醫(yī)用電氣設(shè)備接地方式與管理的討論

姬慧，劉憲，樓曉敏

杭州市中醫(yī)院 設(shè)備科， 浙江 杭州310007

醫(yī)用電氣設(shè)備接地方式與管理的討論

姬慧，劉憲，樓曉敏

杭州市中醫(yī)院 設(shè)備科， 浙江 杭州310007

本文通過介紹醫(yī)療設(shè)備的接地種類及特點(diǎn)，并結(jié)合本醫(yī)院的情況，討論如何選擇接地形式和方法，以提高醫(yī)療設(shè)備接地的安全管理質(zhì)量。

醫(yī)療設(shè)備；設(shè)備接地；安全管理

0 前言

隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大大加快了醫(yī)用電氣設(shè)備的發(fā)展和更新。在短短的幾十年里，醫(yī)用電氣設(shè)備發(fā)展為臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展、醫(yī)療水平的提高、保障人類的健康發(fā)揮著重要的作用。在各個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中幾乎找不到與醫(yī)用電氣設(shè)備無關(guān)的部門。醫(yī)用電氣設(shè)備作為醫(yī)療器械的主要組成部分，其安全使用和管理顯得尤其重要。采用醫(yī)用電氣設(shè)備對(duì)患者進(jìn)行診斷和治療時(shí)，必須從患者的特點(diǎn)出發(fā)，充分考慮安全性和可靠性的問題，盡量減少儀器設(shè)備的互相干擾和外界影響，確保儀器設(shè)備的正常性能，達(dá)到醫(yī)療安全的目的。因此，醫(yī)療電氣設(shè)備的接地必須重視。

1 接地的類型及特點(diǎn)

1.1 接地的概念

1752年弗蘭克林發(fā)明避雷針時(shí)就有了儀器接地。所謂接地是指將電力系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分經(jīng)接地線連接到地極上。電力系統(tǒng)中接地的部分一般是中心點(diǎn)，也可以是相線的某一點(diǎn)。電氣裝置的接地部分則是正常情況下不帶電的金屬導(dǎo)體，一般為金屬外殼。

1.2 接地的分類

接地的作用是多種多樣的，按作用功能可分為2類：一類是起安全保護(hù)作用；另一類是為了提高儀器的功能的穩(wěn)定性和可靠性。其中安全保護(hù)作用的接地可分為：供電系統(tǒng)接地、儀器接地（保護(hù)接地、等電位接地）、避雷接地。功能接地可分為：電路用接地、定電位接地（防電磁場(chǎng)干擾）、其他（如虛地、浮地）接地。接地分類，見圖1。

（1）供電系統(tǒng)接地。醫(yī)院配電室都是用變壓器將高壓電變換為低壓電源(市電)，低電壓側(cè)采用單線或中性點(diǎn)接地方式，這就是供電系統(tǒng)接地，也叫電源側(cè)接地。這種接地方法是為了防止高壓側(cè)產(chǎn)生接地事故，與低壓側(cè)混觸時(shí)的一種安全保護(hù)電路。要求接地電阻在4Ω以下。

（2）保護(hù)接地。保護(hù)接地是人們將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的儀器金屬部分，用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來的一種接地方式。目的是為了防止儀器設(shè)備絕緣變質(zhì)漏電時(shí)對(duì)患者和使用人員造成電擊事故。原理是當(dāng)人體與設(shè)備外殼接觸時(shí)在人體電阻兩端并聯(lián)一個(gè)小阻值電阻或串聯(lián)一個(gè)大電阻。

（3）等電位接地。人們把無關(guān)的導(dǎo)電部分（指與設(shè)備的電功能無關(guān)的導(dǎo)電性部分，如儀器設(shè)備的外殼、金屬水管、金屬床和窗框、建筑物的鋼筋等）全部用低電阻的導(dǎo)線連接到一點(diǎn)，然后進(jìn)行接地，稱為等電位接地。為了得到等電位采用的導(dǎo)線稱為等電位接地線。在安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求離患者2.5m以內(nèi)的范圍內(nèi)要取得等電位。

（4）電路用接地。電路用接地是利用大地作為電路一部分的接地。如無線電接收設(shè)備的接地。

來到教室，小唐果然如孩子們說的那樣淚流不止，傷心得連話都說不出來。我將小唐叫到身邊，安慰他，幫他擦干眼淚，想各種辦法打開他的心扉，讓他告訴我哭泣的原因。小唐只一個(gè)勁地哭，邊哭邊說自己不想在這個(gè)學(xué)校待下去，要轉(zhuǎn)到其他學(xué)校去。

（5）定電位接地。定電位接地也稱屏蔽接地，將金屬外殼保持一定的電位，在其內(nèi)部的電路將不受外面電場(chǎng)的影響。利用屏蔽這個(gè)特性，可以防止外界各種電磁場(chǎng)對(duì)醫(yī)學(xué)電氣設(shè)備的干擾。如常用的屏蔽室和屏蔽罩等。

（6）浮地。浮地也稱虛地，是電子設(shè)備的地線或地線系統(tǒng)與大地的電學(xué)“地”之間無歐姆性連接。它不受大地電流的影響，以浮地為參考零電平，使各路電勢(shì)按“水漲船高”的方式浮動(dòng)，對(duì)防止感應(yīng)高電壓有利。如隱藏式起搏儀。

1.3 醫(yī)療設(shè)備接地的配電型式

醫(yī)療設(shè)備接地的配電型式分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)3類，其中TN系統(tǒng)中又分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)3種，故醫(yī)療設(shè)備接地的配電型式有5種。其命名是按IEC國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定，低壓系統(tǒng)的接地制式由2個(gè)字目組成，必要時(shí)加后續(xù)字母（表1）。

表1 接地配電型式命名

（1）分別保護(hù)接地方式（TT系統(tǒng)）。 TT系統(tǒng)是指電源中性點(diǎn)通過一點(diǎn)直接接地，用電設(shè)施的外露導(dǎo)電部件也直接接地，但兩者的接地體是獨(dú)立的，見圖2。這樣使用的醫(yī)用設(shè)備是OI類設(shè)備，不符合IEC和我國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)要求，因?yàn)槭褂脮r(shí)地線可能忘接或連接不好而造成電擊事故。另外，當(dāng)設(shè)備外殼帶電時(shí)，由于是分別接地和中線接地不是一個(gè)接地體，兩者之間存在較大的電阻，限制了短路電流，使過電流斷路開關(guān)不動(dòng)作或保險(xiǎn)絲不熔斷，失去斷電保護(hù)，可能造成嚴(yán)重的后果。單獨(dú)的接地線對(duì)于抗干擾是有作用的，但保護(hù)接地存在明顯的缺陷。

（2）兼用方式（TN-C系統(tǒng)）。TN-C系統(tǒng)是指在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，將中性線（N）和保護(hù)地線功能合并到一根導(dǎo)體，見圖3。這種方式稱為三相四線制。當(dāng)儀器絕緣損壞外殼帶電時(shí)，大電流經(jīng)過零線形成回路，使外殼電壓降低，過流斷路開關(guān)動(dòng)作或保險(xiǎn)絲熔斷，起到保護(hù)作用。負(fù)載儀器的接地由中性線來實(shí)現(xiàn)，這樣中性線多數(shù)會(huì)存在電流，引起儀器的外殼電位升高。但當(dāng)電壓超過安全電壓（25V）時(shí)將產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。在生物體參數(shù)檢測(cè)時(shí)這種方式容易受到50Hz的干擾。

（3）保護(hù)接地方式（TN-S系統(tǒng)）。TN-S系統(tǒng)是指在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)有單獨(dú)的中性線和保護(hù)接地，見圖4。這種方式也稱三相五線制。其中性線與保護(hù)接地線是分開的，只是最后接到同一接地體，三相負(fù)載不平衡時(shí)中性線電位波動(dòng)不會(huì)影響到保護(hù)接地線。同樣保護(hù)接地線在正常工作中無大電流流過，因此設(shè)備的外殼上無電壓。當(dāng)絕緣損壞儀器外殼帶電時(shí)，電流短路開關(guān)或保險(xiǎn)絲仍能起到作用。與TN-C系統(tǒng)相比可以減小50Hz的干擾。

（4）混合方式（TN-C-S系統(tǒng)）。TN-C-S系統(tǒng)是將TN-S與TN-C兩種方式混合的一種方式。該系統(tǒng)把系統(tǒng)的一部分，中性線和保護(hù)地線功能合并到一根導(dǎo)體，見圖5。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還是存在TN-C的缺陷。

2 接地方式的應(yīng)用

由于醫(yī)用電氣設(shè)備的工作特性及環(huán)境的不同，對(duì)不同的醫(yī)用電氣設(shè)備在不同的環(huán)境其選擇的接地方式也是不同的。以下是我院選擇的接地的方式。

2.1 放射類醫(yī)療設(shè)備

放射科使用的輻射設(shè)備，如X線機(jī)、MRI（核磁共振成像）、CT(計(jì)算機(jī)斷層掃描)、DSA(數(shù)字減影血管造影)、ECT（同等素?cái)鄬訏呙瑁┑绕涔ぷ麟妷阂话阍?00～150kV，因此，其接地的目的不單是為保護(hù)接地,也是為了工作接地。其中工作接地有2方面要求，一方面要便于測(cè)量高壓參數(shù)（mA），另一方面從接地的方式上來降低設(shè)備高壓部件絕緣要求（高壓電纜）。為此放射類設(shè)備選擇TN-C-S保護(hù)接地系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)備的要求可以配置等電位接地。

2.2 超聲、檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室、ICU，手術(shù)室類設(shè)備

由于超聲、檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室、ICU，手術(shù)室類設(shè)備大多帶有UPS，加上超聲、檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室、ICU，手術(shù)室類設(shè)備在1個(gè)區(qū)域有多臺(tái)設(shè)備，其接地要求有2點(diǎn)：① 保護(hù)接地。② 防止干擾（尤其UPS的干擾），見圖7。所以，為此類設(shè)備選擇接地時(shí)要選用IT系統(tǒng)或NT-S保護(hù)接地系統(tǒng)，同時(shí)要配備等電位接地和定電位（屏蔽）接地。

圖7 超聲診斷系統(tǒng)受UPS干擾圖

2.3 一般的病房、診室、檢查室類

一般的病房、診室、檢查室類都是有多臺(tái)醫(yī)用設(shè)備同時(shí)使用，大多是監(jiān)護(hù)儀等低頻信號(hào)的設(shè)備，其使用TT保護(hù)接地系統(tǒng)，并配置等電位接地。

3 管理要求

（1）我國(guó)現(xiàn)有管理規(guī)范。現(xiàn)在我國(guó)對(duì)醫(yī)院醫(yī)用電氣設(shè)備接地沒有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，只能參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前針對(duì)醫(yī)用電氣設(shè)備接地標(biāo)準(zhǔn)參照以下相關(guān)主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：① GB9706.1-2007，《醫(yī)用電氣設(shè)備第1部分安全通用要求》[1]。② GB50057-94，2000版，《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]。③ GB50174-93，《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]。④GB14050-2008，《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》[4]。⑤GB/T50311-2000，《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]。⑥ GB/T21431-2008版，《建筑物防雷專職做好醫(yī)用電氣設(shè)備接地的安全管理》[6]。⑦ GJB1210，《接地、大接和屏蔽設(shè)計(jì)的實(shí)施》[7]。⑧ JGJ 16-2008，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]。

（2）管理目標(biāo)。由于種種原因，醫(yī)院一些早期建造的電網(wǎng)接地系統(tǒng)比較混亂，接地不良現(xiàn)象比較嚴(yán)重，給醫(yī)用電氣設(shè)備的正常使用帶來了不少的麻煩。如在同一建筑物內(nèi)，由于房屋的局部構(gòu)造或醫(yī)學(xué)臨床的布局調(diào)整，造成同一建筑物內(nèi)有幾種接地形式。1個(gè)工作室內(nèi)的不同插座上接地不同，同1臺(tái)儀器在有的插座上可以正常工作，而在有的插座上卻不能工作。其情況發(fā)生在搶救室、手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)病房等，其后果不堪設(shè)想。所以,我們對(duì)醫(yī)用電氣設(shè)備的接地管理提出以下建議：① 首先要建立安全管理制度。在建造或改造醫(yī)用建筑或場(chǎng)所時(shí)一定要嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，做到定期請(qǐng)有資質(zhì)的單位檢測(cè)接地參數(shù)（1年1次）。② 提高臨床工程師的知識(shí)結(jié)構(gòu)。要求臨床工程師定期學(xué)習(xí)討論相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，參與建造或改造醫(yī)用建筑或場(chǎng)所管理。③ 對(duì)醫(yī)療設(shè)備使用人員進(jìn)行安全培訓(xùn)。做到定期學(xué)習(xí)，掌握接地的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

醫(yī)用電氣設(shè)備的接地工程涉及到電器測(cè)量、施工技術(shù)等多門科學(xué)，需要在實(shí)踐中不斷探索總結(jié)，建立相關(guān)的管理制度。只有科學(xué)管理加正確的選擇接地，才能確保醫(yī)用設(shè)備合法、安全、有效地運(yùn)行。

[1] GB9706.1-2007,醫(yī)用電氣設(shè)備第1部分安全通用要求[S].

[2] GB50057-94,2000,建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB50174-93,電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB14050-2008,系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求[S].

[5] GB/T50311-2000,建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] GB/T21431-2008,建筑物防雷專職做好醫(yī)用電氣設(shè)備接地的安全管理[S].

[7] GJB1210,接地、大接和屏蔽設(shè)計(jì)的實(shí)施[S].

[8] JGJ 16-2008,民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[9] 雷振烈.電子設(shè)備的防干擾設(shè)計(jì)[M].天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,1985.

[10] 伍子英.大型X線數(shù)字減影設(shè)備的接地系統(tǒng)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2010,25(12):83-84,86.

[11] 候建國(guó).淺析醫(yī)療設(shè)備的接地問題[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2005,(6):39-42.

[12] 馮國(guó)杰,陳衛(wèi)權(quán).醫(yī)療電子設(shè)備的接地系統(tǒng)[J].醫(yī)療裝備,2003,(12):23-24.

Discussion on the Grounding Method and Management for Medical Electrical Equipment

JI Hui, LIU Xian, LOU Xiao-min
Medical Equipment Department,Hangzhou TCM Hospital, Hangzhou Zhejiang 310007, China

This paper introduces the categories and characteristics of medical equipment grounding, and discusses the grounding methods, thus to improve the safety management quality of medical equipment grounding.

medical equipment; equipment grounding; safety management

1674-1633(2012)05-0071-03

2011-12-27

2012-02-14作者郵箱：jihui1109@hotmall.com

TM862；R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.05.024