Приложение 10

Обеспечение электробезопасности

Основные понятия: Безопасное напряжение, Защитное заземление. Основная изоляция, дополнительная изоляция, усиленная изоляция. Рабочая часть, сигнальные цепи, части доступные для прикосновения. Защитные зазоры. Пожароустойчивость трансформатора. Ток утечки на пациента. Единичное нарушение, Приборы класса 1, класса II, типы В, ВF, CF.

9.1. Требования к защите медицинских приборов от питающей сети 220в 50Гц.

Важнейшим параметром медицинского прибора является его безопасность. Опасность истекает от сети переменного тока 220В 50Гц, если нет внутренних высоковольтных источников. Питающее напряжение в домах и медицинских учреждениях подается от распределительных трансформаторов, имеющих выходные обмотки 220В или 380В трехфазного тока. Обмотки соединены "треугольником" или "звездой". Сетевая проводка имеет 4 провода: четвертый - зануляющий. Дополнительно в помещениях потребителя должен быть провод защитного заземления. Он не соединяется с зануляющим проводом и должен выполняться только в виде стационарно закрепленной проводящей шины. Важнейшей характеристикой провода защитного заземления является его сопротивление на "землю". Это сопротивление должно измеряться под нагрузочным током 15-20 А и иметь величину не более 2 Ома.

Защитное заземление подводится ко всем сетевым розеткам (евророзетка) или имеет вид шины с отдельными зажимами для подключения. Подключение должно исключать произвольное отсоединение без применения специальных инструментов. Точка подсоединения маркируется знаком, показанным на рис 6.5.

Безопасным считается для человека напряжение 25В эфф переменного или 60В постоянного тока. Осветительная сеть имеет эффективное напряжение 220В синусоидальной формы (с отклонениями напряжения +/- 10%). Пиковое напряжение соответственно в 1.41 раз выше (310В). Такое напряжение смертельно опасно для детей. Для взрослого человека то же смертелен, если его кожа мокрая, например стоит на сыром полу. В случае сухой кожи удар электрическим током (от напряжения 220В эфф) просто болезненен. В аварийных ситуациях (например при закорачиван одного фазного провода на землю) напряжение может увеличиваться до 380В эфф и прикосновение будет смертельно для взрослого человека и с сухой кожей.

6.4 Обеспечение безопасности

Электрические приборы, работающие от сети 220В должны обеспечивать безопасность человека в том числе в разных аварийных условиях и практически исключать возникновение опасных напряжений и токов утечек в местах, доступных для прикосновения. В приборах, осуществляющих прямой контакт с пациентом через электроды, выделяется рабочая часть. Она включает вс е цепи, соединяемые с электродами. Рабочая часть отделяется от остальных узлов прибора дополнительной изоляцией. Безопасность в целом обеспечивается основной изоляцией, дополнительной изоляцией, (иногда они обьединяются и называются усиленной изоляцией), защитным заземлением и специальными требованиями к питающим трансформаторам.

В зависимости от наличия или отсутствия шины (провода) защитного заземления медицинские приборы делятся на исполнение по классу I и классу II. К первому классу относятся приборы, рассчитанные на питание от сети 220В с цепью защитного заземления (рис.6.5). Для переносных приборов соединение с защитным заземлением обычно обеспечивается тройной сетевой вилкой. Для стационарных используется заземляющая шина. В приборах, выполненных по 1 классу элементы схем и конструкций отделяются от питающей сети основной изоляцией (испытательное напряжение 1.5кВ эфф). Опасность несут элементы конструкции приборов, доступные для прикосновения. Металлические части корпуса прибора должны соединяться с защитным заземлением.

Ко второму классу относятся приборы, рассчитанные на питание от сети 220В без цепи защитного заземления. (Рис 6.6). В этих приборах должна использоваться или "усиленная" изоляция (испытательное напряжение 4 кВ эфф), или сочетание основной и дополнительной изоляции. Основная изоляция должна выдерживать испытательное напряжение 1.5кВ эфф. Дополнительная изоляция должна выдерживать испытательное напряжение 2,5 кВ.

Приборы по классам I и II разделяются по типам B, BF, CF. Приборы типа СF и ВF имеют изолированную рабочую часть. Тип СF предназначен для работы в операционных и имеет повышенные требования к допустимым токам утечки (см таблицу 1). Испытательные напряжения типов ВF и CF не отличаются. Электробезопасность типов BF и CF обеспечивается сочетанием основной изоляции и дополнительной изоляции, типа В - усиленной изоляцией.

Важным элементом приборов, определяющих их электро­безопасность являются сигнальные цепи (выводы на ЭВМ, на педали управления и др.) и рабочее заземление. Рабочее заземление приравнивается к сигнальным цепям. (Рабочее заземление используется только по классу II для уменьшения сетевых помех, но никак не для замены защитного заземления). По классу I сигнальные цепи должны или соединяться с защитным заземлением или отделятся от доступных для прикосновения цепей усиленной изоляцией. От изолированной рабочей части сигнальные цепи должны отделяться основной изоляцией. По классу II сигнальные цепи должны отделяться усиленной изоляцией от сетевых цепей, а от изолированной рабочей части и мест, доступных для прикосновения - дополнительной изоляцией. Структура построения основной и дополнительной изоляции и области приложения испытательных напряжений показана на рис 6.5 рис 6.6. (Приборы, выполненные по классу В имеют маркировку в виде двойного квадрата).

В ходящие в состав приборов питающие трансформаторы должны быть пожароустойчивы при длительном включении с перегрузкой. Испытание проводится при двух кратной перегрузке. Например, если в Вашем приборе по документации в сетевой цепи использован плавкий предохранитель с величиной тока 1А (наличие плавких предохранителей обязательно), то во время испытания трансформатора предохранитель закорачивается, нагрузка во вторичной цепи трансформатора дополнительно увеличивается до тех пор, пока ток в первичной цепи не увеличится до удвоенного значения (2А), и выдерживается под такой нагрузкой 2 часа. Затем измеряется температура первичной обмотки трансформатора: она не должна быть выше 150⁰ Цельсия.

Элементы конструкции, разделенные цепями изоляции должны иметь воздушные (и поверхностные на платах) зазоры, по величине не менее 4 мм (или 8 мм в особых случаях).