医疗器械漏电流产生原因

医用电气设备漏电流的产生原因

黄鸿新陈宇恩

（广州医疗器械质量监督检验中心，广东广州 510080）【摘 要】本文对医用电气设备漏电的产生原因提出理论依据，并进行具体分析。

【关键词】医用电气设备 漏电流 接触电流 患者

The reasons of producing Leakage of Medical electrical equipment

HUANG Hong-xin Chen yu-en

(Guangdong Provincial Medical Devices Quality Surveillance and Test Institute,Guangzhou

Guangdong 510080,China)

Abstract: the article presents the theory about the reason of leakage of medical electric equipment and gives some further detailed analysis.

Key words:medical electrical equipment,leakage ,touch leakage,patient

漏电流是医用电气设备的重要安全指标之一。据有关资料报道，美国平均每年有1200多人在常规诊断和治疗过程中因触电死亡，因漏电流过高而受到电击伤害的更是不计其数。在我国医疗电气设备安全防护水平还没有达到先进国家水平，漏电流的限制更应该在医用电气设备设计中加以慎重考虑。本文从对地漏电流、接触电流、和患者漏电流三种形式的漏电流的形成原因进行分析，以提高人们对医用电气设备漏电流的认识。

上图1中的Y1和Y2表示滤波电容，C1和C2表示分布电容。滤波电容是作为元器件存在的，这个容易理解，但分布电容是什么器件？和普通的电容有区别吗？分布电容是指由非电容形态形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式，在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。分布电容是符合电容的定义的，因为导线之间的面积和距离的关系，这种电容的容量很小，但对漏电流的贡献有一定的影响。在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响，尤其是在工作频率很高的时候。例如开关电源的工作频率较高，它的分布电容只要增大一点也会对对地漏电构成较大的影响。

在设备通电的时候，相线L和保护接地线PE之间存在着电压差，这个电压是一个按正

弦波形式不断变化的电压。根据式dt

du C t i =)(，其中C ＝C1+Y1或C=C2+Y2的大者，可以计算出电流来。为了减少漏电流，最主要是把电容量降下来，因为对于电网电压来说，)(t i dt

du 是固定的，只有在电容上进行改变，一是降低分布电容，二是取较低容量的滤波电容。这里有一个矛盾的地方，滤波电容越大，滤波的效果就越好，抗电磁骚扰能力就更强。为了同时满足这两种要求，在能满足漏电流的情况下，尽量把Y1和Y2的值取得更大。

在对地漏电中，没有人会在设计时把一个电阻串接在电源线路和保护接地线上，所以这部分的漏电流只是产生交流电流，不会产生直流电流，同理，接触电流也是这样。

二、接触电流的形成

接触电流也是可以用电容来分析的，下图2是一个接触电流等效电路图。

液晶显示器

C2

图2 接触电流等效电路

对于没有保护接地外壳的I类产品，当断开保护接地时，设备内部对外壳的电压会增高，从而使接触电流增高。

三、患者漏电流的形成

患者漏电流按电流流经途径分两种，一是从患者电路流经人体到大地；二是来自外部的电压从已浮地的患者经应用部分跨过绝缘层到达保护接地（见图3）。图3a中中间电路和患者电路虽然是隔离的，但因为隔离部分存在的分布电容，在分布电容充放电的时候，使得电容的电流经患者流向大地（患者保护接地是常见现象）。即使患者和大地是隔离的，但患者电路和保护接地线路还是存在着一些分布电容，假如意外情况下，患者碰到一个非直流的电流，这个电流也会有部分通过这个分布电容而流向大地（见图3b）。图3c表示这样的一种结构，应用部分为达到因治疗或诊断的需要，不可避免的向患者输出一些电流，这种结构的应用部分可以和上一级回路是没有隔离，但应用部分的输出端用可靠的限流电阻使输出的电流限值在某个范围以内，这个限流阻抗还不能是一个，必须有多个的组合，因这种情况下的患者漏电要高限流阻抗来保证，就必须要求在某一个限流电阻失效的情况下还必须能把漏电流限制在合理范围之内。

图3患者漏电流原理图

参考资料：

1）IEC60601-1 Third edition Medical electrical equipment Partied 1: General requirements for basic safety and essential performance，2005年4月

2）李世林、黄妙庆，中国标准出版社，GB/T 17045-2006 电击防护装置和设备的通用部分

3）贾真、李兰芬，中国标准出版社，GB/T 12113-2003 接触电流和保护导体电流的测量方法

4）陈宇恩，等.医用电气设备安全设计的一些理念.中国医疗设备，2008，第23卷第2期.

作者简介：黄鸿新副教授广州医疗器械质量监督检验中心副所长

陈宇恩工程师