郭剛

湘潭市中心醫(yī)院 設(shè)備科，湖南 湘潭411100

淺談醫(yī)用設(shè)備的絕緣電阻測(cè)量

郭剛

湘潭市中心醫(yī)院 設(shè)備科，湖南 湘潭411100

本文介紹了兆歐表的結(jié)構(gòu)、工作原理、使用與維護(hù)方法。同時(shí)簡要介紹了醫(yī)療設(shè)備的安全用電指標(biāo)，以及絕緣電阻的含義及絕緣電阻在低電壓(500V檔)下的測(cè)量方法。

絕緣電阻；兆歐表；醫(yī)療設(shè)備；用電安全

0 前言

醫(yī)療設(shè)備的使用一刻也離不開電。用電過程中就存在著用電安全問題，例如大到CT、MRI，小到理療機(jī)、高頻電刀等。在臨床使用過程中為了防止發(fā)生電擊事故，國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了醫(yī)用電子儀器常用的安全指標(biāo)，這些指標(biāo)包括絕緣電阻、漏電流、接地線電阻和接地電阻四個(gè)方面。它們的正常運(yùn)行之一就是其絕緣材料的絕緣程度，即絕緣電阻的數(shù)值。絕緣電阻是醫(yī)療設(shè)備安全運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)受熱和受潮時(shí)，絕緣材料便老化，其絕緣電阻阻值便降低，從而造成電器設(shè)備漏電或短路事故的發(fā)生。為了避免事故發(fā)生, 就要求經(jīng)常測(cè)量各種電器設(shè)備的絕緣電阻，判斷其絕緣程度是否滿足設(shè)備需要。

普通電阻的測(cè)量通常有低電壓下測(cè)量和高電壓下測(cè)量兩種方式。而絕緣電阻由于一般數(shù)值較高（一般為兆歐級(jí)）。在低電壓下的測(cè)量值不能反映在高電壓條件下工作的真正絕緣電阻值。所以，我們采用絕緣電阻表測(cè)量絕緣電阻，500 V以下的電氣設(shè)備選用量程為500~1000 V的兆歐表。

1 兆歐表的構(gòu)造

絕緣電阻表（俗稱“兆歐表或搖表”）是測(cè)試絕緣電阻應(yīng)用最為廣泛的儀器，它在測(cè)量絕緣電阻時(shí)本身就有高電壓電源，這就是它與測(cè)電阻儀表的不同之處。兆歐表主要由作為電源的手搖發(fā)電機(jī) ( 或其他直流電源 ) 和作為測(cè)量機(jī)構(gòu)的磁電式流比計(jì)(雙動(dòng)線圈流比計(jì))組成。測(cè)量時(shí)，實(shí)際上是給被測(cè)物加上直流電壓，測(cè)量其通過的泄漏電流，在表的盤面上讀到的是經(jīng)過換算的絕緣電阻值。兆歐表的接線柱共有三個(gè)（圖1）：一個(gè)為“L”，即線端；一個(gè)為“E”，即為地端；再一個(gè)為“G”，即屏蔽端（也叫保護(hù)環(huán)）。一般被測(cè)絕緣電阻都接在“L”、“E ””端之間，但當(dāng)被測(cè)絕緣體表面漏電嚴(yán)重時(shí)，必須將被測(cè)物的屏蔽環(huán)或不須測(cè)量的部分與“G”端相連接，這樣漏電流就經(jīng)由屏蔽端“G”直接流回發(fā)電機(jī)的負(fù)端形成回路，而不再流過兆歐表的測(cè)量機(jī)構(gòu)（動(dòng)圈），這樣就從根本上消除了表面漏電流的影響。特別應(yīng)該注意的是測(cè)量電纜線芯和外表之間的絕緣電阻時(shí)，一定要接好屏蔽端鈕 “G”，因?yàn)楫?dāng)空氣濕度大或電纜絕緣表面又不干凈時(shí)，其表面的漏電流將很大，為防止被測(cè)物因漏電而對(duì)其內(nèi)部絕緣測(cè)量所造成的影響，一般在電纜外表加一個(gè)金屬屏蔽環(huán)，與兆歐表的“G”端相連。

圖 1 兆歐表的結(jié)構(gòu)

2 兆歐表的測(cè)量原理

兆歐表的測(cè)量原理: 流比計(jì)的可動(dòng)部分有兩個(gè)繞向相反且互成一定角度的線圈，且其空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是不均勻的。線圈1用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，線圈2用于產(chǎn)生反作用力力矩。被測(cè)電阻接在L（線）和E（地）兩個(gè)端子上，形成了兩個(gè)回路，一個(gè)是電流回路，一個(gè)是電壓回路。在接入被測(cè)電阻 Rx 后，構(gòu)成了兩條相互并聯(lián)的支路，當(dāng)搖動(dòng)手搖發(fā)電機(jī)時(shí)，兩個(gè)支路分別通過電流I1和 I2。電流回路從電源正端經(jīng)被測(cè)電阻Rx、限流電阻RA、可動(dòng)線圈1回到電源負(fù)端。電壓回路從電源正端經(jīng)限流電阻RV、可動(dòng)線圈2回到電源負(fù)端。由于空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不均勻，因此兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩T1和T2不僅與流過線圈的電流I1、I2有關(guān)，還與可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角α有關(guān)。限流電阻RA、RV為固定值，在發(fā)電機(jī)電壓不變時(shí)，電壓回路的電流I2為常數(shù)，電流回路電流I1的大小與被測(cè)電阻Rx的大小成反比，所以流比計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角α能直接反映被測(cè)電阻Rx的大小。可以看出考慮到兩電流之比與偏轉(zhuǎn)角滿足的函數(shù)關(guān)系，不難得出α=f(Rx)，可見，指針的偏轉(zhuǎn)角α僅僅是被測(cè)絕緣電阻 Rx 的函數(shù)，電源電壓U的波動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩和反作用力矩的干擾是相同的,而與電源電壓沒有直接關(guān)系。但是如果使用不當(dāng)，它將給測(cè)量帶來不必要的誤差，我們必須正確使用兆歐表絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量。由于其結(jié)構(gòu)和原理比較特殊，加之被測(cè)電器種類的繁雜和各自的特殊性，使得如何接線成為絕緣電阻測(cè)試工作中的重要一環(huán)。

3 兆歐表的使用

3.1 使用方法及注意事項(xiàng)

(1)只能在設(shè)備不帶電，也沒有感應(yīng)電的情況下測(cè)量。

(2)測(cè)量前應(yīng)將搖表進(jìn)行一次開路和短路試驗(yàn)，檢查搖表是否良好。將兩連接線開路，搖動(dòng)手柄，指針應(yīng)指在“∞”處，再把兩連接線短接一下，指針應(yīng)指在“0”處，符合上述條件者即良好，否則不能使用。

(3)測(cè)量絕緣電阻時(shí)，一般只用“L”和“E”端，但在測(cè)量電纜對(duì)地的絕緣電阻或被測(cè)設(shè)備的漏電流較嚴(yán)重時(shí)，就要使用“G”端，并將“G”端接屏蔽層或外殼。這樣就使得流經(jīng)絕緣表面的電流不再經(jīng)過流比計(jì)的測(cè)量線圈，而是直接流經(jīng) G 端構(gòu)成回路，所以，測(cè)得的絕緣電阻只是電纜絕緣的體積電阻。

(4)線路接好后，可按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，搖動(dòng)的速度應(yīng)由慢而快，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘120轉(zhuǎn)左右時(shí)（ZC-25型），保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并且要邊搖邊讀數(shù)，不能停下來讀數(shù)。

(5)兆歐表未停止轉(zhuǎn)動(dòng)之前或被測(cè)設(shè)備未放電之前，嚴(yán)禁用手觸及。測(cè)量結(jié)束時(shí)，對(duì)于大電容設(shè)備要放電。放電方法是將測(cè)量時(shí)使用的地線從搖表上取下來與被測(cè)設(shè)備短接一下即可。

(6)一般最小刻度為1MΩ，測(cè)量電阻應(yīng)大于100kΩ。

(7)禁止在雷電時(shí)或高壓設(shè)備附近測(cè)絕緣電阻，搖測(cè)過程中，被測(cè)設(shè)備上不能有人工作。此外要定期校驗(yàn)其準(zhǔn)確度。

3.2 兆歐表在醫(yī)用設(shè)備的維修和維護(hù)中的應(yīng)用

兆歐表在醫(yī)用設(shè)備的維修和維護(hù)中的應(yīng)用廣泛，主要用于以下兩方面：

(1)預(yù)防性測(cè)試：我們把對(duì)設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻和導(dǎo)線測(cè)試做為其整體預(yù)防性維護(hù)程序的一部分。導(dǎo)線絕緣層的狀況是設(shè)備和電氣系統(tǒng)總體狀況的一個(gè)很好的指示。好的預(yù)防性維護(hù)程序可以在故障造成停工之前檢測(cè)到并消除故障。必須對(duì)失效的絕緣進(jìn)行維修，以確保系統(tǒng)不會(huì)在不適當(dāng)?shù)臅r(shí)候發(fā)生故障。一般而言，所有的系統(tǒng)在長時(shí)間工作后，其導(dǎo)線的絕緣層質(zhì)量都會(huì)以可預(yù)測(cè)的速率退化。通過定期進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量，即可避免導(dǎo)線絕緣層故障（或預(yù)期壽命）。

(2)日常的維護(hù)：通常所有的電氣設(shè)備都是需要日常的維護(hù)的。維護(hù)的目的是發(fā)現(xiàn)可能存在的故障隱患或微小的故障。早一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)這些隱患或微小的故障，可以在沒有形成損失（停止使用，設(shè)備損傷或人身傷害）或損失非常小的事后消除這些隱患或故障。日常維護(hù)通?？梢苑譃槎ㄆ诰S護(hù)和不定期維護(hù)，或根據(jù)為維護(hù)測(cè)試的目的分為預(yù)防性維護(hù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)等等。 特別對(duì)于大型醫(yī)療設(shè)備，定期的日常維護(hù)性的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)時(shí)間確定計(jì)劃，例如每天、每周、每月、每季度。任務(wù)包括設(shè)備檢查、定期檢查潤滑油、調(diào)整設(shè)備和更換零件、檢查運(yùn)行設(shè)備的電氣、水壓和機(jī)械系統(tǒng)。在全年中對(duì)一個(gè)或幾個(gè)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)。不定期維護(hù)由維護(hù)人員所進(jìn)行的隨機(jī)維修包括應(yīng)急工作和停工檢修。 預(yù)防性維護(hù)是為了使設(shè)備保持峰值工作狀態(tài)，將定期維護(hù)和不定期維護(hù)相結(jié)合進(jìn)行維護(hù)；預(yù)測(cè)性維護(hù)則是根據(jù)預(yù)先確定的容差監(jiān)測(cè)磨損狀況和設(shè)備特性，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的故障。

[1] 侯建國,杜康全.淺談醫(yī)療設(shè)備的安全使用[J].中國醫(yī)療器械雜志,2003(3):27.

[2] GB 9706 15-1999,醫(yī)用電氣設(shè)備[S]．

[3] 鄧振進(jìn).關(guān)于醫(yī)用電氣設(shè)備的安全分類[J].醫(yī)療裝備,2006(6):31-32.

[4] 藏德云.電氣安全評(píng)價(jià)探討[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2006(3):91-930.

[5] 徐俊剛.絕緣電阻在線檢測(cè)技術(shù)研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2008.

[6] 楊文勝.如何正確使用絕緣電阻測(cè)量表測(cè)量絕緣電阻[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào),2007(15):37.

Discussion on Insulation Resistance Measurement Method of Medical Equipment

GUO Gang
Equipment Department,Xiangtan Municipal Central Hospital,Xiangtan Hunan 411100,China

TM934.3

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.05.017

1674-1633(2010)05-0052-02

2009-09-08

2010-01-18

作者郵箱：guogang0909@yahoo.com.cn

Abstract: This paper introduces the safety electricity using index of medical equipment and the implication of insulation resistance, and simply illustrates the measurements of insulation resistance under low voltage(500V).

Key words: insulation resistance; megohmmeter; medical equipment;electrical safety