醫(yī)用室的電氣安全

第五章醫(yī)用室的電氣安全2/3/20231第一節(jié)供電系統(tǒng)接地形式一.配電方式1.電網(wǎng)的分類；

2.三相交流電網(wǎng)的三種運(yùn)行方式；

a.中性點(diǎn)直接接地三相四線制電網(wǎng)

b.不接地的三相電網(wǎng)

c.經(jīng)阻抗接地的三相電網(wǎng)不同的電網(wǎng)應(yīng)采取不同的防護(hù)方式，其中的用電設(shè)備也應(yīng)相應(yīng)的采取不同種類的安全防護(hù)措施。2/3/20232中性點(diǎn)直接接地不接地的三相電網(wǎng)我國最常用的電壓為380/220V的采用星形接法的中性點(diǎn)直接接地的三相四線制電網(wǎng)。2/3/20233IEC的配電方式記號第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母系統(tǒng)接地方式儀器接地方式儀器接地方式的補(bǔ)充說明ITNTCS非接地系統(tǒng)或高阻抗接地直接接地接地線用配線方式分別接地方式中性線和接地線通用中性線和接地線分開表5-1

配電方式記號的含義

2/3/20234一、TN系統(tǒng)-電源中性點(diǎn)直接接地、設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電源中性點(diǎn)直接電氣連接的系統(tǒng)。1)保護(hù)接地方式:TN-S系統(tǒng)三相五線制

圖5-1TN-S系統(tǒng)工作零線N和保護(hù)接地線PE連接在同一地線上或?qū)⒈Ｗo(hù)接地線PE單獨(dú)接地。電源變壓器輸出三相，加上零線N和保護(hù)接地線PE共五條線。配電方式及保護(hù)方式分類中性線2/3/20235由于零線N和保護(hù)接地線PE從電源端的中性點(diǎn)分開，保護(hù)接地線PE在正常工作中無電流流過，因此在PE上無壓降，即儀器設(shè)備的外殼上無電壓。在電源線絕緣損壞時(shí)，儀器外殼帶電，保護(hù)接地線PE把故障電流安全地導(dǎo)入大地，熔斷線路上的保險(xiǎn)絲，或使過電流保護(hù)裝置動作，斷開電源，可避免發(fā)生觸電危險(xiǎn)。推薦為醫(yī)院最佳接地方式，具有雙重保護(hù)功能。減小50Hz共模干擾。2/3/202362)兼用方式:TN-C系統(tǒng)三相四線制電源功能接地線N（即中性線），同時(shí)又作安全保護(hù)接地線PE。PE圖5-2TN-C系統(tǒng)IEC規(guī)定：在醫(yī)療場所和與其電氣上有所聯(lián)系的場所不允許采用TN-C系統(tǒng)。2/3/20237正常情況下，當(dāng)電源線(相線)絕緣損壞，殼體帶電時(shí)，電流通過零線N回路，不會產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)，起到保護(hù)作用。缺陷：

1.一旦零線N某處斷路，電流不能形成回路，儀器設(shè)備的外殼就帶高壓，有觸電的危險(xiǎn)。

2.在三相電用電不平衡的情況下，在零線上產(chǎn)生一定的電流有電壓降，儀器設(shè)備的外殼也存在較大電壓，并隨著用電不平衡的增大，零線電壓增大，手碰到儀器設(shè)備的外殼有麻電的感覺；當(dāng)零線電壓超過安全電壓(24~30V)時(shí)，將有電擊危險(xiǎn)。

3.在生物體檢測儀器檢測時(shí)，易引起50Hz共模干擾。2/3/20238

3)TN-C-S供電系統(tǒng)

將TN-C與TN-S兩個(gè)系統(tǒng)相結(jié)合的一種配電方式。該系統(tǒng)中，零線N和保護(hù)接地線PE一部分公用，一部分分開。即在每個(gè)房間中零線N和保護(hù)接地線PE是分開鋪設(shè)，到配電柜或配電室零線N和保護(hù)接地線PE接在一個(gè)公共點(diǎn)上，此公共點(diǎn)即與電源的零線相接，又與接地體或樓體的結(jié)構(gòu)鋼筋相接。雖能起到一定的保護(hù)作用，實(shí)質(zhì)上仍存在TN-C系統(tǒng)的某些缺點(diǎn)。2/3/20239二、分別保護(hù)接地方式:TT系統(tǒng)圖5-4TT系統(tǒng)2/3/202310三、非接地配電方式:IT系統(tǒng)

當(dāng)發(fā)生一線接地時(shí)，可以不必切斷電路。由于接地電流很小，不能成為點(diǎn)火源，就可防止易燃、易爆性氣體麻醉劑爆炸。使用這種麻醉劑的房間，為了防止帶靜電而使用導(dǎo)電地板（conductivefloor）。用導(dǎo)電地板的房間的配電，差不多都是采用IT。

2/3/202311手術(shù)室、和心臟手術(shù)直接有關(guān)的醫(yī)用室目的:a.可以減少切斷回路的機(jī)會；

b.防止因接地的火花成為爆炸性氣體的火源；

c.使接地時(shí)的接觸電壓很小，防止電擊事故；

d.IT的對地阻抗很大，則負(fù)載的漏電流很小。利用隔離變壓器實(shí)現(xiàn)非接地配電方式。所有醫(yī)用室必須按其功能進(jìn)行保護(hù)接地和等電位接地。IT系統(tǒng)需要安裝絕緣監(jiān)視器。2/3/202312第二節(jié)供電系統(tǒng)接地安全分析一、不接地電網(wǎng)的安全性分析圖5-7不接地電網(wǎng)人體單相觸電圖5-8等值電路1.正常運(yùn)行時(shí)觸電危險(xiǎn)的分析絕緣阻抗：對地絕緣電阻和對地分布電容之并聯(lián)戴維南定理請自學(xué)！2/3/202313單相觸電時(shí)，人體承受的電壓和流過人體的電流

2/3/2023142.電網(wǎng)故障時(shí)觸電危險(xiǎn)的分析不接地電網(wǎng)在正常運(yùn)行的情況下，中性點(diǎn)的對地電壓近似為零。當(dāng)電網(wǎng)有一相接地時(shí)，中性點(diǎn)的對地電壓將發(fā)生變化。

2/3/202315一般，接地電阻為幾十至幾百歐姆，即Rd<<z，當(dāng)不接地電網(wǎng)發(fā)生一相接地故障時(shí)，接地相的對地電壓很小；中性點(diǎn)的對地電壓將接近電源的相電壓，未接地相的對地電壓由于U0很小，故未接地的兩相的對地電壓將上升至線電壓。經(jīng)計(jì)算可知，人體電阻為Rr人體如果在接地相觸電，電流為0.155mA人體在未接地的另兩相觸電時(shí)，電流為223.5mA2/3/202316二、不接地電網(wǎng)的應(yīng)用觸電危險(xiǎn)性較大、過電壓問題不突出以及線路簡明的場合，如果電網(wǎng)對地分布電容不大且能保持高水平的對地絕緣，則宜采用不接地電網(wǎng)。低電壓不接地電網(wǎng)一般用于采礦、石油化工等部門。為了減輕一相故障接地的危險(xiǎn)性，應(yīng)對電網(wǎng)對地絕緣狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；并盡早找出故障點(diǎn)，排除故障。在不接地電網(wǎng)中，還要考慮高壓竄入低壓的防護(hù)。2/3/202317圖5-10低壓電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視圖5-11高壓電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視2/3/202318三、接地電網(wǎng)的安全性分析圖5-14接地電網(wǎng)中單相觸電1.正常運(yùn)行時(shí)觸電危險(xiǎn)的分析當(dāng)有高壓竄入低壓，或有感應(yīng)過電壓、諧振過電壓發(fā)生時(shí)，電網(wǎng)的工作接地能穩(wěn)定系統(tǒng)的電位，限制系統(tǒng)對地電壓不超過某一范圍，減輕過電壓的危險(xiǎn)。

由于有工作接地電阻的存在，接地電網(wǎng)容易受到外系統(tǒng)的干擾和影響。

2/3/2023192.電網(wǎng)故障時(shí)觸電危險(xiǎn)的分析圖5-16接地電網(wǎng)一相接地2/3/202320與不接地電網(wǎng)相比，接地電網(wǎng)在發(fā)生一相接地故障時(shí)，工作接地電阻能夠抑制對地電壓的升高。接地電網(wǎng)在一相接地時(shí)觸電的危險(xiǎn)性較不接地電網(wǎng)小。四、接地電網(wǎng)的應(yīng)用五、兩種電網(wǎng)的比較

正常時(shí)單相觸電的危險(xiǎn)性；一相接地時(shí)觸電的危險(xiǎn)性；

穩(wěn)定電網(wǎng)對地電壓；接地裝置的影響；

系統(tǒng)間的影響。

2/3/202321第三節(jié)醫(yī)用室的保護(hù)接地措施并用數(shù)臺儀器時(shí)接地可以考慮三種方法：

1）、儀器分別單獨(dú)進(jìn)行接地

2）、采用共用接地電極進(jìn)行接地

3）、兩種方法并用

存在問題！?。♂t(yī)用室需要將接地方法和等電位化等手段適當(dāng)組合，確保ME儀器的安全使用。

要求能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算各種情況下的容許接觸電壓！例如防止微電擊。2/3/202322單獨(dú)分別接地圖5-17采用分別接地的情況及等效電路(a)(b)2/3/202323公共接地方式

可采取下法方法進(jìn)行預(yù)防：a)公共地線不能拉得很長和繞圈；b)使用粗的地線，減小地線的電阻；c)連在同一患者身上的儀器的地線要接到公共地線的同一點(diǎn)上。第c)點(diǎn)特別重要，通常把它稱為一點(diǎn)接地。圖5-18公共接地通過患者的電流公共地線上的電阻不可忽略！2/3/202324并用方式

這種方式同時(shí)存在上述二種方式的缺點(diǎn)，由2個(gè)接地電阻和接地電流的差在接患者的儀器間產(chǎn)生電位差。如果在上游發(fā)生接地事故，將有大電流流入患者的危險(xiǎn)。

圖5-19并用方式產(chǎn)生的危險(xiǎn)2/3/202325結(jié)論：

1．室內(nèi)的接地線采用一點(diǎn)接地；

接地母線(groundingbus)；

2．接到同一患者身上的各種儀器，只能在同一個(gè)接地母線進(jìn)行接地；

3．醫(yī)用室的接地措施的規(guī)定；

4．接地干線的要求；

2/3/202326一點(diǎn)接地的接地母線2/3/202327同一患者的不同儀器不能連接不同的接地母線2/3/202328四、患者環(huán)境的等電位接地等電位接地

平常在測量儀器的周圍環(huán)境中有很多金屬物(金屬水管、煤氣管、金屬電線管、建筑物的鋼筋和金屬窗框等等)和儀器外殼連接后再接地就成為等電位化方式?；颊攮h(huán)境圖5-20患者環(huán)境2/3/202329等電位接地的目的主要是為了防止裸露導(dǎo)電性的部分之間的電位差，經(jīng)醫(yī)務(wù)人員間接地連接到病人造成電擊電流流過心臟的危險(xiǎn)。IEC的規(guī)定

等電位連接的端子板與插座的保護(hù)接地線端子或任意裝置導(dǎo)電部分之間的連線的電阻(包含連接點(diǎn)的電阻)，不應(yīng)大于0.2?。2/3/202330IEC標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)院內(nèi)場所的分組和分級如下：1、按醫(yī)療電氣設(shè)備與人體接觸狀況分組0組場所--在此場所內(nèi)不使用由電網(wǎng)供電的且與人體接觸的作用部分的醫(yī)療電氣設(shè)備；1組場所--在此場所內(nèi)使用除心臟手術(shù)外的醫(yī)療電氣設(shè)備；2組場所--在此場所內(nèi)使用作心臟手術(shù)的醫(yī)療電氣設(shè)備。2、按允許間斷供電時(shí)間的場所分級0.5級場所----此場所要求在0.5秒內(nèi)恢復(fù)供電；15秒級場所----此場所要求在15秒內(nèi)恢復(fù)供電；>15秒級場所----此場所允許恢復(fù)供電時(shí)間超過15秒。第四節(jié)醫(yī)用安全電源2/3/202331醫(yī)院的正常電源中斷供電時(shí)，一些需要繼續(xù)用電的設(shè)備應(yīng)由安全電源繼續(xù)供電一定的時(shí)間。不同電氣設(shè)備對安全電源的要求見表5-2。特別重要的設(shè)備，手術(shù)燈，生命維持系統(tǒng)，應(yīng)急電源裝置的醫(yī)用插座外表面為紅色，防火和防水。中國建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中，有關(guān)醫(yī)院的電氣布線的規(guī)定。

2/3/202332第五節(jié)醫(yī)用室電路的保護(hù)醫(yī)院環(huán)境下電路異?？煞譃閮深悾?/p>

過電流事故、接地事故；

電路的保護(hù)方法有兩類：過電流保護(hù)—過電流保護(hù)器接地保護(hù)——過電流保護(hù)方式和漏電切斷方式2/3/202333過電流事故主要是因電路間短路或負(fù)載儀器超過負(fù)荷引起的。

用過電流保護(hù)器(過電流保護(hù)裝置、保險(xiǎn)絲、斷路器、熱繼電器等)切斷電路，就能防止過電流，配電系統(tǒng)中必須設(shè)置過電流保護(hù)器。過電流保護(hù)器舉例2/3/202334200A無熔絲開關(guān)2/3/202335接地保護(hù)之過電流保護(hù)方式

當(dāng)一發(fā)生接地事故時(shí)，就有過大電流流過電路，使過電流保護(hù)器工作，切斷電路，稱為過電流保護(hù)方式。這種方式不需要特殊的接地保護(hù)儀器，只要安上一個(gè)過電流保護(hù)器即可。接地保護(hù)2/3/202336TT系統(tǒng)中即使儀器接地過電流保護(hù)器也不工作2/3/202337有保護(hù)接地線的配電系統(tǒng)TN-S，當(dāng)接觸地時(shí)回路阻抗變低，較安全2/3/202338接地保護(hù)之漏電切斷方式漏電斷路器(groundfaultcircuitinterupter)串入電路中，它檢測到接地漏電流過大時(shí)將電路切斷。一般的斷路器是利用電流之差檢測接地電流的動作型漏電斷路器(residualcurrentoperatedprotectivedevic