第五章醫用室的電氣安全2/3/20231第一節供電系統接地形式一.配電方式1.電網的分類；

2.三相交流電網的三種運行方式；

a.中性點直接接地三相四線制電網

b.不接地的三相電網

c.經阻抗接地的三相電網不同的電網應采取不同的防護方式，其中的用電設備也應相應的采取不同種類的安全防護措施。2/3/20232中性點直接接地不接地的三相電網我國最常用的電壓為380/220V的采用星形接法的中性點直接接地的三相四線制電網。2/3/20233IEC的配電方式記號第一個字母第二個字母第三個字母系統接地方式儀器接地方式儀器接地方式的補充說明ITNTCS非接地系統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-電源中性點直接接地、設備外露可導電部分與電源中性點直接電氣連接的系統。1)保護接地方式:TN-S系統三相五線制

圖5-1TN-S系統工作零線N和保護接地線PE連接在同一地線上或將保護接地線PE單獨接地。電源變壓器輸出三相，加上零線N和保護接地線PE共五條線。配電方式及保護方式分類中性線2/3/20235由于零線N和保護接地線PE從電源端的中性點分開，保護接地線PE在正常工作中無電流流過，因此在PE上無壓降，即儀器設備的外殼上無電壓。在電源線絕緣損壞時，儀器外殼帶電，保護接地線PE把故障電流安全地導入大地，熔斷線路上的保險絲，或使過電流保護裝置動作，斷開電源，可避免發生觸電危險。推薦為醫院最佳接地方式，具有雙重保護功能。減小50Hz共模干擾。2/3/202362)兼用方式:TN-C系統三相四線制電源功能接地線N（即中性線），同時又作安全保護接地線PE。PE圖5-2TN-C系統IEC規定：在醫療場所和與其電氣上有所聯系的場所不允許采用TN-C系統。2/3/20237正常情況下，當電源線(相線)絕緣損壞，殼體帶電時，電流通過零線N回路，不會產生觸電危險，起到保護作用。缺陷：

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

2.在三相電用電不平衡的情況下，在零線上產生一定的電流有電壓降，儀器設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，手碰到儀器設備的外殼有麻電的感覺；當零線電壓超過安全電壓(24~30V)時，將有電擊危險。

3.在生物體檢測儀器檢測時，易引起50Hz共模干擾。2/3/20238

3)TN-C-S供電系統

將TN-C與TN-S兩個系統相結合的一種配電方式。該系統中，零線N和保護接地線PE一部分公用，一部分分開。即在每個房間中零線N和保護接地線PE是分開鋪設，到配電柜或配電室零線N和保護接地線PE接在一個公共點上，此公共點即與電源的零線相接，又與接地體或樓體的結構鋼筋相接。雖能起到一定的保護作用，實質上仍存在TN-C系統的某些缺點。2/3/20239二、分別保護接地方式:TT系統圖5-4TT系統2/3/202310三、非接地配電方式:IT系統

當發生一線接地時，可以不必切斷電路。由于接地電流很小，不能成為點火源，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電地板（conductivefloor）。用導電地板的房間的配電，差不多都是采用IT。

2/3/202311手術室、和心臟手術直接有關的醫用室目的:a.可以減少切斷回路的機會；

b.防止因接地的火花成為爆炸性氣體的火源；

c.使接地時的接觸電壓很小，防止電擊事故；

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

2/3/2023142.電網故障時觸電危險的分析不接地電網在正常運行的情況下，中性點的對地電壓近似為零。當電網有一相接地時，中性點的對地電壓將發生變化。

2/3/202315一般，接地電阻為幾十至幾百歐姆，即Rd<<z，當不接地電網發生一相接地故障時，接地相的對地電壓很小；中性點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。經計算可知，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，電流為223.5mA2/3/202316二、不接地電網的應用觸電危險性較大、過電壓問題不突出以及線路簡明的場合，如果電網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。低電壓不接地電網一般用于采礦、石油化工等部門。為了減輕一相故障接地的危險性，應對電網對地絕緣狀態進行監視；并盡早找出故障點，排除故障。在不接地電網中，還要考慮高壓竄入低壓的防護。2/3/202317圖5-10低壓電網的絕緣監視圖5-11高壓電網的絕緣監視2/3/202318三、接地電網的安全性分析圖5-14接地電網中單相觸電1.正常運行時觸電危險的分析當有高壓竄入低壓，或有感應過電壓、諧振過電壓發生時，電網的工作接地能穩定系統的電位，限制系統對地電壓不超過某一范圍，減輕過電壓的危險。

由于有工作接地電阻的存在，接地電網容易受到外系統的干擾和影響。

2/3/2023192.電網故障時觸電危險的分析圖5-16接地電網一相接地2/3/202320與不接地電網相比，接地電網在發生一相接地故障時，工作接地電阻能夠抑制對地電壓的升高。接地電網在一相接地時觸電的危險性較不接地電網小。四、接地電網的應用五、兩種電網的比較

正常時單相觸電的危險性；一相接地時觸電的危險性；

穩定電網對地電壓；接地裝置的影響；

系統間的影響。

2/3/202321第三節醫用室的保護接地措施并用數臺儀器時接地可以考慮三種方法：

1）、儀器分別單獨進行接地

2）、采用共用接地電極進行接地

3）、兩種方法并用

存在問題！！！醫用室需要將接地方法和等電位化等手段適當組合，確保ME儀器的安全使用。

要求能夠根據標準計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

可采取下法方法進行預防：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上。第c)點特別重要，通常把它稱為一點接地。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

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

圖5-19并用方式產生的危險2/3/202325結論：

1．室內的接地線采用一點接地；

接地母線(groundingbus)；

2．接到同一患者身上的各種儀器，只能在同一個接地母線進行接地；

3．醫用室的接地措施的規定；

4．接地干線的要求；

2/3/202326一點接地的接地母線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、患者環境的等電位接地等電位接地

平常在測量儀器的周圍環境中有很多金屬物(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。患者環境圖5-20患者環境2/3/202329等電位接地的目的主要是為了防止裸露導電性的部分之間的電位差，經醫務人員間接地連接到病人造成電擊電流流過心臟的危險。IEC的規定

等電位連接的端子板與插座的保護接地線端子或任意裝置導電部分之間的連線的電阻(包含連接點的電阻)，不應大于0.2?。2/3/202330IEC標準，醫院內場所的分組和分級如下：1、按醫療電氣設備與人體接觸狀況分組0組場所--在此場所內不使用由電網供電的且與人體接觸的作用部分的醫療電氣設備；1組場所--在此場所內使用除心臟手術外的醫療電氣設備；2組場所--在此場所內使用作心臟手術的醫療電氣設備。2、按允許間斷供電時間的場所分級0.5級場所----此場所要求在0.5秒內恢復供電；15秒級場所----此場所要求在15秒內恢復供電；>15秒級場所----此場所允許恢復供電時間超過15秒。第四節醫用安全電源2/3/202331醫院的正常電源中斷供電時，一些需要繼續用電的設備應由安全電源繼續供電一定的時間。不同電氣設備對安全電源的要求見表5-2。特別重要的設備，手術燈，生命維持系統，應急電源裝置的醫用插座外表面為紅色，防火和防水。中國建設部標準JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》中，有關醫院的電氣布線的規定。

2/3/202332第五節醫用室電路的保護醫院環境下電路異常可分為兩類：

過電流事故、接地事故；

電路的保護方法有兩類：過電流保護—過電流保護器接地保護——過電流保護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載儀器超過負荷引起的。

用過電流保護器(過電流保護裝置、保險絲、斷路器、熱繼電器等)切斷電路，就能防止過電流，配電系統中必須設置過電流保護器。過電流保護器舉例2/3/202334200A無熔絲開關2/3/202335接地保護之過電流保護方式

當一發生接地事故時，就有過大電流流過電路，使過電流保護器工作，切斷電路，稱為過電流保護方式。這種方式不需要特殊的接地保護儀器，只要安上一個過電流保護器即可。接地保護2/3/202336TT系統中即使儀器接地過電流保護器也不工作2/3/202337有保護接地線的配電系統TN-S，當接觸地時回路阻抗變低，較安全2/3/202338接地保護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