1、第五章第五章 医用室的电气安全医用室的电气安全10/15/20221第一节第一节 供电系统接地形式供电系统接地形式一一.配电方式配电方式1.电网的分类；电网的分类；2.三相交流电网的三种运行方式；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中性点直接接地三相四线制电网b.不接地的三相电网不接地的三相电网c.经阻抗接地的三相电网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用电设备也应相应的采取不同种类的安全防护措施。护措施。10/15/20222中性点直接接地中性点直接接地不接地的三相电网不
2、接地的三相电网我国最常用的电压为我国最常用的电压为 380/220 V的采用星形接法的中性点直的采用星形接法的中性点直接接地的三相四线制电网。接接地的三相四线制电网。10/15/20223IEC的配电方式记号的配电方式记号第一个字母第一个字母第二个字母第二个字母第三个字母第三个字母系统接地方式系统接地方式仪器接地方式仪器接地方式仪器接地方式的补充仪器接地方式的补充说明说明ITNTCS非接地系非接地系统或高阻统或高阻抗接地抗接地直接接地直接接地接地线用接地线用配线方式配线方式 分别分别接地方式接地方式中性线和中性线和接地线通接地线通用用中性线和中性线和接地线分接地线分开开表表5-1 配电方式记号
3、的含义配电方式记号的含义 10/15/20224一、一、TN系统系统-电源中性点直接接地、设备外露可导电部分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。与电源中性点直接电气连接的系统。1)保护接地方式保护接地方式:TN-S系统系统 三相五线制三相五线制 图图5-1 TN-S系统系统工作零线工作零线N和保护接地线和保护接地线PE连接在同一地线上或将保护接地连接在同一地线上或将保护接地线线PE单独接地。电源变压器输出三相，加上零线单独接地。电源变压器输出三相，加上零线N和保护接和保护接地线地线PE共五条线共五条线。配电方式及保护方式分类配电方式及保护方式分类中性线中性线1
4、0/15/20225由于零线由于零线N和保护接地线和保护接地线PE从电源端的中性点从电源端的中性点分开，分开，保护接地线保护接地线PE在正常工作中无电流流在正常工作中无电流流过，因此在过，因此在PE上无压降，即仪器设备的外壳上无压降，即仪器设备的外壳上无电压。上无电压。在电源线绝缘损坏时，仪器外壳带电，在电源线绝缘损坏时，仪器外壳带电，保护接保护接地线地线PE把故障电流安全地导入大地，熔断线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。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
5、能。推荐为医院最佳接地方式，具有双重保护功能。减小减小50Hz共模干扰。共模干扰。10/15/202262)兼用方式兼用方式:TN-C系统系统 三相四线制三相四线制电源功能接地线电源功能接地线N（即中性线），同时又作安全保护接地（即中性线），同时又作安全保护接地线线PE。PE图图5-2 TN-C系统系统IEC规定：在医疗场所和与其电气上有所联系的场所不规定：在医疗场所和与其电气上有所联系的场所不允许采用允许采用TN-C系统。系统。10/15/20227正常情况下，当电源线正常情况下，当电源线(相线相线)绝缘损坏，壳体带电时，绝缘损坏，壳体带电时，电流通过零线电流通过零线N回路，不会产生触电危险
6、，起到保护作回路，不会产生触电危险，起到保护作用。用。缺陷：缺陷：1.一旦零线一旦零线N某处断路，电流不能形成回路，仪器设备某处断路，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。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的外壳有麻电的感觉；当零线电压超过安全电压(243
7、0V)时，将有电击危险。时，将有电击危险。3.在生物体检测仪器检测时，易引起在生物体检测仪器检测时，易引起50Hz共模干扰。共模干扰。10/15/20228 3)TN-C-S供电系统供电系统 将将TN-C与与TN-S两个系统相结合的一种配电方式。两个系统相结合的一种配电方式。该系统中，零线该系统中，零线N和保护接地线和保护接地线PE一部分公用，一部分分开。一部分公用，一部分分开。即在每个房间中零线即在每个房间中零线N和保护接地线和保护接地线PE是分开铺设，到配电柜或配是分开铺设，到配电柜或配电室零线电室零线N和保护接地线和保护接地线PE接在一个公共点上，此公共点即与电源接在一个公共点上，此公共
8、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。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。系统的某些缺点。10/15/20229二、分别保护接地方式二、分别保护接地方式:TT系统系统图图5-4 TT系统系统10/15/202210三、非接地配电方式三、非接地配电方式:IT系统系统 当发生一线接地时，可以不必切断电路。由于接地电当发生一线接地时，可以不必切断电路。由于接地电流很小，不能成为点火源，就可防止易燃、易爆性气流很小，不能成为点火源，就可防止易燃、易爆性气体麻醉剂爆炸。体麻醉剂爆炸。使
9、用这种麻醉剂的房间，为了防止带静电而使用导电使用这种麻醉剂的房间，为了防止带静电而使用导电地板（地板（conductive floor）。用导电地板的房间的配电，）。用导电地板的房间的配电，差不多都是采用差不多都是采用IT。10/15/202211手术室、和心脏手术直接有关的医用室手术室、和心脏手术直接有关的医用室目的目的:a.可以减少切断回路的机会；可以减少切断回路的机会；b.防止因接地的火花成为爆炸性气体的火源；防止因接地的火花成为爆炸性气体的火源；c.使接地时的接触电压很小，防止电击事故；使接地时的接触电压很小，防止电击事故；d.IT的对地阻抗很大，则负载的漏电流很小。的对地阻抗很大，则
10、负载的漏电流很小。利用隔离变压器实现非接地配电方式。利用隔离变压器实现非接地配电方式。所有医用室必须按其功能进行保护接地和等电位接地。所有医用室必须按其功能进行保护接地和等电位接地。IT系统需要安装绝缘监视器。系统需要安装绝缘监视器。10/15/202212第二节第二节 供电系统接地安全分析供电系统接地安全分析一、不接地电网的安全性分析一、不接地电网的安全性分析图图5-7 不接地电网人体单相触电不接地电网人体单相触电图图5-8 等值电路等值电路1.正常运行时触电危险的分析正常运行时触电危险的分析绝缘阻抗：对地绝缘阻抗：对地绝缘电阻和对地绝缘电阻和对地分布电容之并联分布电容之并联戴维南定理戴维南
11、定理请自学！请自学！10/15/202213单相触电时，人体承受的电压和流过人体的电流单相触电时，人体承受的电压和流过人体的电流 UZRRUZRRUrrrrr333/3/33rrrUUIRZRZ10/15/2022142.电网故障时触电危险的分析电网故障时触电危险的分析不接地电网在正常运行的情况下，中性点的对地电压近似不接地电网在正常运行的情况下，中性点的对地电压近似为零。当电网有一相接地时，中性点的对地电压将发生变为零。当电网有一相接地时，中性点的对地电压将发生变化。化。UZRZUUUd33010/15/202215一般，接地电阻为几十至几百欧姆，即一般，接地电阻为几十至几百欧姆，即Rd15
12、秒级场所秒级场所-此场所允许恢复供电时间超过此场所允许恢复供电时间超过15秒。秒。第四节第四节 医用安全电源医用安全电源10/15/202231医院的正常电源中断供电时，一些需医院的正常电源中断供电时，一些需要要继续用继续用电的设备应由安全电源继续供电一定的时间。电的设备应由安全电源继续供电一定的时间。不同电气设备对安全电源的要不同电气设备对安全电源的要求见表求见表5-2。特别重要的设备，手术灯，生命维持系统，应特别重要的设备，手术灯，生命维持系统，应急电源装置的医用插座外表面为红色，防火和急电源装置的医用插座外表面为红色，防火和防水。防水。中国建设部标准中国建设部标准JGJ/T16-92民用
13、建筑电气设民用建筑电气设计规范计规范中，有关医院的电气布线的规定。中，有关医院的电气布线的规定。10/15/202232第五节第五节 医用室电路的保护医用室电路的保护医院环境下电路异常可分为两类：医院环境下电路异常可分为两类：过电流事故、接地事故；过电流事故、接地事故；电路的保护方法有两类：电路的保护方法有两类：过电流保护过电流保护过电流保护器过电流保护器接地保护接地保护过电流保护方式和漏电切断方式过电流保护方式和漏电切断方式10/15/202233过电流事故主要是因电路间短路或负载仪器超过电流事故主要是因电路间短路或负载仪器超过负荷引起的。过负荷引起的。用过电流保护器用过电流保护器(过电流保
14、护装置、保险丝、过电流保护装置、保险丝、断路器、热继电器等断路器、热继电器等)切断电路，就能防止过切断电路，就能防止过电流，配电系统中必须设置过电流保护器。电流，配电系统中必须设置过电流保护器。过电流保护器举例过电流保护器举例10/15/202234200A 无熔丝开关无熔丝开关10/15/202235接地保护之接地保护之过电流保护方式过电流保护方式当一发生接地事故时，就有过大电流流过电路，当一发生接地事故时，就有过大电流流过电路，使过电流保护器工作，切断电路，称为过电流保使过电流保护器工作，切断电路，称为过电流保护方式。这种方式不需要特殊的接地保护仪器，护方式。这种方式不需要特殊的接地保护仪
15、器，只要安上一个过电流保护器即可。只要安上一个过电流保护器即可。接地保护10/15/202236TT系统中即使仪器接地过电流保护器也不工作系统中即使仪器接地过电流保护器也不工作10/15/202237有保护接地线的配电系统有保护接地线的配电系统TN-S，当接触地时回路阻抗，当接触地时回路阻抗变低，较安全变低，较安全10/15/202238 接地保护之接地保护之漏电切断方式漏电切断方式漏电断路器漏电断路器(ground fault circuit interupter)串入电串入电路中，它检测到接地漏电流过大时将电路切断。路中，它检测到接地漏电流过大时将电路切断。一般的断路器是利用电流之差检测接
16、地电流的动作一般的断路器是利用电流之差检测接地电流的动作型漏电断路器型漏电断路器(residual current operated protective device)。10/15/202239漏电断路器原理10/15/202240普通漏电断路器10/15/202241插座型漏电断路器10/15/202242便携型漏电断路器10/15/202243IEC的设备安全标准中把这种切断电路规定为一的设备安全标准中把这种切断电路规定为一种辅助手段，为了在有接地事故时，不使危险电种辅助手段，为了在有接地事故时，不使危险电压压(接触电压接触电压)的存在达到有危险的持续时间。的存在达到有危险的持续时间。与人体直接接触的医疗设备，宜设置动作电流为与人体直接接触的医疗设备，宜设置动作电流为5mA漏电流保护器。漏电流保护器。漏电保护器的选用标准。漏电保护器的选用标准。10/15/202244表表5-3 漏电断路器的种类漏电断路器的种类10/15/202245
