医用室的电气安全

2022/12/111第五章医用室的电气安全2022/12/112第一节供电系统接地形式一.配电方式1.电网的分类；

2.三相交流电网的三种运行方式；

a.中性点直接接地三相四线制电网

b.不接地的三相电网

c.经阻抗接地的三相电网不同的电网应采取不同的防护方式，其中的用电设备也应相应的采取不同种类的安全防护措施。2022/12/113中性点直接接地不接地的三相电网我国最常用的电压为380/220V的采用星形接法的中性点直接接地的三相四线制电网。2022/12/114IEC的配电方式记号第一个字母第二个字母第三个字母系统接地方式仪器接地方式仪器接地方式的补充说明ITNTCS非接地系统或高阻抗接地直接接地接地线用配线方式

分别接地方式中性线和接地线通用中性线和接地线分开表5-1

配电方式记号的含义

2022/12/115一、TN系统-电源中性点直接接地、设备外露可导电部分与电源中性点直接电气连接的系统。1)保护接地方式:TN-S系统三相五线制

图5-1TN-S系统工作零线N和保护接地线PE连接在同一地线上或将保护接地线PE单独接地。电源变压器输出三相，加上零线N和保护接地线PE共五条线。配电方式及保护方式分类中性线2022/12/116由于零线N和保护接地线PE从电源端的中性点分开，保护接地线PE在正常工作中无电流流过，因此在PE上无压降，即仪器设备的外壳上无电压。在电源线绝缘损坏时，仪器外壳带电，保护接地线PE把故障电流安全地导入大地，熔断线路上的保险丝，或使过电流保护装置动作，断开电源，可避免发生触电危险。推荐为医院最佳接地方式，具有双重保护功能。减小50Hz共模干扰。2022/12/1172)兼用方式:TN-C系统三相四线制电源接地线N（即中性线），同时又作安全保护接地线PE。PE图5-2TN-C系统IEC规定：在医疗场所和与其电气上有所联系的场所不允许采用TN-C系统。2022/12/118正常情况下，当电源线(相线)绝缘损坏，壳体带电时，电流通过零线N回路，不会产生触电危险，起到保护作用。缺陷：

1.一旦零线N某处断路，电流不能形成回路，仪器设备的外壳就带高压，有触电的危险。

2.在三相电用电不平衡的情况下，在零线上产生一定的电流有电压降，仪器设备的外壳也存在较大电压，并随着用电不平衡的增大，零线电压增大，手碰到仪器设备的外壳有麻电的感觉；当零线电压超过安全电压(24~30V)时，将有电击危险。

3.生物体检测仪器检测时，易引起50Hz共模干扰。2022/12/1193)TN-C-S供电系统

将TN-C与TN-S两个系统相结合的一种配电方式。该系统中，零线N和保护接地线PE一部分公用，一部分分开。即在每个房间中零线N和保护接地线PE是分开铺设，到配电柜或配电室零线N和保护接地线PE接在一个公共点上，此公共点即与电源的零线相接，又与接地体或楼体的结构钢筋相接。虽能起到一定的保护作用，实质上仍存在TN-C系统的某些缺点。2022/12/1110二、分别保护接地方式:TT系统图5-4TT系统2022/12/611三、非接接地配电电方式:IT系统当发生一一线接地地时，可可以不必必切断电电路。由由于接地地电流很很小，不不能成为为点火源源，就可可防止易易燃、易易爆性气气体麻醉醉剂爆炸炸。使用易燃麻醉剂的的手术室室，为了防止止带静电电而使用用导电地地板（ConductiveFloor）。用导导电地板板的手术室室的配电，防止电电击危险险，都是是采用IT。2022/12/612应用:1.手术室、和心脏脏手术直直接有关关的医用用室；2.ICU、心血管管造影、、血液透透析室、、抢救室室采用局部IT系统。目的:a.可以减少少切断回回路的机机会；b.防止因接接地的火火花成为为爆炸性性气体的的火源；；c.使接地时时的接触触电压很很小，防防止电击击事故；；d.IT的对地阻阻抗很大大，则负负载的漏漏电流很很小。实现:隔离变压器所有医用室必必须按其功能能进行保护接接地和等电位位接地。IT系统需要安装装绝缘监视器器。(第三章内容)2022/12/613第二节供电电系统接地安安全分析一、不接地电电网的安全性性分析图5-7不接地电网人人体单相触电电图5-8等值电路1.正常运行时触触电危险的分分析绝缘阻抗：对对地绝缘电阻阻和对地分布布电容之并联联戴维南定理相电压三相阻抗并联2022/12/614单相触电时，，人体承受的的电压和流过过人体的电流流正常运行时，，Ir很小，不超过过数十mA单相触电危险险性较小。2022/12/6152.电网故故障时时触电电危险险的分分析不接地地电网网在正正常运运行的的情况况下，，中性性点的的对地地电压压近似似为零零。当当电网网有一一相接接地时时，中中性点点的对对地电电压将将发生生变化化。2022/12/616一般，，接地地电阻阻为几几十至至几百百欧姆姆，即即Rd<<Z，当不接接地电电网发发生一一相接接地故故障时时，接接地相相的对对地电电压很很小；；中性点点的对对地电电压将将接近近电源源的相相电压压，未接地地相的的对地地电压压由于于U0很小，，故未未接地地的两两相的的对地地电压压将上上升至至线电电压。。例题：已知知不接地电电网发生一一相故障接接地时，人体如果在接地地相触电，，电流为0.155mA；人体在未接地的的另两相触触电时，，电流为223.5mA人体触电的的危险性比比较大。2022/12/617二、不接地地电网的应应用触电危险性性较大、过过电压问题题不突出以以及线路简简明的场合合，如果电电网对地分分布电容不不大且能保保持高水平平的对地绝绝缘，则宜宜采用不接接地电网。。低电压不接接地电网一一般用于采采矿、石油油化工等部部门。为了减轻一一相故障接接地的危险险性，应对不接地地电网对地绝缘状状态进行监监视；并尽尽早找出故故障点，排排除故障。。还要考虑高压窜窜入低压的的防护。2022/12/618图5-10低压电网的的绝缘监视视图5-11高压电网的的绝缘监视视2022/12/619三、接地电电网的安全全性分析图5-14接地电网中中单相触电电1.正常运行时时触电危险险的分析当有高压窜窜入低压，，或有感应应过电压、、谐振过电电压发生时时，电网的的工作接地地能稳定系系统的电位位，限制系系统对地电电压不超过过某一范围围，减轻过过电压的危危险。由于有工作作接地电阻阻的存在，，接地电网网容易受到到外系统的的干扰和影影响。R0≤4Ω2022/12/6202.电网故障时时触电危险险的分析图5-16接地电网一一相接地2022/12/621与不不接接地地电电网网相相比比，，接接地地电电网网在在发发生生一一相相接接地地故故障障时时，，工工作作接接地地电电阻阻能能够够抑抑制制对对地地电电压压的的升升高高。。接地地电网网在在正正常常时时没没有有不不接接地地电电网网安安全全性性高高；；在一相相接接地地时时触触电电的的危危险险性性较较不不接接地地电电网网小小。。四、、接接地地电电网网的的应用用难以以保保证证线线路路对对地地绝绝缘缘强强度度的的场场合合、、不不能能及及时时发发现现和和排排除除绝绝缘缘故故障障状状态态的的场场合合、、对对地地电电容容较较大大足足以以危危害害人人身身安安全全的的场场合合。。五、、两两种种电电网网的的比比较较正常常时时单单相相触触电电的的危危险险性性；；一一相相接接地地时时触触电电的的危危险险性性；；稳稳定定电电网网对对地地电电压压；；接接地地装装置置的的影影响响；；系系统统间间的的影影响响。2022/12/622第三三节节医医用用室室的的保保护护接接地地措措施施数台台仪仪器器并并用用时时接接地地可可以以考考虑虑三三种种方方法法：：1）仪器器分分别别单单独独进进行行接接地地2）采用用共共用用接接地地电电极极进进行行接接地地3）两种种方方法法并并用用存在在问问题题！！！！！！医用用室室需需要要将将接接地地方方法法和和等等电电位位化化等等手手段段适适当当组组合合，，确确保保ME仪器器的的安安全全使使用用。。要求求能能够够根根据据标标准准计计算算各各种种情情况况下下的的容容许许接接触触电电压压！！例如如防防止止微微电电击击。。2022/12/623单独独分分别别接接地地图5-17采用用分分别别接接地地的的情情况况及及等效效电电路路(a)(b)微电电击击+强电电击击；；该该方方式式在在医医学学上上不不能能推推广广。。2022/12/624公共共接接地地方方式式可采采取取下下法法方方法法进进行行预预防防：：a)公共共地地线线不不能能拉拉得得很很长长和和绕绕圈圈；；b)使用用粗粗的的地地线线，，减减小小地地线线的的电电阻阻；；c)连在在同同一一患患者者身身上上的的仪仪器器的的地地线线要要接接到到公公共共地地线线的的同同一点点上上。。第c)点特特别别重重要要，，通通常常把把它它称称为为一一点点接接地地。图5-18公共共接接地地通通过过患患者者的的电电流流公共共地地线线上上的的电阻阻不可可忽略略！！2022/12/625并用用方方式式这种种方方式式同同时时存存在在上上述述2种方方式式的的缺缺点点，，由由2个接接地地电电阻阻和和接接地地电电流流的的差差在在接接患患者者的的仪仪器器间间产产生生电电位位差差。。如如果果在在上上游游发发生生接接地地事事故故，，将将有有大大电电流流流流入入患患者者的的危危险险。。图5-19并用用方方式式产产生生的的危危险险2022/12/626结论论：：1．室内内的的接接地地线线采采用用一一点点接接地地；；接地地母母线线(groundingbus)；2．接到到同同一一患患者者身身上上的的各各种种仪仪器器，，只只能能在在同同一一个个接接地地母母线线进进行行接接地地；；3．医用用室室的的接接地地措措施施的的规规定定；；4．接地地干干线线的的要要求求；；2022/12/627一点点接接地地的的接接地地母母线线2022/12/628同一患者者的不同同仪器不不能连接接不同的的接地母母线2022/12/629四、患者者环境的的等电位位接地等电位接接地在测量仪仪器的周周围环境境中有很很多金属属物(金属水管管、煤气气管、金金属电线线管、建建筑物的的钢筋和和金属窗窗框等等等)和仪器外外壳连接接后，再再接地就就成为等等电位化方式。。患者环境境图5-20患者环境境2022/12/630等电位接接地的目目的主要要是为了了防止裸裸露导电电性的部部分之间间的电位位差，经经医务人人员间接接地连接接到病人人造成电电击电流流流过心心脏的危危险。IEC的规定等等电位位连接的的端子板板与插座座的保护护接地线线端子或或任意装装置导电电部分之间间的连线线的电阻阻(包含连接接点的电电阻)，不应大大于0.2ΩΩ。2022/12/631IEC标准，医医院内场场所的分分组和分分级如下下：1、按医疗疗电气设设备与人人体接触触状况分分组0组场所--在此场所所内不使使用由电电网供电电的且与与人体接接触的作作用部分分的医疗疗电气设设备；1组场所--在此场所所内使用用除心脏手手术外的医疗电电气设备备；2组场所--在此场所所内使用用作心脏脏手术的的医疗电电气设备备。2、按允许许间断供供电时间间的场所所分级0.5级场所----此场所要要求在0.5秒内恢复复供电；；15秒级场所所----此场所要要求在15秒内恢复复供电；；>15秒级场所所----此场所允允许恢复复供电时时间超过过15秒。第四节医医用用安全电电源表各各类房房间与分分组的对对应关系系2022/12/6322022/12/633医院的正常电电源中断供电电时，一些需需要继续用电电的设备应由由安全电源继继续供电一定定的时间。不不同电气设备备对安全电源源的要求见表5-2。特别重要的设设备，手术灯灯，生命维持持系统，应急急电源装置的的医用插座外外表面为红色色，防火和防防水要求。中国建设部标标准JGJ/T16-92《民用建筑电气气设计规范》中，有关医院院的电气布线线的规定。图心脏手术术室内的IT系统和局部等等电位联结2组场所内应采采用IT系统。安装1:1的隔离变压器器，变压器的的二次回路不不接地。IT系统采用共同同接地，即共共同接地的PE线是IT系统前的TN-S系统的PE线的延伸。（（力求避免电电位差）2022/12/634图心脏手手术室IT系统的绝缘缘监测2022/12/635图手术术室的局部部等电位联联结第1、2组场所内应应做局部等等电位联结结。2022/12/6362022/12/637第五节医医用室室电路的保保护电路异常可可分为两类类：过电流事故故、接地事事故；电路的保护护方法有两两类：过电流保护护——过电流保护护器接地保护———过电流保护护方式和漏漏电切断方方式2022/12/638过电电流流事事故故主主要要是是因因电电路路间间短短路路或或负负载载仪仪器器超超过过负负荷荷引引起起的的。。用用过过电电流流保保护护器器(过电电流流保保护护装装置置、、保保险险丝丝、、断断路路器器、、热热继继电电器器等等)切断断电电路路，，就就能能防防止止过过电电流流，，配配电电系系统统中中必必须须设设置置过过电电流流保保护护器器。。接地地保保护护2022/12/639接地地保保护护之之过电电流流保保护护方方式式当发发生生接接地地事事故故时时，，就就有有过过大大电电流流流流过过电电路路，，使使过过电电流流保保护护器器工工作作，，切切断断电电路路。。这这种种方方式式不不需需要要特特殊殊的的接接地地保保护护仪仪器器，，只只要要安安上上一一个个过过电电流流保保护护器器即即可可。。2022/12/640TT系统统中中即即使使仪仪器器接接地地，，过过电电流流保保护护器器也也不不工工作作。TN-S系统则则比其其安全全。2022/12/641有保护护接地地线的的配电电系统统TN-S，接地地时回回路阻阻抗变变低2022/12/642接地保保护之之漏电切切断方方式漏电断断路器器(groundfaultcircuitinterupter)串入电电路中中，它它检测测到接接地漏漏电流流过大大时将将电路路切断断。一般的的断路路器是是利用用电流流之差差检测测接地地电流流的动动作型型漏电电断路路器(residualcurrentoperatedprotectivedevice)。2022/12/643IEC的设备备安全全标准准中把把这种种切断断电路路规定定为一一种辅辅助手手段，，为了了在有有接地地事故故时，，不使使危险险电压压(接触电电压)的存在在达到到