醫用電氣設備接地方式與管理的討論

姬慧，劉憲，樓曉敏

杭州市中醫院 設備科， 浙江 杭州310007

醫用電氣設備接地方式與管理的討論

姬慧，劉憲，樓曉敏

杭州市中醫院 設備科， 浙江 杭州310007

本文通過介紹醫療設備的接地種類及特點，并結合本醫院的情況，討論如何選擇接地形式和方法，以提高醫療設備接地的安全管理質量。

醫療設備；設備接地；安全管理

0 前言

隨著人類社會科學技術的進步，大大加快了醫用電氣設備的發展和更新。在短短的幾十年里，醫用電氣設備發展為臨床醫學和基礎醫學的發展、醫療水平的提高、保障人類的健康發揮著重要的作用。在各個醫學領域中幾乎找不到與醫用電氣設備無關的部門。醫用電氣設備作為醫療器械的主要組成部分，其安全使用和管理顯得尤其重要。采用醫用電氣設備對患者進行診斷和治療時，必須從患者的特點出發，充分考慮安全性和可靠性的問題，盡量減少儀器設備的互相干擾和外界影響，確保儀器設備的正常性能，達到醫療安全的目的。因此，醫療電氣設備的接地必須重視。

1 接地的類型及特點

1.1 接地的概念

1752年弗蘭克林發明避雷針時就有了儀器接地。所謂接地是指將電力系統或電氣裝置的某一部分經接地線連接到地極上。電力系統中接地的部分一般是中心點，也可以是相線的某一點。電氣裝置的接地部分則是正常情況下不帶電的金屬導體，一般為金屬外殼。

1.2 接地的分類

接地的作用是多種多樣的，按作用功能可分為2類：一類是起安全保護作用；另一類是為了提高儀器的功能的穩定性和可靠性。其中安全保護作用的接地可分為：供電系統接地、儀器接地（保護接地、等電位接地）、避雷接地。功能接地可分為：電路用接地、定電位接地（防電磁場干擾）、其他（如虛地、浮地）接地。接地分類，見圖1。

（1）供電系統接地。醫院配電室都是用變壓器將高壓電變換為低壓電源(市電)，低電壓側采用單線或中性點接地方式，這就是供電系統接地，也叫電源側接地。這種接地方法是為了防止高壓側產生接地事故，與低壓側混觸時的一種安全保護電路。要求接地電阻在4Ω以下。

（2）保護接地。保護接地是人們將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的儀器金屬部分，用導線與接地體可靠連接起來的一種接地方式。目的是為了防止儀器設備絕緣變質漏電時對患者和使用人員造成電擊事故。原理是當人體與設備外殼接觸時在人體電阻兩端并聯一個小阻值電阻或串聯一個大電阻。

（3）等電位接地。人們把無關的導電部分（指與設備的電功能無關的導電性部分，如儀器設備的外殼、金屬水管、金屬床和窗框、建筑物的鋼筋等）全部用低電阻的導線連接到一點，然后進行接地，稱為等電位接地。為了得到等電位采用的導線稱為等電位接地線。在安全標準規定要求離患者2.5m以內的范圍內要取得等電位。

（4）電路用接地。電路用接地是利用大地作為電路一部分的接地。如無線電接收設備的接地。

來到教室，小唐果然如孩子們說的那樣淚流不止，傷心得連話都說不出來。我將小唐叫到身邊，安慰他，幫他擦干眼淚，想各種辦法打開他的心扉，讓他告訴我哭泣的原因。小唐只一個勁地哭，邊哭邊說自己不想在這個學校待下去，要轉到其他學校去。

（5）定電位接地。定電位接地也稱屏蔽接地，將金屬外殼保持一定的電位，在其內部的電路將不受外面電場的影響。利用屏蔽這個特性，可以防止外界各種電磁場對醫學電氣設備的干擾。如常用的屏蔽室和屏蔽罩等。

（6）浮地。浮地也稱虛地，是電子設備的地線或地線系統與大地的電學“地”之間無歐姆性連接。它不受大地電流的影響，以浮地為參考零電平，使各路電勢按“水漲船高”的方式浮動，對防止感應高電壓有利。如隱藏式起搏儀。

1.3 醫療設備接地的配電型式

醫療設備接地的配電型式分為TN系統、TT系統、IT系統3類，其中TN系統中又分為TN-S系統、TN-C系統、TN-C-S系統3種，故醫療設備接地的配電型式有5種。其命名是按IEC國際電工委員會規定，低壓系統的接地制式由2個字目組成，必要時加后續字母（表1）。

表1 接地配電型式命名

（1）分別保護接地方式（TT系統）。 TT系統是指電源中性點通過一點直接接地，用電設施的外露導電部件也直接接地，但兩者的接地體是獨立的，見圖2。這樣使用的醫用設備是OI類設備，不符合IEC和我國安全標準要求，因為使用時地線可能忘接或連接不好而造成電擊事故。另外，當設備外殼帶電時，由于是分別接地和中線接地不是一個接地體，兩者之間存在較大的電阻，限制了短路電流，使過電流斷路開關不動作或保險絲不熔斷，失去斷電保護，可能造成嚴重的后果。單獨的接地線對于抗干擾是有作用的，但保護接地存在明顯的缺陷。

（2）兼用方式（TN-C系統）。TN-C系統是指在整個系統內，將中性線（N）和保護地線功能合并到一根導體，見圖3。這種方式稱為三相四線制。當儀器絕緣損壞外殼帶電時，大電流經過零線形成回路，使外殼電壓降低，過流斷路開關動作或保險絲熔斷，起到保護作用。負載儀器的接地由中性線來實現，這樣中性線多數會存在電流，引起儀器的外殼電位升高。但當電壓超過安全電壓（25V）時將產生電擊危險。在生物體參數檢測時這種方式容易受到50Hz的干擾。

（3）保護接地方式（TN-S系統）。TN-S系統是指在整個系統內有單獨的中性線和保護接地，見圖4。這種方式也稱三相五線制。其中性線與保護接地線是分開的，只是最后接到同一接地體，三相負載不平衡時中性線電位波動不會影響到保護接地線。同樣保護接地線在正常工作中無大電流流過，因此設備的外殼上無電壓。當絕緣損壞儀器外殼帶電時，電流短路開關或保險絲仍能起到作用。與TN-C系統相比可以減小50Hz的干擾。

（4）混合方式（TN-C-S系統）。TN-C-S系統是將TN-S與TN-C兩種方式混合的一種方式。該系統把系統的一部分，中性線和保護地線功能合并到一根導體，見圖5。在實際應用時還是存在TN-C的缺陷。

2 接地方式的應用

由于醫用電氣設備的工作特性及環境的不同，對不同的醫用電氣設備在不同的環境其選擇的接地方式也是不同的。以下是我院選擇的接地的方式。

2.1 放射類醫療設備

放射科使用的輻射設備，如X線機、MRI（核磁共振成像）、CT(計算機斷層掃描)、DSA(數字減影血管造影)、ECT（同等素斷層掃描）等其工作電壓一般在100～150kV，因此，其接地的目的不單是為保護接地,也是為了工作接地。其中工作接地有2方面要求，一方面要便于測量高壓參數（mA），另一方面從接地的方式上來降低設備高壓部件絕緣要求（高壓電纜）。為此放射類設備選擇TN-C-S保護接地系統，根據設備的要求可以配置等電位接地。

2.2 超聲、檢驗、實驗室、ICU，手術室類設備

由于超聲、檢驗、實驗室、ICU，手術室類設備大多帶有UPS，加上超聲、檢驗、實驗室、ICU，手術室類設備在1個區域有多臺設備，其接地要求有2點：① 保護接地。② 防止干擾（尤其UPS的干擾），見圖7。所以，為此類設備選擇接地時要選用IT系統或NT-S保護接地系統，同時要配備等電位接地和定電位（屏蔽）接地。

圖7 超聲診斷系統受UPS干擾圖

2.3 一般的病房、診室、檢查室類

一般的病房、診室、檢查室類都是有多臺醫用設備同時使用，大多是監護儀等低頻信號的設備，其使用TT保護接地系統，并配置等電位接地。

3 管理要求

（1）我國現有管理規范。現在我國對醫院醫用電氣設備接地沒有獨立的標準規范，只能參考相關行業標準，目前針對醫用電氣設備接地標準參照以下相關主要標準規范：① GB9706.1-2007，《醫用電氣設備第1部分安全通用要求》[1]。② GB50057-94，2000版，《建筑物防雷設計規范》[2]。③ GB50174-93，《電子計算機機房設計規范》[3]。④GB14050-2008，《系統接地的型式及安全技術要求》[4]。⑤GB/T50311-2000，《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》[5]。⑥ GB/T21431-2008版，《建筑物防雷專職做好醫用電氣設備接地的安全管理》[6]。⑦ GJB1210，《接地、大接和屏蔽設計的實施》[7]。⑧ JGJ 16-2008，《民用建筑電氣設計規范》[8]。

（2）管理目標。由于種種原因，醫院一些早期建造的電網接地系統比較混亂，接地不良現象比較嚴重，給醫用電氣設備的正常使用帶來了不少的麻煩。如在同一建筑物內，由于房屋的局部構造或醫學臨床的布局調整，造成同一建筑物內有幾種接地形式。1個工作室內的不同插座上接地不同，同1臺儀器在有的插座上可以正常工作，而在有的插座上卻不能工作。其情況發生在搶救室、手術室、重癥監護病房等，其后果不堪設想。所以,我們對醫用電氣設備的接地管理提出以下建議：① 首先要建立安全管理制度。在建造或改造醫用建筑或場所時一定要嚴格按照有關標準設計，做到定期請有資質的單位檢測接地參數（1年1次）。② 提高臨床工程師的知識結構。要求臨床工程師定期學習討論相關標準和規范，參與建造或改造醫用建筑或場所管理。③ 對醫療設備使用人員進行安全培訓。做到定期學習，掌握接地的標準和規范。

醫用電氣設備的接地工程涉及到電器測量、施工技術等多門科學，需要在實踐中不斷探索總結，建立相關的管理制度。只有科學管理加正確的選擇接地，才能確保醫用設備合法、安全、有效地運行。

[1] GB9706.1-2007,醫用電氣設備第1部分安全通用要求[S].

[2] GB50057-94,2000,建筑物防雷設計規范[S].

[3] GB50174-93,電子計算機機房設計規范[S].

[4] GB14050-2008,系統接地的型式及安全技術要求[S].

[5] GB/T50311-2000,建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范[S].

[6] GB/T21431-2008,建筑物防雷專職做好醫用電氣設備接地的安全管理[S].

[7] GJB1210,接地、大接和屏蔽設計的實施[S].

[8] JGJ 16-2008,民用建筑電氣設計規范[S].

[9] 雷振烈.電子設備的防干擾設計[M].天津:天津科學技術出版社,1985.

[10] 伍子英.大型X線數字減影設備的接地系統[J].中國醫療設備,2010,25(12):83-84,86.

[11] 候建國.淺析醫療設備的接地問題[J].中國醫學裝備,2005,(6):39-42.

[12] 馮國杰,陳衛權.醫療電子設備的接地系統[J].醫療裝備,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作者郵箱：jihui1109@hotmall.com

TM862；R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.05.024