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1、浅谈医用电气设备中接地的相关要求 浅谈医用电气设备中接地的相关要求 李仕宁 广东省医疗器械质量监督检验所(广州 510080)内容摘要：根据 GB9706.1-2007 中的相关条款，本文比较了该标准对保护接地、功能接地、电位均衡三种接地类型的不同要求，重点介绍了该标准对保护接地紧固性、低阻抗性的相关要求。关键词：保护接地 功能接地 电位均衡 保护接地阻抗 端子连接 1 前言 1 前言 接地是一种重要的用电安全措施，本文总结了 GB9706.1-2007 医用电气设备第 1 部分：安全通用要求标准中对接地的相关要求，以便电气工程师能正确、高效地设计各种医用电气设备。接地不良容易引起触电事故，所
2、以对标准中关于“接地”的要求应给予足够的重视。GB9706.1-2007 按防电击类型把医用电气设备分为 I 类设备和 II 类设备，本文阐述的是 I类设备的接地要求。2 接地的相关要求 2 接地的相关要求 下面从三个方面来介绍接地的要求：第一，接地的种类及区别；第二，保护接地连接要求；第三，保护接地阻抗要求。2.1 接地的种类及其区别 2.1 接地的种类及其区别 接地有保护接地、功能接地和电位均衡三种类型，标准对这三种接地类型的使用目的、符号和导线颜色有不同的要求。下面先阐述这三种接地类型的定义，然后分别列出标准对这三种接地的相关要求。保护接地是将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情
3、况下可能带电的电器金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。与保护接地相关的条款有：GB9706.1-2007 中 6.2f）、6.5、18和 58。保护接地连接、保护接地阻抗的要求另外分别在本文 2.2、2.3 中阐述。功能接地是参考地在系统板、电路板上，与测量供电电路或控制电路某点相连，或直接与为功能目的而接地的屏蔽部分相连，它可与保护接地连在一块，但起不到保护接地（大电流通过）的要求，功能接地端子不应当作保护接地使用。与功能接地相关的条款有：GB9706.1-2007 中 6.1y）、6.2g）、6.5 和 18。电位均衡是为了保证组成一个
4、局部系统的几个医疗设备有一个共同的参考地，等电位连接中不承担电流（包括泄漏电流），只是为了平衡局部系统中的设备的电位差。如设备具有供给电位均衡连接用的装置，这一连接应容易触及到；在正常使用中能防止意外断开；不用工具即可拆下导线；电位均衡导线不包含在电源软电线中；连接装置应标以符号“”。与电位均衡相关的条款有：GB9706.1-2007 中 6.1y）、6.5 和 18。表 1 从目的、符号、导线颜色三方面，总结了保护接地、功能接地和电位均衡三种接地类型的不同点。表 1 接地类型区别 类型 保护接地 功能接地 电位均衡 目的 防电击保护 屏蔽干扰、稳定信号形成等电位 符号 导线颜色 必须为绿/黄
5、色 可为绿/黄色 2.2 保护接地连接要求 2.2 保护接地连接要求 下面先介绍保护接地端子的定义，然后列出 GB9706.1-2007 中关于保护接地连接的相关要求。保护接地端子是为安全为目的与 I 类设备导体部件相连接的端子，该端子预期通过保护接地导线与外部保护接地系统相连接。保护接地端子应适合于经电源软电线的保护接地导线，以及合适时经适当插头，或经固定的永久性安装的保护接地导线，与设施中的保护导线相连。接地连接应满足：第一、保护接地端子，无论是固定的电源导线，还是电源软电线，所用的紧固件，必须是在夹紧和松开接线时都不会使内部布线受到应力，也不会使爬电距离和电气间隙降低到规定值以下。不借助
6、工具不可能使紧固件松动。包括在设备内部做保护接地连接用的螺钉应完全盖住或防止从设备外部意外地使它松动。第二、对于机内保护接地的连接，允许用螺钉、焊锡、钳压、缠绕、熔焊或可靠的压力接触。第三、如果用设备电源输入插口作设备的电源连接，则设备电源输入插口中的接地脚应被看作是保护接地端子。第四、保护接地端子是专用的，不应用来作设备不同部分之间的机械连接，亦不能作为与保护接地或功能接地无关的任何元件的固定装置使用。如保护接地线与与外部维修用金属门上的旋钮使用同一个螺钉固定。在维修旋钮时，会出现保护接地线脱落的单一故障，此时，若绝缘不好，金属门就可能带电，发生触电危险。分开固定的话可以保障旋钮拆卸时保证接
7、地线始终起到保护作用，也可以防止维修完毕后，安装了旋钮，而忘记安装保护接地线而导致触电危险的情况。第五、保护接地连接应在电源接通前先接通，在电源断开后再断开。这一要求适用于通过插头和插座与网电源连接的设备，包括设备上的辅助网电源插头插座。如果设备具有可互换的部件，该要求亦适用。例如有三个端子的插头或插座，接地端一定得长于其他两端。2.3 保护接地阻抗要求 2.3 保护接地阻抗要求 保护接地是提供一个低阻抗路径来防止漏电时触电危险的。下面从保护接地阻抗要求值和保护接地阻抗测试两方面，展开介绍。GB9706.1-2007 标准中 18f）要求：不用电源软电线的设备，其保护接地端子与保护接地的所有可
8、触及金属部件之间的阻抗，不应超过 0.1；带有电源输入插口的设备，在插口中的保护接地点与已保护接地的所有可触及金属部件之间的阻抗，不应超过 0.1；带有不可拆卸电源软电线的设备，网电源插头中的保护接地脚和已保护接地的所有可触及金属部件之间的阻抗不得超过 0.2。保护接地阻抗的测试原理是：用 50Hz 或 60Hz、空载电压不超过 6V 的电流源，产生 25A或 1.5 倍于设备额定电流，两者中取较大的一个（10%），在至少 5s10s 的时间里，在保护接地端子或电源输入插口保护接地点或网电源插头的保护接地脚和在基本绝缘失效情况下可能带电的每一个可触及金属部件之间流通。测量标准要求中有关部件之间
9、保护接地连接的电压降，根据电流和电压降计算其保护接地阻抗。使用大电流测量保护接地阻抗的原因，是需要足够的幅值引起电气设备中的保护装置（熔断器、断路器、对地漏电流断路器等）在短时间内动作，并且考核保护接地线不会被熔断。试验电流通过的最短时间的要求，是为了显示出连接件的部件太细或接触不良而产生的过热。这样的“薄弱点”只用测量电阻值的方法是不能发现的。测试仪器的输出线连接必须牢固，以减少接触电阻。必要时用仪器自校输出线的阻抗，重新设定仪器的零位，或在实测值中减去其阻抗。仪器的测试夹或测试头与被测的有关金属部件接触应良好。漆层、珐琅层、氧化层和类似的防护层,不能看作是能防止与带电部件接触的防护外壳。应
10、作适当处理后再测试。保护接地连接阻抗允许超过 0.1的条件：如可触及部份或与其连接的元器件的基本绝缘失效时,流至可触及部分的连续故障电流值限制在某值之下,以致在单一故障状态时外壳漏电流不超过容许值时,除在 GB 9706.1-2007 的 18f)中所述之外的保护接地连接阻抗容许超过 0.1。3 总结与分析总结与分析 接地端子符号问题：要注意保护接地端子符号“”与功能接地符号“”和电位均衡符号“”的区别，在使用时不能混淆。还要注意接地符号所标示的位置应该是合理的，不应标示在那些易拆卸或易磨损等部件上，避免因磨损或维护漏装导致标示不清。保护接地导线要求：保护接地导线的整个长度都应以绿/黄色的绝缘
11、为识别标志，设备内部将可触及金属部分或其他具有保护功能的保护接地部件与保护接地端子相连的导线上的绝缘体应至少在导线终端用绿/黄色来识别。保护接地导线除了满足颜色的要求，还要注意其断面积与相关电源导线的断面积至少相等，确保相关的保护接地线以及保护接地连接的电流通电能力。在测试中会发现有的接地不良，保护接地阻抗超过限值要求的情况，怎样才能保证可靠接地呢？保护接地不可用作其它连接；一个保护接地端子最好不要连接多条接地线，要有防止意外松动的措施，最为常用的就是加弹簧垫片螺钉锁紧；不可固定在塑料件上，接地端子与金属部件应充分接触，接触面一定要去掉喷漆等绝缘材料；不能使用线径过小或长度过长的接地线。保护接地连接应固定可靠，才能起到保护作用。根据 GB9706.1-2007 中的相关条款，本文从功效目的、导线颜色、标识符号等方面，比较了该标准对保护接地、功能接地、电位均衡三种接地类型的不同要求；另一方面，也总结了该标准对保护接地紧固性、低阻抗性的相关要求，以便相关的技术人员能较系统地把握“接地”的要求，提高产品设计的安全性。参考文献 1 GB 9706.1-2007 医用电气设备 第 1 部分：安全通用要求 2 GJB 1210 接地、打接和屏蔽设计的实施 3 医疗器械检验操作规范，中国科学技术出版社