医用电气设备中网电源变压器的试验与选用
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表 ２ 环境温度为 ２５℃时网电源变压器绕组过载和短路状态下容许 的最高温度 部件 绕组和与其解除的铁芯叠片，如 绕组绝缘为： ——A 级材料 ——B 级材料 ——E 级材料 ——F 级材料 ——H 级材料 最高温度 150℃ 175℃ 165℃ 190℃ 210℃
一、网电源变压器试验方法
1. 技术要求 GB 9706.1-2007/IEC60601-1：1988《医用电气设备 第 1 部分：安全通用要求》中条款 57.9.1 过热，要求提出了网电 源变压器应能够防止基本绝缘、辅助绝缘和加强绝缘在任何 输出绕组短路或过载时过热的要求。本文针对此要求介绍过 载和短路试验方法过程。 2. 过载试验 试验条件：医用电气设备网电源变压器和保护装置，按 照正常工作条件来操作。 试验电压：使用 90%~110% 的额定供电电压供电，或保 持在 110% 额定供电电压，使用最不利条件。 试验电流与试验时间的选择，如下。 （1） 符合 GB 9364 和 IEC60241 的保险丝的电源变压器， 分别试验 30 min、1 h，试验电流按表 1 的要求，并用铜导线 代保险丝。
上述测试步骤为整个过载试验的测试过程。核心问题是 要正确分析所给的条件，判断过载电流和过载时间和加载的
收稿日期：2016-12-03 作者简介：魏皓（1984-），男，江苏南京人，本科，助理工程师。研究方向：医疗器械注册检验。
１２７ ＣＨＩＮＥＳＥ ＆ ＦＯＲＥＩＧＮ ＥＮＴＲＥＰＲＥＮＥＵＲＳ
【科技与管理】 Technology and Management
12 中 2016 年 第 35 期（总第 553 期）
电压，然后是绕组温度测量。 3. 短路试验 试验条件：医用电气设备网电源变压器和保护装置，按 照正常工作条件来操作。 试验电压：使用 90%~110% 的额定供电电压供电，或保 持在 110% 额定供电电压，使用最不利条件。 试验时间：（1）符合 GB 9364 和 IEC60241 的保险丝的 电源变压器，分别试验 30 min、1 h；（2）用不同于 GB 9364 和 IEC60241 的保险丝保护网电源变压器，试验时间 30 min。 （3）对使用热断路器的网电源变压器，加载到热稳定状态或 热断路器动作；（4）用过流释放器保护的网电源变压器，直 接加载到过流释放器动作或达到热稳态；（5）无保护装置的 网电源变压器，直接将次级绕组短路，直到达到热稳态，一 般情况下最不利的次级绕组可以选择负载功率最大的绕组。 试验步骤：首先，将网电源变压器放置在 21℃ ~25℃的 环境中持续 24 h，使变压器与环境达到热平衡状态；其次， 按 42 章规定的条件加载变压器，直到达到热稳态；最后，依 次短路每一路次级绕组，其他次级绕组按正常加载。 判定：试验时，温度不应超过表 2 给定值。 4. 绕组温度的测量方法 第一，热电偶法 。采用温度记录仪加热电偶测量网电 源变压器表面温度。粘贴好热电偶后，接通电源测量网电源 变压器绕组表面温升。变压器外壳的温度往往不均匀，可以 配合红外热成像仪扫描变压器外壳，确定高温区再粘贴热电 偶。测得的温度加 10℃作为绕组温度。 第二，电阻法。目前，该方法在与医用电气设备相关的 国家标准，如：GB4793.1-2007 中被广泛使用。对医用设备 的网电源变压器来讲，绕组温升公式：
表 １ 电源变压器试验电流 保险丝熔断电流 A I≤4 4 ＜ I ≤ 10 10 ＜ I ≤ 25 I ＞ 25 试验电流与保险丝熔断电流之比 2.1 倍 1.9 倍 1.75 倍 1.6 倍
（2）用不同于 GB 9364 和 IEC60241 保险丝保护网电源 变压器，试验时间 30 min，试验电尽量使用特性中的最大值， 且不造成保险丝熔断。并用铜导线代替保险丝。 （3）用热断路器保护的网电源变压器，试验电流采用特
Technology and Management 【科技与管理】
12 中 2016 年 第 35 期（总第 553 期）
医用电气设备中网电源变压器的试验与选用
魏 皓 刘 茹
（江苏省医疗器械检验所，江苏 南京 210012） 摘 要：网电源变压器作为医用电气设备的重要元器件，其品质优良与否直接关系整个医用电气设备的安全性。 因此，变压器试验在整个医疗器械电气安全检测中是一项重要步骤。本文结合相关标准要求，详细介绍医用电气设备 网电源变压器的过载和短路试验要求。同时，网电源变压器试验中很多试验条件是根据整个医用电气设备的工作条件 决定的，本文也简单介绍医用电气设备中网电源变压器选择的几个要点。 关键词：医用电气设备；网电源变压器；过载；短路；热断路器 中图分类号：TH772 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2016）35-0127-02 网电源变压器作为医用电气设备的关键元器件，其基本 绝缘、辅助绝缘和加强绝缘在使用过程中会因网电源变压器 单一故障发热而承受高温。在长期高温作用下，绕组绝缘的 机械强度下降，结构变形，性能将逐渐劣化，以致出现缺陷， 失去绝缘性能，引起触电、着火危险。因此，变压器过热试 验作为医用电气设备安全测试的一部分，对设备和人员的安 全有重要作用。 性中最大值，但不能使热断路器动作。直到达到热稳态。试 验时，可查看热断路器的额定动作温度、保持温度、额定电 流、断开电流，选择试验电流，也可以按照 GB19212.1-2003 15.3.5、15.3.6 条款中的方法，确认试验电流。 （4）用过流释放器保护的网电源变压器，试验电流应尽 可能接近制造商规定的跳开电流， 但不引起过流释放器动作， 直至绕组温度达到热稳态，并用铜导线代替过流释放器。试 验电流的确定方法：首先，无延时的过流释放器的试验电流 释放器起跳的最小电流；其次，有延时的过流释放器的试验 电流选择应为最大延时时间或 1 h（取较短时间），引起释放 器起跳的电流。 （5） 无保护装置的网电源变压器， 直接将次级绕组短路， 直到达到热稳态。一般情况下，最不利的次级绕组可以选择 负载功率最大的绕组。 如果短路电流小于过载电流，则直接将网电源变压器试 验绕组短路直至热稳定状态。以上试验电流和试验时间是根 据 GB 9364 和 IEC60241 中 熔 断 器 工 作 特 性 [3] 和 GB9706.12007 中“最不利”原则作选择。 试验步骤：首先，将网电源变压器放置在 21℃ ~25℃的 环境中持续 24 h，使变压器与环境达到热平衡状态；其次， 按 42 章规定的条件加载变压器，直到达到热稳态；再次，选 取最不利的试验电压和对应的试验电流、 时间， 开始过载试验 ； 最后，轮流对次级绕组进行过载试验，其他绕组正常加载。 判定：试验时，温度不应超过表 2 给定值。
一、网电源变压器试验方法
1. 技术要求 GB 9706.1-2007/IEC60601-1：1988《医用电气设备 第 1 部分：安全通用要求》中条款 57.9.1 过热，要求提出了网电 源变压器应能够防止基本绝缘、辅助绝缘和加强绝缘在任何 输出绕组短路或过载时过热的要求。本文针对此要求介绍过 载和短路试验方法过程。 2. 过载试验 试验条件：医用电气设备网电源变压器和保护装置，按 照正常工作条件来操作。 试验电压：使用 90%~110% 的额定供电电压供电，或保 持在 110% 额定供电电压，使用最不利条件。 试验电流与试验时间的选择，如下。 （1） 符合 GB 9364 和 IEC60241 的保险丝的电源变压器， 分别试验 30 min、1 h，试验电流按表 1 的要求，并用铜导线 代保险丝。
上述测试步骤为整个过载试验的测试过程。核心问题是 要正确分析所给的条件，判断过载电流和过载时间和加载的
收稿日期：2016-12-03 作者简介：魏皓（1984-），男，江苏南京人，本科，助理工程师。研究方向：医疗器械注册检验。
１２７ ＣＨＩＮＥＳＥ ＆ ＦＯＲＥＩＧＮ ＥＮＴＲＥＰＲＥＮＥＵＲＳ
【科技与管理】 Technology and Management
12 中 2016 年 第 35 期（总第 553 期）
电压，然后是绕组温度测量。 3. 短路试验 试验条件：医用电气设备网电源变压器和保护装置，按 照正常工作条件来操作。 试验电压：使用 90%~110% 的额定供电电压供电，或保 持在 110% 额定供电电压，使用最不利条件。 试验时间：（1）符合 GB 9364 和 IEC60241 的保险丝的 电源变压器，分别试验 30 min、1 h；（2）用不同于 GB 9364 和 IEC60241 的保险丝保护网电源变压器，试验时间 30 min。 （3）对使用热断路器的网电源变压器，加载到热稳定状态或 热断路器动作；（4）用过流释放器保护的网电源变压器，直 接加载到过流释放器动作或达到热稳态；（5）无保护装置的 网电源变压器，直接将次级绕组短路，直到达到热稳态，一 般情况下最不利的次级绕组可以选择负载功率最大的绕组。 试验步骤：首先，将网电源变压器放置在 21℃ ~25℃的 环境中持续 24 h，使变压器与环境达到热平衡状态；其次， 按 42 章规定的条件加载变压器，直到达到热稳态；最后，依 次短路每一路次级绕组，其他次级绕组按正常加载。 判定：试验时，温度不应超过表 2 给定值。 4. 绕组温度的测量方法 第一，热电偶法 。采用温度记录仪加热电偶测量网电 源变压器表面温度。粘贴好热电偶后，接通电源测量网电源 变压器绕组表面温升。变压器外壳的温度往往不均匀，可以 配合红外热成像仪扫描变压器外壳，确定高温区再粘贴热电 偶。测得的温度加 10℃作为绕组温度。 第二，电阻法。目前，该方法在与医用电气设备相关的 国家标准，如：GB4793.1-2007 中被广泛使用。对医用设备 的网电源变压器来讲，绕组温升公式：
表 １ 电源变压器试验电流 保险丝熔断电流 A I≤4 4 ＜ I ≤ 10 10 ＜ I ≤ 25 I ＞ 25 试验电流与保险丝熔断电流之比 2.1 倍 1.9 倍 1.75 倍 1.6 倍
（2）用不同于 GB 9364 和 IEC60241 保险丝保护网电源 变压器，试验时间 30 min，试验电尽量使用特性中的最大值， 且不造成保险丝熔断。并用铜导线代替保险丝。 （3）用热断路器保护的网电源变压器，试验电流采用特
Technology and Management 【科技与管理】
12 中 2016 年 第 35 期（总第 553 期）
医用电气设备中网电源变压器的试验与选用
魏 皓 刘 茹
（江苏省医疗器械检验所，江苏 南京 210012） 摘 要：网电源变压器作为医用电气设备的重要元器件，其品质优良与否直接关系整个医用电气设备的安全性。 因此，变压器试验在整个医疗器械电气安全检测中是一项重要步骤。本文结合相关标准要求，详细介绍医用电气设备 网电源变压器的过载和短路试验要求。同时，网电源变压器试验中很多试验条件是根据整个医用电气设备的工作条件 决定的，本文也简单介绍医用电气设备中网电源变压器选择的几个要点。 关键词：医用电气设备；网电源变压器；过载；短路；热断路器 中图分类号：TH772 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2016）35-0127-02 网电源变压器作为医用电气设备的关键元器件，其基本 绝缘、辅助绝缘和加强绝缘在使用过程中会因网电源变压器 单一故障发热而承受高温。在长期高温作用下，绕组绝缘的 机械强度下降，结构变形，性能将逐渐劣化，以致出现缺陷， 失去绝缘性能，引起触电、着火危险。因此，变压器过热试 验作为医用电气设备安全测试的一部分，对设备和人员的安 全有重要作用。 性中最大值，但不能使热断路器动作。直到达到热稳态。试 验时，可查看热断路器的额定动作温度、保持温度、额定电 流、断开电流，选择试验电流，也可以按照 GB19212.1-2003 15.3.5、15.3.6 条款中的方法，确认试验电流。 （4）用过流释放器保护的网电源变压器，试验电流应尽 可能接近制造商规定的跳开电流， 但不引起过流释放器动作， 直至绕组温度达到热稳态，并用铜导线代替过流释放器。试 验电流的确定方法：首先，无延时的过流释放器的试验电流 释放器起跳的最小电流；其次，有延时的过流释放器的试验 电流选择应为最大延时时间或 1 h（取较短时间），引起释放 器起跳的电流。 （5） 无保护装置的网电源变压器， 直接将次级绕组短路， 直到达到热稳态。一般情况下，最不利的次级绕组可以选择 负载功率最大的绕组。 如果短路电流小于过载电流，则直接将网电源变压器试 验绕组短路直至热稳定状态。以上试验电流和试验时间是根 据 GB 9364 和 IEC60241 中 熔 断 器 工 作 特 性 [3] 和 GB9706.12007 中“最不利”原则作选择。 试验步骤：首先，将网电源变压器放置在 21℃ ~25℃的 环境中持续 24 h，使变压器与环境达到热平衡状态；其次， 按 42 章规定的条件加载变压器，直到达到热稳态；再次，选 取最不利的试验电压和对应的试验电流、 时间， 开始过载试验 ； 最后，轮流对次级绕组进行过载试验，其他绕组正常加载。 判定：试验时，温度不应超过表 2 给定值。