Аппарат для электросна
Рис. Структурная схема аппарата для электросна.
ЗГ – задающий генератор; ЖМ – ждущий мультивибратор;
И – индикатор; СЗ – схема защиты;
БП – блок питания.
Задающий генератор генерирует импульсы с частотой в диапазоне 5…150 Гц. В аппарате существует 3 поддиапазона перестройки частоты:
1) 5…20 Гц (релаксирующее воздействие);
2) 20…80 Гц (активизирование обменных процессов;
3) 80…150 Гц (анальгезия).
4) 75 Гц - эйфория (исследовано но не доказано)
Задающий генератор запускает ждущий мультивибратор. Ждущий мультивибратор формирует импульсы длительностью 0,5 мс.
Выходное напряжение аппарата до 50В при сопротивлении нагрузки 5кОм.
На импульсную последовательность может быть наложена дополнительная постоянная составляющая (от 0 до 0,5 мА). Индикатор показывает пиковое значение протекающего тока. Усилитель взаимодействует со схемой защиты, которая отключает питание аппарата при увеличении потребляемого усилителем тока.
Общие вопросы электробезопасности медицинской терапевтической аппаратуры. Классы защиты от поражения электрическим током.
Поражение электрическим током может быть в виде электрической травмы или электрического удара.
Электрическая травма (электротравма) – это результата местного воздействия тока на тело в виде электрического ожога, электрометаллизации кожи и т.д.
Электрический ожог происходит под действием электрической дуги при коротких замыканиях в установках с напряжением до 10 кВ.
Электрометаллизация кожи – это вплавление в кожу частиц металла под действием электрической дуги, она увеличивает проводимость кожного покрова и в этом ее опасность.
Электрические знаки тока возникают в виде пятен в местах входа и выхода тока из тела при плотном контакте.
Электрический удар – это возбуждение тканей организма действием тока, сопровождающееся судорожным сокращением мышц. Электрический удар вызывает наиболее тяжелые повреждения сердечно-сосудистой системы, системы дыхания и центральной нервной системы. Это приводит к нарушению ритмов сердечной деятельности, расстройству дыхания, шоку, что в итоге может привести к летальному исходу.
Величина тока является одним из основных факторов, определяющих степень поражения. При касании руками электродов с переменным током частотой 5 Гц первые ощущения возникают при I= 1mA, при I=5…10 mA наступают судороги в руках, при I=12..15 mA руки трудно оторвать от электродов. При I=50…80 mA наступает паралич дыхания, а при I=90…100 mA и t >3c – паралич сердечной мышцы и смерть.
При постоянном токе первые ощущения возникают при I=5…10 mA, при I=50…80 наступает затруднение дыхания , а при I=90…100mA – паралич дыхания.
Вторым из основных факторов, определяющих исход несчастного случая является время воздействия тока на организм. Эта зависимость для переменного тока с частотой 50 Гц имеет вид. Iдоп =50/t [mA], где t-время взаимодействия в секундах.
Третьим фактором, имеющим большое значение, является путь тока в организме человека. Наиболее опасными признаны случаи, когда ток проходит через сердце и легкие по пути рука-рука или рука-нога.
"При поражении электрическим током ни в коем случае нельзя зарывать пострадавшего в землю".
Защита от поражения электрическим током
ЭМА в зависимости от характера связи с пациентом подразделяют на:
-медицинские изделия без рабочей части;
-медицинские изделия с рабочей частью, не имеющие электрического контакта с сердцем;
-медицинские изделия с рабочей частью, имеющие электрический контакт с сердцем;
-медицинские изделия без рабочей части, предназначенные для подключения к изделиям с рабочей частью.
Наличие рабочей части у ЭМА, находящейся под напряжением и касающейся тела пациента, приводит к повышенной опасности поражения электрическим током.
Одним из основных требований к электробезопасности – является исключение возможности случайного прикосновения к находящимся под напряжением частям. Особенностью электромедицинской аппаратуры является то, что требования защиты не распространяются на рабочую часть, например, на находящиеся под напряжением электроды.
Рассмотрим некоторые основные понятия и определения
Рабочая или основная изоляция - изоляция токоведущих частей аппарата, предназначенная для обеспечения его нормальной работы и защиты персонала от поражения электрическим током.
Поражения электрическим током мед. персонала и пациентов может быть вызвано прикосновением к корпусу, оказавшимся под напряжением из-за повреждения рабочей изоляции и предотвращаются применением устройств защитного заземления, зануления и других защитных мер (защитного отключения, двойной изоляции и разделяющих трансформаторов).
Дополнительная изоляция - применяется в дополнение к основной для защиты от поражения электрическим током в случае нарушения основной изоляции.
Двойная изоляция - изоляция, состоящая из основной и дополнительной (она же Усиленная изоляция).
Защитное заземление - заземление предназначенное для защиты мед. персонала и пациентов oт поражения электрическим током при нарушении рабочей изоляции. Оно необходимо для создания между металлическими нетоковедущими частями ЭМА и землей электрического соединения, c сопротивлением значительно меньшим по сравнению с телом человека. Для осуществления защитного заземления служит заземляющее устройство.
Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Заземлитель - проводник (электрод) или группа электрически соединенных между собой проводников (электродов), располагаемых в земле и имеющих назначение создать электрическое соединение с землей.
Заземляющие проводники - проводники, соединяющие заземляемые части электромедицинской аппаратуры с заземлителем.
В помещениях, используемых для медицинских целей все стационарно смонтированные металлические конструкции, к которым относятся трубопроводы, корпуса ванн, шкафов, операционные столы, корпуса электромедицинской аппаратуры должны иметь надежное металлическое соединение между собой и заземляющим устройством для выравнивания потенциалов в случае повреждения изоляции.
Требования к заземляющим устройствам.
Сопротивление заземляющего устройства ЭМА должно быть не более 4 Ом для сетей с изолированной нейтралью, а для повторного заземления нулевого провода в сетях с глухо - заземленной нейтралью не более 10 Ом.
Для заземления электромедицинской аппаратуры различного назначения можно применять одно общее заземляющее устройство.
Заземлители - разделяются на естественные и искусственные.
В качестве естественных заземлителей могут быть использованы проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, металлические шпунты гидротехнических сооружений, металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений и т.п., имеющие надежное соединение с землей.
Запрещается использовать, в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих и взрывчатых газов, трубопроводы, покрытые изоляцией для защиты от коррозии, заземлители молниеотводов.
Если естественные заземлители имеют сопротивление постоянному току выше 4 Ом и 10 Ом, то необходимо прокладывать искусственные заземлители.
В качестве искусственных заземлителей можно применять:
• вертикально погруженные в грунт электроды из штырей 10 мм, соединенных полосами стали 48х4 мм и т.п.;
• горизонтально проложенные стальные полосы, круглую сталь и т.п. Если грунт может вызвать усиленную коррозию, следует применять оцинкованные заземлители. Расположенные в земле заземлители не должны иметь окраски.
Наименьшие сечения медных заземляющих проводников: неизолированные одножильные проводники - 4 мм2; изолированные многожильные провода -1,5 мм2.
Запрещается использовать в качестве заземляющих проводников ЭМА водопроводные трубы, проходящие в здании, сети центрального отопления, канализации и трубопроводы для горючих и взрывоопасных смесей.
Заземляющие проводники соединяются, как правило, сваркой внахлестку; должны быть доступы для осмотра, кроме нулевых жил кабелей и проложенных труб.
Открыто проложенные голые заземляющие проводники должны быть окрашены в черный цвет. Допускаются в другие цвета в соответствии с оформлением помещения, но в местах присоединений и ответвлений должны быть две черные полосы на расстоянии 150 мм.
Заземляющие проводники должны быть предохранены от механических и химических воздействий. Отключающие устройства и предохранители следует ставить в фазные провода.
Безопасность человека, коснувшегося наружных частей аппаратов при замыкании на корпус, обеспечивается понижением напряжения прикосновения за счет заземляющих устройств.
Допустимой величиной напряжения на кожуха, крышках медицинских приборов является напряжение менее 24 В переменного и менее 50 В постоянного тока.
Дополнительная защита от напряжения прикосновения осуществляется различными способами. В зависимости от способа все электрические приборы выполняются по 4 классам.
Класс 0, не имеющий дополнительных мер защиты, в изделиях медицинской техники не применяется.
Сущность защиты по классам 01 и 1 заключается в максимально возможном уменьшении напряжения прикосновения, возникающем при нарушении основной изоляции. Это защитное заземление в сетях с изолированной нейтралью или защитное зануление в сетях с заземленной нейтралью.
При этом изделие, выполненное по классу 1, присоединяется к сети при помощи 3-х жильного сетевого кабеля, имеющего вилку с заземляющим контактом, который соединяется с зажимом защитного заземления внутри аппарата. У изделий класса 01 имеется наружный зажим защитного заземления. Вилки у этих аппаратов имеют 2 штыря и могут подключаться к обычной розетке.
З
ащита
по классу II
сводится к применению дополнительной
защитной изоляции. При этом образуется
так называемая двойная или усиленная
изоляция, которая может быть выполнена
различными способами. Примером может
служить выполнение медицинского прибора
в корпусе из изоляционного материала.
Шасси аппарата, хотя и может находиться
под напряжением при пробое основной
изоляции – оно недоступно для
прикосновения. Возможно применение
промежуточной изоляции между металлическим
корпусом и шасси аппарата.
Защита по классу III заключается в питании медицинской аппаратуры пониженным безопасным напряжением. По определению:
К классу III относятся изделия, не имеющие ни внутренней, ни внешней электрических цепей с напряжением свыше 42 В. Изделия, получающие питание от внешнего источника, могут быть отнесены к классу III только в том случае, если они предназначены для присоединения непосредственно к источнику питания с напряжением не выше 42 В, у которого при холостом ходе оно не превышает 50 В. При использовании в качестве источника питания трансформатора или преобразователя его входная и выходная обмотки не должны быть электрически связаны и между ними должна быть двойная или усиленная изоляция. Испытательное напряжение составляет 4 кВ ~тока.
По ГОСТ Р50267.0 исполнение по классу III предполагает питание аппаратов от автономного источника (аккумулятора) с зарядкой последнего в отдельном зарядном устройстве. Изделия с внутренним источником питания (РД 50-717-92 С. 5)
Изделия с внутренним источником питания получают энергию, необходимую для их работы от внутреннего источника электрической энергии, такого как батарея. У изделий с внутренним источником питания нет сетевого шнура.
Примечание. Электрические изделия, не относящиеся к этим классам, не должны быть использованы для медицинского применения.
По степени защиты электромедицинские изделия классифицируют в соответствии с их медицинским назначением. ( ГОСТ Р 50326-92)
— тип Н, классы I, II или III — обладает определенной степенью защиты от электрического тока по сравнению с электрическим оборудованием для домашнего хозяйства.
тип В, классы I, II пли III — обладает повышенной степенью защиты от электрического тока, например, в результате требовании низкого тока утечки на корпус и предела тока утечки на пациента от 100 до 500 мкА для частот менее 1 кГц или эквивалентных величин при более высоких частотах;
тип BF — оборудование типа В, по с изолированной (плавающей) накладываемой частью;
тип CF, классы I или II — имеет высокую степень защиты от электрического тока в результате, например, требования низкого тока утечки на корпус и тока утечки па пациента от 10 до 50 мкА для частот менее 1 кГц или эквивалентных величин на более высоких частотах; оборудование типа CF снабжено изолированной (плавающей) накладываемой частью и предназначено для внутрисердечного применения. Для прямого применения на сердце может быть использовано изделие только типа CF
Приблизительные пределы, указанные выше, должны быть установлены как для нормальных условий, так и для условий первого повреждения.
Типы BF и CF могут быть защищены от воздействия разряда кардиодефибриллятора. Их обозначают следующими символами:
ТипВ TипBF TипCF Тип ВF с Tип CF c
защитой от защитой от
Известно, что на возможность появления фибрилляции желудочка оказывает влияние не электрические параметры воздействия, но и способность живого организма выдерживать приложенную энергию.