对GB 4793.1-2007标准中保护接地阻抗的理解
2017-10-19邵秀稳张文忠
邵秀稳,张文忠,戴 德,熊 超
(广东省医疗器械质量监督检验所,广东 广州518000)
对GB 4793.1-2007标准中保护接地阻抗的理解
邵秀稳,张文忠,戴 德,熊 超
(广东省医疗器械质量监督检验所,广东 广州518000)
结合国家标准GB 4793.1-2007规定的保护接地阻抗要求,阐述了目前体外诊断设备保护接地阻抗测试中的一个常见问题:对于已接地的可触及零部件进行保护接地阻抗测试,阻抗不符合标准要求;但网电源部分与该被测点之间的内部电路满足双重绝缘或加强绝缘要求,且该测试点在单一故障条件下的接触电流未超过标准限值。针对这种情况,本文分别从标准理解、电路防护和实例分析的角度,阐明了何种情况下需要进行保护接地阻抗测试,以及上述问题中提及的双重绝缘或加强绝缘防护措施的安全性和可接受程度。
GB 4793.1-2007;保护接地阻抗;双重绝缘;接触电流
保护接地是提供一个低阻抗路径防止漏电时触电危险的措施[1]。当设备的可触及金属部件与网电源部分之间满足基本绝缘要求,且可触及金属部件与供电系统的保护接地导体之间为低阻抗连接时,在基本绝缘失效的单一故障条件下,故障电流从基本绝缘失效点开始,经由设备的保护接地通路,流入供电设施的保护接地导体[2]。在这一过程中,流经网电源初级至保护地的故障电流会触发设备初级的过流保护装置动作,切断设备的供电,从而使可触及金属零部件不再带电,起到防电击的作用。
在体外诊断设备检验中,经常存在这样的情况:由于被测样品含有传动轴等滚轴机械结构,使得该类可触及金属部件无法接地良好,以致其保护接地阻抗超过标准规定的限值。那么,对于可触及金属部件是否仅有保护接地这条防护措施可选呢?在不方便进行保护接地阻抗整改的情况下,是否还有其他有效措施来使设备达到安全要求呢?
1 标准中的相关要求
针对上面的问题,我们首先从标准的角度进行分析。目前,体外诊断设备的安全要求应符合国家标准GB 4793.1-2007的规定,该标准6.5.1.3条关于保护接地阻抗的要求中明确指出:保护导体端子与规定要采用保护连接的每一个可触及零部件之间的阻抗不得超过0.1 Ω,电源线的阻抗不构成规定的保护连接阻抗的一部分[3]。从标准原文“规定要采用保护连接的”可以看出,并不是要求所有接地的可触及部件均进行保护接地阻抗的测试,而是对于那些需要采用保护接地措施进行防护的部件进行测试。
除此之外,GB 4793.1-2007标准中6.4和6.5条规定,设备应采取基本绝缘、外壳或挡板、阻抗等措施来防止正常条件下可触及零部件成为危险带电;应当提供保护连接、双重绝缘和加强绝缘、保护阻抗、电源的自动断开中的一种或多种附加防护措施,使得设备在单一故障条件下亦能防止可触及零部件成为危险带电[3]。从标准的要求中可以看出,除了保护连接,是可以采用双重绝缘和加强绝缘等措施来实现单一故障条件下防护的。
2 电路防护分析
针对摘要中提及的问题,下面以常见的保护连接、双重绝缘和加强绝缘措施为例,参考GB 4793.1-2007附录D中的电路防护,利用图1对是否需要进行保护接地阻抗测试进行分情况讨论。
图1 危险带电电路与可触及零部件电路之间的防护
A与保护导体端子有导电连接的可触及零部件;
R可触及零部件A与保护导体端子之间的阻抗。
从图1中可以看出,为了满足电路防护要求,路径(1)可为基本绝缘,路径(3)应为双重绝缘或加强绝缘,根据路径(2)的防护程度不同,可分两种情况讨论:
(1)若路径(2)为基本绝缘(可理解为单层防护),为了防止该绝缘失效的单一故障条件下可触及零部件A危险带电,则R应满足保护连接的要求,即R要小于0.1 Ω,这种情况下需要对该可触及零部件A进行保护接地阻抗测试;
(2)、若路径(2)为双重绝缘或加强绝缘(可理解为双重防护),则在单层绝缘损坏等单一故障条件下仍具有一层防护,即使R大于0.1 Ω无法满足保护连接的要求,但仍可防止单一故障条件下可触及零部件A危险带电。这种情况下,可触及零部件A的保护接地阻抗测试就不是必须的。
3 案例分析
那么,对于已接地的可触及零部分保护接地阻抗测试不符合标准要求,但网电源部分与该被测点之间的内部电路满足双重绝缘或加强绝缘要求,且该测试点在单一故障条件下的接触电流未超过标准限值的情况,其电气安全是否可以接受呢?下面以某厂家全自动化学发光酶免仪为例,对这类可触及零部件的相关电气安全指标进行了测试汇总,如表1所示。
表1 测试情况汇总表
该样品存在两个保护接地阻抗不符合标准要求的测试点,分别为加样臂X轴和加样臂Z轴。两个测试点均为设备上已接地的可触及零部件,从表1中可以看出,这两个测试点与保护导体端子的保护接地阻抗均超过了0.1 Ω的限值。但这两个测试点与网电源之间的内部电路满足双重绝缘或加强绝缘的要求,且单一故障条件下的接触电流均为有效值1.033 mA,未超过GB 4793.1-2007中6.3.2条单一故障条件下有效值3.5 mA的限值。从试验数据中可知,这种情况下,加样臂X轴和加样臂Z轴是不会危险带电的,电气安全设计是可接受的。
4 总结
GB 4793.1-2007中6.3条规定,只有当接触电压超过限值时,才需要进一步考察接触电流值,但为了更全面地进行电气安全衡量,对于我们上面提到的保护接地阻抗不满足标准要求的情况,无论接触电压是否超标,建议均进行单一故障条件下接触电流的测试。
通过对GB 4793.1-2007标准相关条款的理解,以及电路防护和实际检验数据的分析,我们认为若测试样品中某些可触及零部件保护接地阻抗不符合标准要求,但能够满足双重绝缘或加强绝缘的要求,且单一故障条件下接触电流未超过标准限值,则这种电气安全设计可接受。
[1]李仕宁.医用电气设备中接地的相关要求[J].现代医院,2009,09(z2):321-322.
[2]韩晓鹏,梁振士,任新颖,等.医用电气设备保护接地阻抗测试中需要注意的问题[J].医疗装备,2015(11):3-4.
[3]GB 4793.1-2007,测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分:通用要求[S].
Understanding of Protective Ground Impedance in the GB 4793.1-2007 Standard
SHAO Xiu-wen,ZHANG Wen-zhong,DAI De,Xiong Chao
(Guangdong Medical Equipment Quality Supervision and Inspection Institute,Guangzhou Guangdong 518000,China)
According to national standards for the protection of GB 4793.1-2007 provisions of the grounding impedance,expounds the protection of in vitro diagnostic device grounding resistance test in a common problem:for grounding the accessible parts of the grounding impedance impedance protection,does not meet the standard requirements;but the net power supply part and the internal circuit of the between the measuring points to meet the double or reinforced insulation requirements,contact current and the test points on a single fault conditions did not exceed the standard limits.In view of this situation,this paper from the standard understanding,analysis and examples of circuit protection point of view,clarify the circumstances under which the need for protection of grounding resistance test,and the problems mentioned in the double or reinforced insulation protective measures for safety and acceptability.
GB 4793.1-2007;protective earthing impedance;double insulation;contact current
R197.39
A
1672-545X(2017)08-0279-03
2017-05-09
邵秀稳(1985-),女,河北人,工程师,研究生,研究方向:医学信号检测与处理。