의료용 X-Ray 장치의 전원설비 / 전력계산

의료용 X-Ray 장치의 전원설비 / 전력계산

 

1. 의료용 X-Ray장치 전원의 정의

고전압 발생장치 + 고전압정류장치 + X선관 X선 가열장치를 통합한 것.

1) X-선

고속도로 가속된 전자류가 장애물에 충돌하여 발생하는 파장이 짧은 전자파로서 물질 또는 생물체에 조사되면 감쇠, 회절, 전리, 발광,화학 및 생리 등의 여러 작용이 생긴다.

2) 용도

금속 두께의 측정, 용접부 결함의 검사, 인체 내부의 진단, 분광기 등.

 

2. X-선관의 구조 및 종류

· X-선을 발생 시키기 위한 진공관으로 음극에서 발생되는 전자를 높은 전압으로 가속하여 대음극에 충돌시켜 X선을 발생시킨다.

· 종류

- 가스 X선관(냉음극 X선관)

- 열전자 X선관(쿨리지 관)

 

3. 의료용 X-선 장치의 전원시설 조건

· 선관에 직류 고전압을 인가하기 위한 순간 피크전력이 필요하며, 이에 필요한 간선의 용량을 갖추어야 한다.

· X-선관에 인가되는 전압(KVP)과 X-선관을 통과하는 전류(㎃)를 계산하여 간선의 용량을 정한다.

· 장시간정격과 단시간정격이 있을 경우 장시간 정격으로 연속사용할 경우에도 전원에 문제점이 없도록 하여야 한다.

· 전압강하 및 전압 변동률을 10% 이내로 하여 X-선용 전용변압기를 설치한다.

· 정전에 대비하여 별도의 전원대책을 강구한다.

· 전용변압기는 X-선 장치와 최단거리에 설치.

· 증설에 대한 대책을 강구한다.

· X-선 장치의 동작시 발생되는 진동으로 인한 대책 강구(변압기 철심볼트 등)

 

4. 전원 변압기용량 및 간선용량의 계산

1) 변압기 용량

변압기용량(KW)= 전류실효치(A)×전압실효치(KVP) + 가열전력

전류실효치 (A) = 통과전류÷1.1

전압실효치(KVP) = 인가전압÷√2

가열전력 = X-선관의 가열전력(1 KW 내외)

상기 최대입력은 연속정격의 용량이며 따라서 순간적으로 사용되는 단시간정격의 경우에는 연속정격으로 계산된 변압기용량의 50% 정도로 한다.

 

2) 간선용량의 계산

간선의 용량은 X-선 장치의 최대입력전류에 만족하고 또한 전압강하를 고려하여야 한다.

허용 전압 강하율 산출 →인입선의 최대 입력전류산출 →전선의 최대길이산출→수식에 대입 간선의 굵기 선정(직근 상위의 것으로 한다)

 

5. 전기설비 기술기준 268조(참고)

1항

X 선 발생 장치는 다음 2종으로 한다.

1) 제1종 X 선 발생장치

취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 설비한 곳 및 마루 위의 높이 2.5m를 넘는 곳에 설치하는 부분 이외에는 노출된 충전 부분이 없고 또한 X선 관에 절연성 피복을 하고 이를 금속체로 둘러싼 X선 발생 장치

2) 제2종 X선 발생장치

제1종 X선 발생장치 이외의 X선 발생장치

 

2항

제1종 X선 발생장치는 다음 각호에 의하여 시설하여야 한다.

1) X선 관 회로의 배선(X선 관 도선을 제외한다. 이하 이 조에서 같다)은 별표65에서 정하는 규격에 적합한 X선용 케이블을 사용하는 경우 이외에는 다음에 의하여 시설할 것.

다만, 상호간에 절연성의 격벽을 견고히 불이거나 전선을 충분한 길이의 난연성 및 내수성이 있는 견고한 절연관에 넣었을 경우에는 "나" 및 "다"의 규정에 의하지 아니할 수 있다.

가. 전선의 마루 위의 높이는 X선 관의 최대 사용 전압(파고치로 표시한다. 이하 이 조에서 같다)이 100,000V 이하인 경우에는 2.5m 이상, 100,000V를 넘는 경우에는 2.5m에 10,000V를 넘는 10,000V 또는 그 단수마다 2cm를 더한 값 이상일 것.

다만, 취급자 이외의 자가 출입할 수 없도록 설비된 곳에 시설하는 경우에는 그러하지 아니하다.

나. 전선과 조영재의 이격거리는 X선관의 최대 사용 전압이 100,000V 이하인 경우에는 30cm 이상, 100,000V를 넘는 경우에는 30cm에 100,000V를 넘는 10,000V 또는 그 단수마다 2cm를 더한 값 이상일 것.

다. 전선 상호간의 간격은 X선관의 최대 사용 전압이 100,000V 이하인 경우에는 45cm 이상, 100,000V를 넘는 경우에는 45cm에 100,000V를 넘는 10,000V 또는 그 단수마다 3cm를 더한 값 이상일 것.

2) X선 관 회로의 배선이 저압 옥내 전선 ·고압 옥내 전선 · 관등회로의 배선·약전류 전선등 또는 수관·가스관이나 이와 유사한 것과 접근하거나 교차하는 경우에는 상호간의 이격거리는 제1호 "다"의 규정에 준할 것.

다만, 배선에 제1호에 규정하는 X선용 케이블을 사용하는 경우 또는 상호간에 절연성의 격벽을 견고하게 붙이거나 배선을 충분한 길이의 난연성 및 내수성이 있는 견고한 절연관에 넣어 시설하는 경우에는 그러하지 아니하다.

3) X선관 도선에는 금속 피복을 한 케이블을 사용하고 X선관 및 X선 회로의 배선과의 접속을 완전히 할 것.

4) X선관용 변압기 및 음극 가열 변압기의 1차측 전로에는 개폐기를 쉽게 개폐할 수 있는 곳에 시설할 것.

5) 하나의 특별고압 전기 발생 장치로서 2이상의 X선관을 사용하는 경우에는 분기점에 가까운 곳의 각 X선관 회로에 개폐기를 시설할 것.

6) 특별고압 전로에 시설하는 콘덴서에는 잔류 전하를 방전하는 장치를 할 것.

7) X선 발생장치의 다음의 부분에는 제3종 접지공사를 할 것.

가. 변압기 및 콘덴서의 금속제 외함(대지로부터 충분히 절연하여 사용하는 것을 제외한다)

나. X선관 도선에 사용하는 케이블의 금속 피복

다. X선관을 포함한 금속체

라. 배선 및 X선관을 지지하는 금속체

8) X선 발생장치의 특별고압 전로는 그 최대 사용 전압의 1.05배의 시험 전압을 X선 관의 단자간에 연속하여 1분간 가하여 절연 내력을 시험한 때에 이에 견디는 것일 것.

 

3항

제2종 X선 발생장치는 제2항 각호(제3호를 제외한다)의 규정에 준하여 시설하는 이외에 다음 각 호에 의하여 시설하여야 한다.

1) 변압기 및 특별고압의 전기로 충전하는 기타의 기구(X선관을 제외한다)는 사람이 쉽게 접촉할 우려가 없도록 그 주위에 울타리를 시설하거나 함에 넣는 등 적당한 방호 장치를 할 것.

다만, 취급자 이외의 자가 출입하지 못하도록 설비한 곳에 시설하는 경우에는 그러하지 아니하다.

2) X선관 및 X선관 도선은 사람이 접촉할 우려가 없도록 적당한 방호장치를 하는 등 위험의 우려가 없도록 시설할 것.

다만, 취급자 이외의 자가 출입하지 못하도록 설비한 곳에 시설하는 경우에는 그러하지 아니하다.

3) X선관 도선에는 금속 피복을 한 케이블을 사용하고 X선관 및 X선 회로의 배선과의 접속을 완전히 할 것.

다만, X선관을 인체로부터 20cm안에 접근하여 사용하는 경우 이외의 경우에는 충분한 가요성이 있는 단면적 1.2mm의 연동선 사용할 수 있다.

4) X선관 도선의 노출된 충전부분과 조영재, X선관을 지지하는 금속체 및 침대의 금속제 부분과의 이격거리는 X선관의 최대사용 전압이 100,000V 이하인 경우에는 15cm 이상, 100,000V를 넘는 경우에는 15cm에 100,000V를 넘는 10,000V 또는 그 단수마다 2cm를 더한 값 이상일 것.

다만, 상호간에 절연성의 격벽을 견고하게 붙인 경우에는 그러하지 아니하다.

5) X선관 도선이 연동 연선인 경우에는 X선관의 이동 등으로 전선이 늘어지지 아니하도록 적당한 감는 장치를 할 것.

6) 연동 연선을 사용하는 X선관 도선의 노출된 충전부분으로부터 1m 안에 접근하는 금속체에는 제3종 접지공사를 할 것.

7) X선관을 인체로부터 20cm 안에 접근하여 사용하는 경우에는 그 X선관에 절연성 피복을 하고 이를 금속체로 둘러쌀 것.

 

4항

X선 발생 장치는 제218조 내지(제219조,제220조,제221조) 제222조에 규정하는 곳에 시설하여서는 아니 된다.

 

5항

특별한 이유에 의하여 시 ·도지사의 인가를 받은 경우에는 제2항 내지 제4항의 규정에 의하지 아니할 수 있다.