN 615 58 -2-16Sicurezza dei trasformatori, delle unità di alimentazione e similariParte 2-16: Unità di alimentazione e similari

CEI EN 50 17 1Sistemi di alimentazione centralizzati

EN 60 898 -1Interruttori automatici per la protezione dalle sovracorrenti per impiantidomestici e similariParte 1: Interrut tor i automatici per funzionamento in corr ente alternata

EN 60 947 - 2Apparecchiature a bassa tensione. Parte 2: Interruttor i automatici

EN 605 98 - 1

Apparecchiature di illuminazione. Parte 1 : Prescrizioni generali e proveEN 60598 / 2 / 22Apparecchi di illuminazione. Parte 2 / 22 : Prescr izioni particolari perapparecchi di emergenza

UNI EN 10380Carat ter istiche del sistema di illuminazione ordinario: livello diilluminamento

> Applicazioni medicali

> Sicur ezza

> Aliment azione di sicur ezza

> Illuminazione




> 49 > 50

pp

>CEI EN 620 40 -1-1: Sistemi stat ici di continuit à (UPS)

Prescrizioni generali e di sicurezza per UPS utilizzati in aree accessibili all'operatore

CEI EN 620 40 -1-2 : Sistemi st atici di continuità (UPS)Prescrizioni generali e di sicurezza per UPS utilizzati in aree ad accessolimitato

IEC 620 40-2 / EN 500 91-2Compatibilità elettromagnetica

CEI EN 620 40 -3 : Sistemi stat ici di continuit à (UPS)Metodi di specifica delle prestazioni e prescr izioni di prova

CEI EN 6 10 00 -3-2: Compatibilit à elett romagnetica (EMC)Limiti per le emissioni di corrente armonica (apparecchiature con corrente diingresso <= 16 A per fase)

EN 6 01 46-1-1Convertitor i a semiconduttor i. Prescr izioni generali e convertit ori commutat idalla linea.Parte 1 -1: Specifiche per le prescrizioni fondamentali

EN 60 896 -1Batter ie di accumulatori stazionari al piombo. Prescrizioni generali e metodidi prova.Parte 1: Batter ie del tipo a vaso aperto

EN 60 896 -2Batter ie di accumulatori stazionari al piombo. Prescr izioni generali e metodi

di prova.Parte 2: Batterie del tipo regolato a valvole

EN 50 272 -2Prescrizioni di sicurezza per bat terie di accumulatori e lor o installazioni.Parte 2: Batter ie stazionarie

ISO 852 8-1Gruppo Elettrogeno : Applicazioni, dimensionamento, prestazioni

> Norme di Prodotto : Gruppo Statico di Continuità (UPS)

> Batterie

> Gruppo Elettrogeno

Principali norme di r iferimento




> 51 > 52

Glossario

>

Batteria

Batter ia a r icombinazione

Batt eria apert a

Distorsione della corrente assorbita

Disturbi elettromagnetici

Energia di qualità

Gruppo elett rogeno

Elementi d'accumulatori connessi tra di loro in grado di e fornire un'energiaelettr ica. Questi elementi (o elettrodi) sono immersi in un elettrolito liquido ogelificato.

Batteria d'accumulatori dove gli elementi presentano un tasso diricombinazione dei gas almeno uguale al 95%. Per questo motivo, gli elementinon hanno bisogno di alcun intervento in corso d'esercizio. Vengono definiticomunemente “senza manutenzione”.

Gli elementi d'accumulatori sono provvisti di un foro di riempimento chepermette di compensare la diminuzione della riserva d'elettrolito liberotramite aggiunta d'acqua distillata demineralizzata.

è un parametro che indica la presenza di corrent i armoniche multiple rispettola fondamentale e che determina la deformazione della corrente assorbitarispett o la sinusoide fondamentale.Viene misurata dal THDi (Total Harmonic Distorsion della corrente (i): tantopiù elevato è tale valore, tanto maggiore sarà la presenza di armonichemultiple e di conseguenza, la deformazione dell'onda di corr ente.

Si tratta di interferenze di origine elettrica quali la scarica elettrostatica, lesovratensioni veloci (Burst ), le fulminazioni dirette o indirette, i campi elettr ici(V/ m), i campi magnetici (A/ m), generati dall'ambiente di installazione o dalleutenze circostanti. Per alcune apparecchiature i limiti di “immunità” a talifenomeni possono essere dettati dalle normative o dalle caratteristichecostruttive.

L'UPS non assolve unicamente alla protezione delle utenze dai black-out, maalla più ampia funzione di garantire la qualità di energia (Power Quality)assicurando alle utenze una alimentazione filtrata dai molti disturbi chequotidianamente inquinano la distr ibuzione elettr ica quali: microinterr uzioni,sovratensioni transitorie, sovratensioni a bassa frequenza, variazioni ditensione e di frequenza (più frequenti con gruppi elettr ogeni).

Macchina elettromeccanica, alimentata a combustibile, in grado di erogareenergia elettrica.

IGBT

Ingombri al suolo

IT-M

Reatt anza subtr ansitoria di un gruppo elett rogeno (Uccx %)

Rumorosità ridotta

Selettività

Spunto di assorbimento in accensione (o inrush curr ent)

Tolleranza alle inter ruzioni di alimentazione

Insulated Gate Bipolar Transistor: si tratta di componenti con tecnologiaconsolidata in quanto utilizzata da anni che, grazie alle basse perdite e allavelocità di commutazione ha permesso negli ultimi anni di ridurre gli ingombridelle apparecchiature, minimizzando i consumi e il livello di rumorosità.

Nella valutazione dell'ingombro al suolo, vanno considerati, oltr e al pr odotto,anche gli spazi necessari per la ventilazione e per le attività di assistenzatecnica (ingombro tecnico)

Sistema di Protezione IT-Medicale che deve essere adottato nei locali digruppo 2, più precisamente, nella zona paziente dove esiste il rischio dimicroshock.

Valore dell'impedenza interna dell'alternatore di un gruppo elettrogeno alverificarsi di fenomeni armonici.

Le tecnologie costruttive adottate recentemente sugli UPS quali lacommutazione ad alta frequenza, la ventilazione controllata elettr onicamenteo la soppressione di componenti magnetici hanno permesso di ridurrenotevolmente la rumorosità per consentirne l'installazione anche su ambienticon la presenza costante di operatori.

Capacità della protezione elettr ica di eliminare la causa di guasto (ad esempiosovracor rente) senza influenzare il circuito a monte.

è il valore di corrente assorbita dall'utenza nella fase di accensione. Talevalore può risultare anche molto elevato (anche 10 volte la correntenominale) per alcuni sistemi quali l'illuminazione di emergenza o itrasformatori di isolamento. Si misura in percentuale o in multipli riferiti inentrambi i casi alla corrente nominale (In).

Indica la capacità dell'utenza di sopportare interruzioni di alimentazione(misurate in ms) senza registrare danni, stress della componentistica omalfunzionamenti del sistema.

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