示波器测量医用电器剩余电压的方法探讨

蒋秋桃 李莹周丰良

示波器测量医用电器剩余电压的方法探讨

蒋秋桃1李莹2周丰良3

1 上海理工大学医疗器械与食品学院 湖南省食品药品监督管理局 (长沙 410007) 2 中国医疗器械行业协会 (北京 100088) 3 湖南爱威科技实业有限公司 (长沙 410013)

通过对用示波器法测量剩余电压进行方法探讨，对测试方法进行了优缺点的对比，讨论了电容性剩余电压的测量及输入阻抗的影响。

医用电器 剩余电压 测试方法

1 剩余电压

剩余电压residual voltage，是指用插头连接电源的设备在拔掉插头的瞬时，插头上各插脚之间的残余电压；或者是当断开电气设备电网供电的瞬间内部储能元件( 如电容)上的残余电压。

标准GB9706.1-2007《医用电气设备第一部分：安全通用要求》15章规定：用插头与供电网连接的设备，必须设计成在拔断插头之后1s时，各电源插脚之间以及每一电源插脚与设备外壳之间的电压不超过60V。或者在设备电源切断后立即打开在正常使用时用的调节孔盖就可触及的电容器或与其相连的电路带电部件上的剩余电压，不得超过60V，若电压超过此值，则剩余能量不得超过2m J。

制定剩余电压、剩余能量的限值是为了保护患者、操作者或他人的人身安全，防止在断电瞬间触及带电部件而发生危险。故国家对此项指标非常重视，为了避免剩余电压的过高，必须对剩余电压进行测试。

2 剩余电压的测量

剩余电压检测的难点在于剩余能量有限，为准确地测量出剩余电压，需要有一个输入阻抗极高的测量装置，否则剩余电量会通过测量装置的内阻释放，导致检测不到剩余电压或者是实际测量值比真实值低。

测量剩余电压的方法一般有两种:一种是用极高输入阻抗(大于50MΩ) 的专用测试设备；一种是用示波器。剩余电压测量技术的关键是测量设备的输入阻抗要高,否则会影响测量值甚至测不出剩余电压。一般地，专用的剩余电压测试仪均有极高的输入阻抗，关于仪器的测量已有较多的相关报道。本文仅对示波器测量剩余电压的方法进行探讨。

3 测量方法、过程

该方法采用存储示波器和高输入阻抗高压探头来测试剩余电压，且用刀闸的拉合来模拟电源插头的插拔，因该方法是一种简便直观的检验方法，该方法的检测连线如图1所示。

测试前先准备一根测试用带插头的标准3芯电源线，先将标准3芯电源线的双重绝缘外层去掉，露出3根互相绝缘导线，并分别在零线上A点和火线上B点除处绝缘层。即可以检测UA-B；UA-C；UB-C 3个电压值。目前使用的高输入阻抗高压探头见附表。

在实际剩余电压检测时，所测到的数据会有多种情况，如图2(a)和图2(b)所示为1s时电容性剩余电压测试图，图2(a)数据为在正弦波下降过程所测，如A点、B点等，如果拔插头时不在峰值A点处，必需要重测，然后看拔插头后1s的电压UA是否满足标准要求。

图2(b)数据为在正弦波上升过程所测，如C点、D点等，如果拔插头时不在峰值C点处，必需要重测，然后看拔插头后1s的电压UC是否满足标准要求。

图1 存储示波器测量设备剩余电压连接

附表 目前使用的高输入阻抗高压探头

4 测量方法分析

4.1 用示波器法测量剩余电压的优点

(1)测试过程直接明了。

(2)测试方法简单。

(3)测试数据比较准确，而且被绝大多数测试机构认可。

4.2 用示波器测量剩余电压的缺点

(1)需要有专用的高输入阻抗高压探头，而且最好使用差分高输入阻抗高压探头，其成本较高。

(2)测试结果需要许多次的重复测量才能得到一个较为准确的值。

(3)测试步骤较多，都需要人工检测，既需要不断开被测设备总电源开关情况下的UA-B；UA-C；UB-C三个数据，还要断开被测设备总电源开关情况下的UA-B；UA-C；UB-C三个数据。

(4)当所使用的高输入阻抗高压探头的输入阻抗小于340 MΩ时，所测数据与真实数据有偏差。需要对所测数据进行校准。

4.3 输入阻抗对测量结果的影响

RC电路放电公式 ：

公式中： UT为在时间T时的电压 ； US为电容充满电时的电压，R为RC放电电路中的放电电阻；C为RC放电电路中的储能电容 。

如果RC放电电路中的放电电阻为R1，放电时间为T， 则：

如果RC放电电路中的放电电阻为R2，放电时间为T，则：

如果认为用输入阻抗为R2=400MΩ高输入阻抗高邀请外籍模特、著名魔术师现场表演，吸引了现场观众纷纷驻足观看，超声产品专员现场进行了精彩的产品讲解及提问，观众踊跃上台抢答，现场气氛非常热烈。蓝韵展台人潮涌动，成为主展馆的亮点之一。

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A Discussion about Measurement of Medical Device Residual Voltage Using Oscilloscope

JIANG Qiu-tao LI Ying ZHOU Feng-liang

1006-6586(2010)05-0039-03

R197.39

A

2010-04-27

李莹，中国医疗器械行业协会秘书长