隨著人類對(duì)醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化進(jìn)程的加快,對(duì)患者的診斷治療起著非常重要的作用。雷擊事故造成的損害越來越多,造成的損失也越來越嚴(yán)重,在手術(shù)、重癥監(jiān)護(hù)中通常是多機(jī)并用并且易引發(fā)事故。醫(yī)用電子儀器在確保病人和醫(yī)護(hù)人員的安全條件下,針對(duì)儀器設(shè)備在安裝使用時(shí)所采取的可靠的保護(hù)措施,以避免設(shè)備儀器漏電時(shí)發(fā)生觸電事故,確保安全我國由于經(jīng)濟(jì)比較落后,對(duì)數(shù)字化進(jìn)程的認(rèn)識(shí)不夠,長期以來,對(duì)雷擊的防護(hù)僅僅停留在外部防雷階段?,F(xiàn)在,國家對(duì)建筑物防雷要求較為嚴(yán)格,指定了強(qiáng)制性的規(guī)范來確保人民生命與財(cái)產(chǎn)的安全。由于有關(guān)方面對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)水平較低,也未能做很好的研究并加以宣傳。至于雷擊災(zāi)害的原因與嚴(yán)重程度,更是知之又少,以至于很多人對(duì)防雷的認(rèn)識(shí)僅僅是有一根避雷針就可以解決問題。
醫(yī)院在現(xiàn)代社會(huì)中為預(yù)防、治療疾病,保障人民身體健康起著不可替代的作用,在現(xiàn)代生活中占據(jù)越來越重要的地位。同時(shí),隨著醫(yī)院現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)、水平和手段的發(fā)展,醫(yī)院中的現(xiàn)代化醫(yī)療儀器也越來越多,對(duì)患者的診斷與治療也越來越依賴醫(yī)療儀器,醫(yī)療儀器正廣泛應(yīng)用于醫(yī)院的各個(gè)角落,醫(yī)療儀器增加的同時(shí),也使之遭受雷擊損害的幾率大大增加。
絕大多數(shù)醫(yī)療儀器共有的一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境要求高,易受不合格環(huán)境影響而造成損害。例如:CT、MRI、ECT等大型醫(yī)療儀器及醫(yī)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,對(duì)其工作的溫度、濕度變化率、電磁屏蔽、防靜電及電源等均有嚴(yán)格的要求,故需在進(jìn)行環(huán)境準(zhǔn)備時(shí)要特別注意。在各種環(huán)境因素中,雷擊是造成醫(yī)療儀器損害的主要的并較難防范的因素之一。
分析雷擊對(duì)醫(yī)療儀器造成損害的原因,除了直擊建筑物或線路、設(shè)備上造成損失之外,雷擊損害電子設(shè)備的主要途徑是通過靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)產(chǎn)生的高壓電。
一、靜電感應(yīng)形成的雷擊
當(dāng)雷云形成時(shí),由于靜電感應(yīng)其下端大量電荷粒子會(huì)使大地或線路感應(yīng)出同等電量的異種電荷,當(dāng)雷云之間或雷云向大地接閃放電后,線路上感應(yīng)出的大量異種電荷就會(huì)因無處泄放而形成局部的高電壓,可達(dá)數(shù)十萬伏的高壓沿線路或地網(wǎng)而進(jìn)入設(shè)備。
二、電磁感應(yīng)形成的雷擊
當(dāng)避雷針或避雷帶接閃時(shí),接地引下線中強(qiáng)大的泄地電流會(huì)在周圍形成聚變的電磁場,與接地引下線靠近的線路會(huì)感應(yīng)出強(qiáng)電動(dòng)勢,沿線進(jìn)入設(shè)備而造成破壞。
三、接地系統(tǒng)的地電位差異引起的二次雷擊
接地系統(tǒng)包括:防雷接地、保護(hù)接地、工作接地、防靜電接地等,這幾類接地的意義、作用和要求是有區(qū)別的,常分設(shè)獨(dú)立接地體,但在遇到雷擊時(shí),經(jīng)常會(huì)由于防雷接地系統(tǒng)相對(duì)其他接地系統(tǒng)因存在電勢差而產(chǎn)生反擊,從而對(duì)各類電子電器設(shè)備造成損壞。
雷擊對(duì)醫(yī)療儀器的損害通常是通過以上途徑造成的,只有清楚的分析雷擊的形成原因,并針對(duì)每個(gè)原因采取全面周到的防雷措施,才能避免雷害。
下面介紹五種設(shè)備安全保護(hù)措施:1、防雷接地;2、工作接地;3、保護(hù)接地;4、防靜電接地;5、重復(fù)接地。
? 防雷接地:
防雷接地是由接地體、接地干線、接地支線、電氣設(shè)備4部分組成獨(dú)立接地裝置。接地裝置是連接電器與大地間的過渡裝置,它是專為流瀉雷電流和接地短路電流設(shè)置的,直接埋入地下并且與大地接觸的金屬導(dǎo)體或?qū)w組叫做接地線或叫做地極,接地體和接地線總和稱為接地裝置。
? 工作接地:
工作接地通常對(duì)安裝在建筑物內(nèi)的機(jī)器比較方便,方法是把設(shè)備的金屬外殼與電網(wǎng)的零線接在一起,它的保護(hù)原理是當(dāng)設(shè)備帶電部分碰上或連上金屬外殼時(shí),會(huì)通過外殼形成相線對(duì)零線的單相短路。由于相零回路的阻抗都很小,故短路電流很大,能使線路上的熔絲立即熔斷,從而使設(shè)備脫離電源,有效地保障人身安全。工作接地存在的最大問題是,當(dāng)零線斷路,電流接反時(shí),電壓會(huì)通過負(fù)載直接加到設(shè)備外殼上,使外殼出現(xiàn)220V的對(duì)地電壓,如果這是觸及外殼,就會(huì)觸電。這正是一些人不愿采用甚至反對(duì)采用工作接地的主要原因。雖然可采取其他相應(yīng)的措施來避免或減少危險(xiǎn),但主要是避免零線斷線和電源接反。為此,在工作接地保護(hù)系統(tǒng)中必須注意以下問題:j零線上不允許裝開關(guān);k零線上決不允許裝熔斷器;l零線上的導(dǎo)線應(yīng)有足夠的截面積,保證一定的抗拉強(qiáng)度和承受電流能力。電線接口要牢固,可靠接觸性能良好;m每臺(tái)設(shè)備所需的電源上應(yīng)裝設(shè)熔斷器,熔絲電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷選用;n電源線一經(jīng)接好就不能隨意變動(dòng),否則相零接反機(jī)器外殼就會(huì)帶電;o接零設(shè)備須使用單相三線插頭座,座中標(biāo)有“-”的孔要單獨(dú)用一根導(dǎo)線接到電網(wǎng)的零線上,不允許在插座內(nèi)部和接到“N”上的零線接通;p在工作接地系統(tǒng)中不應(yīng)同時(shí)采用接零制和接地制。否則,一旦接地設(shè)備對(duì)地短路就會(huì)在變壓器中性點(diǎn)接地電阻上,產(chǎn)生壓降,使零線對(duì)地電壓升高,并使系統(tǒng)中所有接零設(shè)備外殼帶電,這是很不安全的。
? 保護(hù)接地:
保護(hù)接地就是把設(shè)備的金屬外殼與土壤間作很好的電氣連接,在日常所用的380V/220V三相四線制供電系統(tǒng)中,配電變壓器中性點(diǎn)是直接接地的。如果醫(yī)療設(shè)備也采取了接地措施,當(dāng)發(fā)生碰殼短路嚴(yán)重漏電故障時(shí),電流會(huì)通過大地回到變壓器的中性點(diǎn),這時(shí)可能出現(xiàn)兩種情況:j接地電阻電流大于熔絲額定電流,熔絲迅速熔斷,設(shè)備脫離電源。k由于接地電阻電流較小,熔絲額定值較大,接地電阻電流不能使熔絲熔斷,這時(shí)設(shè)備外殼帶電,電壓一般為220V,而設(shè)備不接地時(shí),外殼對(duì)地電壓則等于相電壓,顯然前者比后者小。由此可見,設(shè)備外殼接地,對(duì)防觸電卻又一定作用,但是這種方法也有嚴(yán)重缺點(diǎn),裝設(shè)接地線比較麻煩,特別對(duì)安裝在建筑物內(nèi)的機(jī)器裝設(shè)地線就比較困難。當(dāng)設(shè)備外殼接地電阻較大時(shí),這種措施的保護(hù)作用較差。配電變壓器的接地電阻一般很小(100KVA的變壓器要求RO≤4Ω),它是把很多根接地體連成一體達(dá)到的。因醫(yī)療設(shè)備自設(shè)接地電阻一般大于15Ω以上,RA大了,一方面會(huì)使熔絲熔斷的可能性減小,另一方面會(huì)使外殼對(duì)地電壓增大,如RO=4Ω,RA=15Ω則在碰殼短路情況下,外殼對(duì)地電壓UA=220V×15/4+157=174,它已超過我國關(guān)于在設(shè)有高度危險(xiǎn)的環(huán)境下安全電壓為36V的規(guī)定,所以簡單的接地裝置是難以充分保障人身和儀器設(shè)備安全的。在裝設(shè)一個(gè)回路上的機(jī)器時(shí),要專門裝設(shè)能達(dá)到RA≤4Ω的接地裝置,或裝設(shè)專用保護(hù)零線,外殼接專用保護(hù)領(lǐng)先的無需重復(fù)接地。
? 靜電接地:
當(dāng)空氣濕度減少到一定程度時(shí),人員走動(dòng)使空氣流動(dòng)摩擦,物體之間摩擦,加上接地不良等都會(huì)產(chǎn)生靜電,這些靜電不僅聚集在人體上,而且還聚集在設(shè)備上形成高壓電位,對(duì)人體及設(shè)備的安全都有危險(xiǎn)。為了消除這種高壓靜電的危險(xiǎn),通常采用設(shè)備接地措施。
由于放點(diǎn)電流很小,一般不超過幾個(gè)微安,所以靜電接地裝置的接地電阻只要不超過100歐姆的即可,但與其它接地連用時(shí),應(yīng)按其中的最小值要求。
? 重復(fù)接地:
醫(yī)療設(shè)備采取接零保護(hù)措施后,雖然一般不會(huì)發(fā)生觸電危險(xiǎn),但萬一電源接反或零線斷路設(shè)備外殼還是會(huì)帶電的,且對(duì)地電壓達(dá)220V,鑒于這種情況,為了安全起見,可采取重復(fù)接地措施(即把設(shè)備外殼接零以后又接地)。特別對(duì)那些電源電路不規(guī)范不可靠的地方更有必要采用此項(xiàng)措施,以確保安全。重復(fù)接地能起多種作用:j有零線時(shí),重復(fù)接地等于給零線增加了一條并聯(lián)支路。碰殼短路時(shí),它能使短路電流增大,從而有助于熔絲熔斷,即使熔絲未能熔斷,由于零線作用壓降減小,分壓的雙重作用使設(shè)備外殼的對(duì)地電壓明顯降低;k在零線斷線的情況下,它給負(fù)載電流提供了一條通路使之通過大地回到變壓器中性點(diǎn),故重復(fù)接地能有效減輕接零設(shè)備在零線斷線時(shí)的觸電危險(xiǎn)。重復(fù)接地應(yīng)盡量利用自然體接地,如沒有合適的自然體接地可供利用,則應(yīng)做人工體接地,一般可將(50×50×4mm)角鋼垂直打入地下。每隔1米打一根,然后把兩根接地連成一體(焊接或打孔連接),其上端離地面0.5米。接地電阻盡可能接近≤4Ω把接地線用螺絲固定在接地體上,保證接觸即可。
以下三類則無需采用保護(hù)措施:
一、醫(yī)療安全超低電壓電源設(shè)備選用特別低的電源電壓,即使人體接觸電路時(shí)也沒有損傷危險(xiǎn)。此種電壓值稱為容許接觸電壓,在ME儀器上,把對(duì)地點(diǎn)俘地(任意一根電源引線相對(duì)接地點(diǎn)為高阻抗的交流電壓24V以下),直流電壓50V以下的電源稱為醫(yī)用安全電壓)。
二、輔助絕緣這是把設(shè)備儀器在基礎(chǔ)絕緣的基礎(chǔ)上再加一絕緣層,用于增強(qiáng)基礎(chǔ)絕緣的作用,故稱為輔助絕緣,又稱為雙層絕緣。對(duì)于這類儀器即使其外殼是用導(dǎo)電材料做的,原則上也不需接地。為防止微電擊,需要進(jìn)行等電位接地時(shí)才有必要接地。
三、內(nèi)部電源藏在儀器內(nèi)部,如果和外部毫無關(guān)系,即使人接觸儀器外殼,產(chǎn)生電流危險(xiǎn)也會(huì)大大減小,只要人體不接觸由電位差的兩點(diǎn),就不會(huì)有電流流過人體,故無須接地。醫(yī)用設(shè)備儀器種類很多,其原理和用法各不相同,所以對(duì)各種儀器必須針對(duì)性地采取可靠的保護(hù)措施,保證醫(yī)療儀器的安全,使之能更好地為患者服務(wù)。