医用电气设备接地方式与管理的讨论

姬慧，刘宪，楼晓敏

杭州市中医院 设备科， 浙江 杭州310007

医用电气设备接地方式与管理的讨论

姬慧，刘宪，楼晓敏

杭州市中医院 设备科， 浙江 杭州310007

本文通过介绍医疗设备的接地种类及特点，并结合本医院的情况，讨论如何选择接地形式和方法，以提高医疗设备接地的安全管理质量。

医疗设备；设备接地；安全管理

0 前言

随着人类社会科学技术的进步，大大加快了医用电气设备的发展和更新。在短短的几十年里，医用电气设备发展为临床医学和基础医学的发展、医疗水平的提高、保障人类的健康发挥着重要的作用。在各个医学领域中几乎找不到与医用电气设备无关的部门。医用电气设备作为医疗器械的主要组成部分，其安全使用和管理显得尤其重要。采用医用电气设备对患者进行诊断和治疗时，必须从患者的特点出发，充分考虑安全性和可靠性的问题，尽量减少仪器设备的互相干扰和外界影响，确保仪器设备的正常性能，达到医疗安全的目的。因此，医疗电气设备的接地必须重视。

1 接地的类型及特点

1.1 接地的概念

1752年弗兰克林发明避雷针时就有了仪器接地。所谓接地是指将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连接到地极上。电力系统中接地的部分一般是中心点，也可以是相线的某一点。电气装置的接地部分则是正常情况下不带电的金属导体，一般为金属外壳。

1.2 接地的分类

接地的作用是多种多样的，按作用功能可分为2类：一类是起安全保护作用；另一类是为了提高仪器的功能的稳定性和可靠性。其中安全保护作用的接地可分为：供电系统接地、仪器接地（保护接地、等电位接地）、避雷接地。功能接地可分为：电路用接地、定电位接地（防电磁场干扰）、其他（如虚地、浮地）接地。接地分类，见图1。

（1）供电系统接地。医院配电室都是用变压器将高压电变换为低压电源(市电)，低电压侧采用单线或中性点接地方式，这就是供电系统接地，也叫电源侧接地。这种接地方法是为了防止高压侧产生接地事故，与低压侧混触时的一种安全保护电路。要求接地电阻在4Ω以下。

（2）保护接地。保护接地是人们将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的仪器金属部分，用导线与接地体可靠连接起来的一种接地方式。目的是为了防止仪器设备绝缘变质漏电时对患者和使用人员造成电击事故。原理是当人体与设备外壳接触时在人体电阻两端并联一个小阻值电阻或串联一个大电阻。

（3）等电位接地。人们把无关的导电部分（指与设备的电功能无关的导电性部分，如仪器设备的外壳、金属水管、金属床和窗框、建筑物的钢筋等）全部用低电阻的导线连接到一点，然后进行接地，称为等电位接地。为了得到等电位采用的导线称为等电位接地线。在安全标准规定要求离患者2.5m以内的范围内要取得等电位。

（4）电路用接地。电路用接地是利用大地作为电路一部分的接地。如无线电接收设备的接地。

来到教室，小唐果然如孩子们说的那样泪流不止，伤心得连话都说不出来。我将小唐叫到身边，安慰他，帮他擦干眼泪，想各种办法打开他的心扉，让他告诉我哭泣的原因。小唐只一个劲地哭，边哭边说自己不想在这个学校待下去，要转到其他学校去。

（5）定电位接地。定电位接地也称屏蔽接地，将金属外壳保持一定的电位，在其内部的电路将不受外面电场的影响。利用屏蔽这个特性，可以防止外界各种电磁场对医学电气设备的干扰。如常用的屏蔽室和屏蔽罩等。

（6）浮地。浮地也称虚地，是电子设备的地线或地线系统与大地的电学“地”之间无欧姆性连接。它不受大地电流的影响，以浮地为参考零电平，使各路电势按“水涨船高”的方式浮动，对防止感应高电压有利。如隐藏式起搏仪。

1.3 医疗设备接地的配电型式

医疗设备接地的配电型式分为TN系统、TT系统、IT系统3类，其中TN系统中又分为TN-S系统、TN-C系统、TN-C-S系统3种，故医疗设备接地的配电型式有5种。其命名是按IEC国际电工委员会规定，低压系统的接地制式由2个字目组成，必要时加后续字母（表1）。

表1 接地配电型式命名

（1）分别保护接地方式（TT系统）。 TT系统是指电源中性点通过一点直接接地，用电设施的外露导电部件也直接接地，但两者的接地体是独立的，见图2。这样使用的医用设备是OI类设备，不符合IEC和我国安全标准要求，因为使用时地线可能忘接或连接不好而造成电击事故。另外，当设备外壳带电时，由于是分别接地和中线接地不是一个接地体，两者之间存在较大的电阻，限制了短路电流，使过电流断路开关不动作或保险丝不熔断，失去断电保护，可能造成严重的后果。单独的接地线对于抗干扰是有作用的，但保护接地存在明显的缺陷。

（2）兼用方式（TN-C系统）。TN-C系统是指在整个系统内，将中性线（N）和保护地线功能合并到一根导体，见图3。这种方式称为三相四线制。当仪器绝缘损坏外壳带电时，大电流经过零线形成回路，使外壳电压降低，过流断路开关动作或保险丝熔断，起到保护作用。负载仪器的接地由中性线来实现，这样中性线多数会存在电流，引起仪器的外壳电位升高。但当电压超过安全电压（25V）时将产生电击危险。在生物体参数检测时这种方式容易受到50Hz的干扰。

（3）保护接地方式（TN-S系统）。TN-S系统是指在整个系统内有单独的中性线和保护接地，见图4。这种方式也称三相五线制。其中性线与保护接地线是分开的，只是最后接到同一接地体，三相负载不平衡时中性线电位波动不会影响到保护接地线。同样保护接地线在正常工作中无大电流流过，因此设备的外壳上无电压。当绝缘损坏仪器外壳带电时，电流短路开关或保险丝仍能起到作用。与TN-C系统相比可以减小50Hz的干扰。

（4）混合方式（TN-C-S系统）。TN-C-S系统是将TN-S与TN-C两种方式混合的一种方式。该系统把系统的一部分，中性线和保护地线功能合并到一根导体，见图5。在实际应用时还是存在TN-C的缺陷。

2 接地方式的应用

由于医用电气设备的工作特性及环境的不同，对不同的医用电气设备在不同的环境其选择的接地方式也是不同的。以下是我院选择的接地的方式。

2.1 放射类医疗设备

放射科使用的辐射设备，如X线机、MRI（核磁共振成像）、CT(计算机断层扫描)、DSA(数字减影血管造影)、ECT（同等素断层扫描）等其工作电压一般在100～150kV，因此，其接地的目的不单是为保护接地,也是为了工作接地。其中工作接地有2方面要求，一方面要便于测量高压参数（mA），另一方面从接地的方式上来降低设备高压部件绝缘要求（高压电缆）。为此放射类设备选择TN-C-S保护接地系统，根据设备的要求可以配置等电位接地。

2.2 超声、检验、实验室、ICU，手术室类设备

由于超声、检验、实验室、ICU，手术室类设备大多带有UPS，加上超声、检验、实验室、ICU，手术室类设备在1个区域有多台设备，其接地要求有2点：① 保护接地。② 防止干扰（尤其UPS的干扰），见图7。所以，为此类设备选择接地时要选用IT系统或NT-S保护接地系统，同时要配备等电位接地和定电位（屏蔽）接地。

图7 超声诊断系统受UPS干扰图

2.3 一般的病房、诊室、检查室类

一般的病房、诊室、检查室类都是有多台医用设备同时使用，大多是监护仪等低频信号的设备，其使用TT保护接地系统，并配置等电位接地。

3 管理要求

（1）我国现有管理规范。现在我国对医院医用电气设备接地没有独立的标准规范，只能参考相关行业标准，目前针对医用电气设备接地标准参照以下相关主要标准规范：① GB9706.1-2007，《医用电气设备第1部分安全通用要求》[1]。② GB50057-94，2000版，《建筑物防雷设计规范》[2]。③ GB50174-93，《电子计算机机房设计规范》[3]。④GB14050-2008，《系统接地的型式及安全技术要求》[4]。⑤GB/T50311-2000，《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》[5]。⑥ GB/T21431-2008版，《建筑物防雷专职做好医用电气设备接地的安全管理》[6]。⑦ GJB1210，《接地、大接和屏蔽设计的实施》[7]。⑧ JGJ 16-2008，《民用建筑电气设计规范》[8]。

（2）管理目标。由于种种原因，医院一些早期建造的电网接地系统比较混乱，接地不良现象比较严重，给医用电气设备的正常使用带来了不少的麻烦。如在同一建筑物内，由于房屋的局部构造或医学临床的布局调整，造成同一建筑物内有几种接地形式。1个工作室内的不同插座上接地不同，同1台仪器在有的插座上可以正常工作，而在有的插座上却不能工作。其情况发生在抢救室、手术室、重症监护病房等，其后果不堪设想。所以,我们对医用电气设备的接地管理提出以下建议：① 首先要建立安全管理制度。在建造或改造医用建筑或场所时一定要严格按照有关标准设计，做到定期请有资质的单位检测接地参数（1年1次）。② 提高临床工程师的知识结构。要求临床工程师定期学习讨论相关标准和规范，参与建造或改造医用建筑或场所管理。③ 对医疗设备使用人员进行安全培训。做到定期学习，掌握接地的标准和规范。

医用电气设备的接地工程涉及到电器测量、施工技术等多门科学，需要在实践中不断探索总结，建立相关的管理制度。只有科学管理加正确的选择接地，才能确保医用设备合法、安全、有效地运行。

[1] GB9706.1-2007,医用电气设备第1部分安全通用要求[S].

[2] GB50057-94,2000,建筑物防雷设计规范[S].

[3] GB50174-93,电子计算机机房设计规范[S].

[4] GB14050-2008,系统接地的型式及安全技术要求[S].

[5] GB/T50311-2000,建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范[S].

[6] GB/T21431-2008,建筑物防雷专职做好医用电气设备接地的安全管理[S].

[7] GJB1210,接地、大接和屏蔽设计的实施[S].

[8] JGJ 16-2008,民用建筑电气设计规范[S].

[9] 雷振烈.电子设备的防干扰设计[M].天津:天津科学技术出版社,1985.

[10] 伍子英.大型X线数字减影设备的接地系统[J].中国医疗设备,2010,25(12):83-84,86.

[11] 候建国.浅析医疗设备的接地问题[J].中国医学装备,2005,(6):39-42.

[12] 冯国杰,陈卫权.医疗电子设备的接地系统[J].医疗装备,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作者邮箱：jihui1109@hotmall.com

TM862；R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.05.024