F7PBBSEL - Silnoproudá elektrotechnika

Základy výkonové elektroniky, napájecích zdrojů včetně zdrojů elektrochemických, usměrňovačů, stabilizátorů, nejpoužívanějších typů motoru, základů rozvodu elektrické energie, typů elektrizačních soustav a připojování spotřebičů se zaměřením na použití pro lékařské účely. Důraz je kladen především na fyzikální podstatu problému a její pochopení. Probíraná látka bude ověřována na praktických příkladech a při práci v laboratoři.

Znalosti elektrotechniky a elektrických obvodů. Z důvodů samostatných měření je nezbytná znalost z předmětu elektrická měření.

Požadavky pro úspěšné zakončení předmětu:

Podmínky zápočtu: Povinná účast na C, omluvy pouze z vážných a doložených důvodů. Odevzdaný jeden úplný protokol s úlohou z oblasti PBTK ZP. 2 testy během semestru, doba trvání 30 až 100 minut, z každého testu je nutné získat minimálně 50 %.

Zkouška je tvořena písemným testem, kde je kombinována varianta odpovědí typu ABC (vždy jedna správná) - 1 bod. Varianta, kdy je třeba odpovídat písemně, 0 až 5 bodů max. (velmi důležité otázky). Celkově se jedná o test, který obsahuje 44 otázek, z toho 30 MCQ (abc) po 1 bodu a 14 otázek otevřených po 0 až 5 max. bodech. Minimum 50 bodů, max. 100 bodů.

1.Úvod do předmětu (obsah a podmínky zápočtu a zkoušky), charakteristika silnoproudé elektroniky, základní schématické značky pro kreslení schémat, výkonová elektronika - rozdělení měničů, popis funkce včetně základních charakteristik, příklady a praxe ve zdravotnictví, napájecí zdroje - rozdělení, bloková schémata, charakteristiky.

2.Jedno a třífázové soustavy, dimenzování vodičů. Elektrické přístroje - jistící přístroje (tavné pojistky, jističe) a proudové chrániče - principy a parametry, jejich zapojování (selektivita, soudobost).

3.Transformátory - princip, náhradní schéma, fázorové diagramy, provozní stavy, parametry, hodinový úhel, transformátor - jednofázový, trojfázový a autotransformátor, oddělovací, izolační, použití, požadavky a aplikace ve zdravotnictví, požadavky souboru norem ČSN 60601-1.

4.Usměrňovače a stabilizátory (regulátory) - jedno- a trojfázové, jedno- a více pulzní, aplikace ve zdravotnictví.

5.Výroba a rozvod elektrické energie (velmi stručně, pouze přehled v ČR), druhy rozvodných soustav (TN, tj. TN-C, TN-S, TN-C-S , TT, IT). Ochrana před úrazem elektrickým proudem - základní ochrana a ochrana při poruše.

6.Realizace elektrických rozvodů ve zdravotnickém zařízení – specifika, důležité obvody, napájení JIP, napájení operačních sálů, další prostory, systém MEDICS - řídicí a kontrolní systém.

7.Náhradní zdroje napájení - realizace rozvodů pro zdravotnické účely, napájení nemocničních zařízení, zálohování elektrické energie při výpadku primárního napájení, členění zálohování dle důležitosti zdravotnických rozvodů, motorgenerátory, záložní zdroje.

8.Stejnosměrné stroje - vlastnosti, rozdělení, princip, krokové motory - příklady použití ve zdravotnictví (J. Petracek).

9.Střídavé stroje - jednofázové a trojfázové motory - příklady použití ve zdravotnictví.

10.Revizní přístroje ve zdravotnictví - principy konstrukce, metody měření parametrů, vztah k ČSN. Technické normy obecně a ve zdravotnictví, přehled ČSN pro oblast silnoproudé elektrotechniky (ČSN EN 60601-1-1, ČSN 33 2000-7-710, ČSN EN 62353, ČSN 33 2140), aktuality z oblasti ČSN, souhrn přednášených témat, komentář ke zkouškovým okruhům, možné otázky u SZZ, nejčastější problémy studentů u zkoušky.

1.Úvod do laboratoří, BOZP, přehled úloh, organizační pokyny, rozpis úloh.

2.3-fázová soustava.

3.Bezpečnost v elektrotechnice, proudový chránič, jistič.

4.Nebezpečí úrazu elektrickým proudem - ochrana neživých částí (úloha Inno).

5.Rozvody elektřiny v místnostech pro lékařské účely.

6.Zdravotnická izolovaná soustava.

7.Dimenzování vodičů - praktické příklady, písemný test z úloh v první polovině semestru.

8.Periodická bezpečnostně technická kontrola (PBTK) zdravotnických prostředků, teoretický úvod.

9.PBTK zdravotnického prostředku, praktické měření I (revizní přístroj Meditest 50 a MD Test).

10.PBTK zdravotnického prostředku, praktické měření II (revizní přístroj Rigel 288).

11.PBTK zdravotnického prostředku, praktické měření III (revizní přístroj Revex 2051, RM2050).

12.PBTK zdravotnického prostředku, praktické měření IV (revizní přístroj Secutest SIII, Unimet 800ST), test 2. PBTK zdravotnického prostředku.

13.Měření na transformátorech.

14.Stejnosměrné a střídavé stroje a motory.

15. Zápočet a doměření zbývajících úloh.

Cílem výuky předmětu silnoproudá elektrotechnika na FBMI je zvládnutí základů silnoproudé elektrotechniky se zaměřením na použití pro lékařské účely. Tento předmět si klade za cíl propojit získané znalosti z elektrotechnických předmětů v rámci bakalářského studia.

Povinná literatura:

[1] Hozman, J., Chaloupka, J., Maršálek, P.: Praktika z biomedicínské a klinické techniky 3. Simulátory fyziologických funkcí a bezpečnost pacienta. Skriptum ČVUT. Praha: ČVUT, 2008.

[2] CIPRA, Mirko, Michal KŘÍŽ a Vladimír KŮLA. Elektrotechnická kvalifikace. 2. vyd. V Praze: České vysoké učení technické, 2011. ISBN 978-80-01-04813-9.

[3] Voženílek, Janoušek: Základy silnoproudé elektrotechniky. ČVUT Praha, 2006

[4] Vybrané kapitoly z intenzivní péče. Editor Petr BARTŮNĚK, editor Dana JURÁSKOVÁ, editor Jana HECZKOVÁ, editor Daniel NALOS. Praha: Grada Publishing, 2016. Sestra (Grada). ISBN 978-80-247-4343-1. (kap. 1.5.7 Zdravotnické přístroje – elektrické rozvody – barevné zásduvky)

Doporučená literatura:

[1] ČSN 62353 ed. 2 - Zdravotnické elektrické přístroje - Opakované zkoušky a zkoušky po opravách zdravotnických elektrických přístrojů (07/2015)

[2] ČSN 33 2000: 7-710 - Elektrické instalace nízkého napětí - Část 7-710: Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech - Zdravotnické prostory

[3] BERKA, Štěpán. Elektrotechnická schémata a zapojení v praxi. Brno: Computer Press, 2017. ISBN 978-80-251-4860-0.

[4] Novák, I. ICT v učivu elektromotorů na SŠ [online]. RNDr. Ivo Novák, Ph.D., OU v Ostravě, c2008-2011. Poslední změna 2011 [cit 2019-02-21]. http://www.emotor.cz/ (velmi vhodné k samostudiu problematiky elektromotorů)

[5] Kekule, J. Elektřina a magnetismus [online]. Poslední změna 2011 [cit 2019-02-21]. http://elektross.gjn.cz/ (zejména vhodné z hlediska názorného studia principů elektromotorů včetně JAVA apletů a návodů na jednoduché pokusy na ověření základních principů)

[6] MELEN, Jaroslav. Elektrický rozvod v místnostech pro lékařské účely podle ČSN 33 2140 v porovnání s: IEC 60364-7-710, prHD 60364-7-710 a DIN VDE 0100-710. Trutnov: Propag Team, 2009.

• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinný předmět)
• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinný předmět)