مقدمة:
المُحوِّلات هي أجهزة كهرومغناطيسية تقوم بتحويل الطاقة الكهربائية ذات التيار المتردد (AC) من الجانب الابتدائي إلى الجانب الثانوي؛ حيث يتمُّ تحويل الطاقة بتـردُّد متساوٍ وقدرة متساوية تقريبًا عن طريق المجال المغناطيسي الأساسي للمُحوِّل، وبالتالي فهي توفر عزلًا جلفانيًّا في النظام الكهربائي، وتعمل مُحوِّلات العزل بنفس الطريقة التي تعمل بها أنواع المحولات الأخرى، لكن المهمة الرئيسة هي توفير العزل الجلفاني في النظام الكهربائي، فيمكن أن تعمل كمُحوِّل رفع، أو مُحوِّلات خفض، ولكنها غالبًا ما تعمل بنسبةٍ متساويةٍ فـي تحويل الملفات ، أي إنَّ عدد لفَّات الملف الابتدائي تساوي عدد لفَّات الملف الثانوي.
ما العزل الجلفانـي؟
يمكن تعريف (مُحوِّل العزل) بأنه: جهاز كهرومغناطيسي ينقل الطاقة الكهربائية المتناوبة (أي: التيار المتغير) بين دائرتين مع الحفاظ على نفس التردُّد، وتوفير عزل جلفانـي.
وبما أنَّني ذكرتُ مصطلح (العزل الجلفاني)، فمن الضروري توضيحه، وهو باختصار عند تصميم منتجات إلكترونية، فإنها تشتمل على أكثر من نوع واحد من الإشارات أو أكثر من جهد تشغيل واحد، ويتمُّ استخدام العزل لمنع إحدى الإشارات من العبث بالأخرى، كما أنها تلعب دورًا حيويًّا في السلامة من خلال منع حالات الأعطال في المنتجات الصناعية، ويُشَار إلى هذه العزلة عمومًا باسم العزلة الجلفانية.
لماذا مصطلح (جلفانـي)؟
ذلك لأن (الجلفانـي) يمثل التيار الناتج عن نوعٍ من الفعل الكيميائي، ولأننا نعزل هذا التيار عن طريق كسر ملامسة الموصل، فإنَّه يُطلق عليه اسم: (العزل الجلفانـي).
مُحوِّلات العزل في القطاع الطبي:
في القطاع الطبي تعتبر سلامة وموثوقية التركيبات الكهربائية ذات أهميَّة حاسمة، وفي هذا السياق يتجلَّى دور وأهمية مُحوِّلات العزل الطبي؛ ممَّا يضمن التشغيل الآمن وغير المنقطع للأنظمة الكهربائية المستخدمة في بيئات الرعاية الصحية، وسوف نتحدَّث بالتفصيل عن أهمية هذه الأجهزة، مع التركيز على فوائدها، ووظيفة الحماية التي تُقدِّمها لمجموعةٍ من المعدات الطبية.
فمُحوِّل العزل يوفر السلامة والحماية، فهو ضروري لحماية المُكوِّنات الإلكترونية والمُشغِّلين من الصدمات الكهربائية، خاصةً في البيئات الَّتي لا تكون فيها المعدات معزولةً جلفانيًّا، وأيضًا التحكم في التشويش والتداخل؛ حيث تساعد مُحوِّلات العزل على منع الضوضاء الكهربائية، ومنع الحلقات الأرضيَّة، وهو أمرٌ ضروريٌّ للحفاظ على سلامة الإشارة في الأجهزة الحساسة، وأيضًا هناك مَيْزات في التصميم؛ حيث قد تشتمل هذه المحولات على دروع إلكتروستاتيكية، وهي مُصمَّمة لتجنُّب أي تأريض على الجانب الثانوي لتعزيز السلامة والأداء الوظيفي، وهذا يعني أن الجانب الثانوي لمُحوِّل العزل يجب ألَّا يتم تأريضه.
ولها أيضًا تطبيقات واسعة إلى جانب السلامة الكهربائية العامة؛ حيث تُعدُّ محولات العزل جزءًا لا يتجزَّأ من التطبيقات الطبية والقياسية، وتطبيقات شبكات الكمبيوتر؛ ممَّا يُسهِّل العمليات الآمنة والدقيقة.
ما الذي تفعله مُحوِّلات العزل في القطاع الطبي؟
يُعدُّ إدخال مُحوِّلات العزل ضروريًّا في تركيبات الغرف الطبية والجراحية؛ حيث يتمُّ تكليف وظائف المراقبة ورعاية المرضى باستخدام مُعدَّات طبية كهربائية محددة، حيث يمكن أن يُسبِّب الانقطاع التلقائي والمفاجئ للخدمة إزعاجًا خطيرًا؛ مثل: غرف الجراحة والتخدير، وغرف التحضير للعمليات، وغرف الاستيقاظ بعد العمليات الجراحية، وغرف العناية المركزة، وأيضًا غرف الفحوصات وتصوير الأوعية الدموية، وفحوصات الدورة الدموية، وما إلى ذلك، حيث تكون استمرارية الخدمة ضرورية للغاية.
فتُعدُّ محولات العزل في المجال الطبي عنصرًا أساسيًّا في سلامة الأنظمة الكهربائية المؤرضة المستخدمة في القطاع الطبي، وهي مُصمَّمة لتوفير العزل الكهربائي، والتقليل من مخاطر الأعطال، وضمان استمرارية إمدادات الطاقة. وتتوافق هذه الأجهزة مع معيار IEC 61558-2-15، الذي يُؤكِّد على أهميَّة موثوقيتها في القطاع الطبي.
نبذة عن IEC 61558-2-15:
- ينطبق هذا الجزء 15- 2 من IEC 61558 على مُحوِّلات العزل الثابتة، أو أُحَادية الطور، أو متعددة الطور، والمبردة بالهواء (الطبيعية أو القسرية) لتزويد المواقع الطبيَّة من المجموعة الثانية المُصمَّمة لتكون مُتَّصلةً بشكل دائم بالأسلاك الثابتة لنظام إمداد تكنولوجيا المعلومات. وتنطبق هذه المواصفة القياسية أيضًا على المُحوِّلات التي تتضمَّن دوائر إلكترونية، ولا تنطبق هذه المواصفة القياسية على الدوائر الخارجية ومُكوِّناتها المراد توصيلها بأطراف الإدخال والإخراج، أو منافذ مآخذ المحول، وتتمتَّع بحالة منشور سلامة المجموعة وَفقًا لدليل IEC 104، وتم تصميم هذا الجزء (2) لاستخدامه مع IEC 61558-1.
- تتمُّ تغطية قواعد التثبيت لنظام تكنولوجيا المعلومات الطبية للمواقع الطبية للمجموعة (2) بواسطة IEC 60364-7-710.إنَّ المُحوِّلات التي تغطيها هذه الوثيقة مُخصَّصة لأنظمة تكنولوجيا المعلومات الطبية لتوريد المواقع الطبية، ولا تغطي هذه الوثيقة جميع المحولات أو المعدات الأخرى، ولا يتجاوز جهد الإمداد المقنن (1000 فولت تيار متردد)، ولا يتجاوز تردد الإمداد المُقدَّر وتردد التشغيل الداخلي (500 هرتز)، ولا يقل الناتج المقنن عن (0,5 كيلو فولت أمبير)، ولا يتجاوز (10 كيلو فولت أمبير) للمُحوِّلات أُحَادية الطور وثلاثية الطور لنظام تكنولوجيا المعلومات الطبية للمواقع الطبية للمجموعة (2).
- يمكن تطبيق هذا المستند على مُحوِّلات العزل التي تهدف إلى تزويد المنشآت الطبية الأخرى – التي ليست مواقع طبية من المجموعة (2) – دون قيودٍ على الناتج المقنن وَفقًا لاتفاق بين المشتري والشركة المصنعة، ولا يتجاوز جهد خرج عدم التحميل وجهد الخرج المقنن (250 فولت تيار متردد) للمُحوِّل أُحَادي الطور أو ثلاثي الطور (جهد من مرحلة إلى طور)، ولا يغطي هذا المستند وحدات إمداد الطاقة.
الفوائد الرئيسة لمُحوِّلات العزل في البيئات الطبية:
يُوفِّر استخدام مُحوِّلات العزل في البيئات الطبية العديد من الفوائد الرئيسة:
- مَنْع ماس كهربائي: مُحوِّلات العزل تحمي من ماس كهربائي؛ ممَّا يُقلِّل بشكل كبير من خطر انقطاع إمدادات الطاقة.
- الحماية من التفريغ الكهربائي: بفضل العزل الجلفانـي تتمُّ حماية المعدات من التفريغ الكهربائي؛ ممَّا يساعد في الحفاظ على سلامة المرضى والطاقم الطبي.
- تقليل التداخل: تساعد مُحوِّلات العزل على تخفيف التداخل، والاضطرابات الكهرومغناطيسية الَّتي قد تؤثر سلبًا على سلامة تشغيل المعدات، والأجهزة الطبية الحسَّاسة.
- تعمل مُحوِّلات العزل أيضًا كمُحوِّلات لأدوات القياس للفولتية العالية، والتي تُشكِّل مخاطر على كلٍّ من المُشغِّلين ودوائر القياس؛ حيث يعمل على قياس الفولتية العالية بأمانٍ، وتعمل مُحوِّلات العزل المتدرِّجة على تقليل هذه الفولتية إلى مستويات أكثر أمانًا، ويمكن التحكُّم فيها.
ما المُعدَّات التي تحميها؟
مُحوِّل العزل الطبي أُحَادي الطور مناسبٌ لحماية مجموعة متنوعة من المعدات الطبية، بما في ذلك:
- معدات التصوير: في التصوير التشخيصي؛ مثل: أجهزة التصوير المقطعي المُحَوسب، والتصوير بالرَّنين المغناطيسي (MRI)، وأجهزة الموجات فوق الصوتية.
- المعدات الجراحية: الأدوات والأجهزة المستخدمة في غرف العمليات؛ مثل: المباضع الكهربائية وأدوات التخثُّر.
- أجهزة المراقبة: أجهزة مراقبة القلب، وأجهزة قياس ضغط الدم، وأجهزة مراقبة العلامات الحيويَّة.
- معدات العلاج: المعدات المستخدمة في العلاجات الطبية؛ مثل: العلاج الإشعاعي، أو غسيل الكُلَى.
- معدات التشخيص: أدوات التشخيص؛ مثل: أجهزة المختبرات، وأجهزة فحص الدم.
الخاتمة:
في القطاع الطبي تُعتَبر سلامة وموثوقية التركيبات الكهربائية ذات أهمية حاسمة، وفي هذا السياق يتجلَّى دور وأهمية مُحوِّلات العزل الطبي؛ ممَّا يضمن سلامة التشغيل الآمن وغير المنقطع للأنظمة الكهربائية المستخدمة في بيئات الرعاية الصحيَّة، فتُعدُّ مُحوِّلات العزل الكهربي في المجال الطبي عنصرًا أساسيًّا في الأنظمة الكهربائية المؤرضة المستخدمة في القطاع الطبي، وهي مُصمَّمة لتوفير العزل الكهربائي، والتقليل من مخاطر الأعطال، وضمان سلامة استمراريَّة إمدادات الطاقة.
م/ مصطفى محمد البرلسي
- ماجستير السلامة والصحة المهنية.
- خبير السلامة الكهربائية والوقاية من الحريق الكهربي.
- رئيس قسم السلامة بشركة إسنا للصناعات الكيماوية.
- الجنسية مصري
