医疗设备接地

医疗设备地线的原理与接地体施工工艺的研究发布时间：2007-8-15浏览次数：981次医疗设备地线的原理与接地体施工工艺的研究宋赞，段贵军，雷益，强和山(深圳市第二人民医院设备管理中心，广东深圳518035)〔中图分类号〕TH789〔文献标识码〕B〔文章编号)1002一2376(2006)08-0004一03〔摘要〕阐述了医疗设备地线的工作原理及接地体的施工工艺。〔关键词〕医疗设备;地线;施工工艺随着生物、信息与电子技术的飞速发展，医疗电子设备得到广泛的应用。由于人体的生物电变化是非常微弱的，通常仅为微伏或毫伏级，要观察和记录这些生物电都得需要电子仪器放大几千倍或者上万倍才能在记录仪上显示或记录下来，当存在外电场的交流干扰时将更加无法测量。况且人体大多数组织的含水比例很高，是一种良好的导电体，当医疗电子设备内部电线的绝缘材料损坏了，使设备金属外壳带电，人体接触时，若有一定强度电流通过人体组织时可以造成电化学烧伤，严重时可能导致死亡;另一方面静电聚积在设备的机壳上，当电荷聚积的能量达到一定程度时，会给人以触电的感觉;当静电带电体触及计算机时形成对计算机的放电，有可能使逻辑元件送人错误信号、引起计算机运算错误，严重时还会造成程序紊乱，甚至烧毁设备。因此为了抑制来自外界的干扰，也为了防止医疗电子设备对外界产生干扰，保证病人、操作人员及设备的安全，连接地线是最重要的手段之一。地线是指连接地球通向大地的金属连接线，地线有安全地和信号地两种。前者是为了保证人身安全、设备安全而设置的地线，后者是为了保证电路正确工作所设置的地线。接地是以接地电流易于流动为目标，要求接地电阻越小越好，接地体是埋人地中并直接与大地接触的导体，因此地线的安装环节中，接地体的安装过程最为关键。以下将对接地体的几种安装工艺予以比较研究。1材料与方法1.1施工材料准备面积为1衬以上，厚度在5mm以上的紫铜板，长2.5m，直径19mm接地钢钎，厚度5mm，截面积100MMZ以上扁钢条，32mm2多芯带绝缘层铜电缆，直径30mm，长2m带孔铜棒，地线测试仪，LRH火泥焊接模具，降阻防蚀剂(LRCP)产品，施工工具等。1.2测量大地电阻率收集地质资料，在有效的工作区域内测量大地电阻率，雨后不应立即测量地电阻。1.3合理选择施工地址根据测量结果，选择既能满足设计和规范要求，又便于施工且造价低廉的地段。在打接地桩时，要选择粘结性强的、有机质多的、潮湿的实地表层，避开过于松散、坚硬风化、回填土及干燥的地表层，目的是降低接地回路的土壤电阻和接触电阻，能快速疏通事故大电流，保证接地质量。1.4接地体常用安装方式1.4.1单一垂直接地体挖一坑直径0.5m以上，深0.5m左右，在坑的底部中央将接地钢钎砸人地下，用扁钢或铜电缆焊接后引出。1.4.2几个并联的相同垂直接地体当单一垂直接地体阻值过大时，可以采用多个并联方式，间距5m以上，排列成一字形，L形或扇形等，之间挖0.5m深的沟，以扁钢相互焊接，用扁钢或铜电缆焊接后引出。1.4.3单一水平接地体挖一坑宽lm左右，深1.5一2m以上的沟，将接地钢钎水平埋人地下，用扁钢或铜电缆焊接后引出。1.4.4几个并联的相同水平接地体当单一水平接地体阻值过大时，可以采用多个并联方式，间距5m以上，之间挖0.5m深的沟，以扁钢相互焊接，用扁钢或铜电缆焊接后引出。1.4.5板式接地体将面积为1时以上，厚度在5rim以上的紫铜板，埋人距地表1.5m或2m深的地下，用铜电缆以LRH火泥焊接工艺焊接后引出。1.4.6几个并联的相同板式接地体当单一板式接地体阻值过大时，可以采用多个并联方式，间距5m以上，之间挖0.5m深的沟，用铜电缆以LRH火泥焊接工艺相互焊接后引出。1.4.7长效高导活性离子接地体挖一直径0.5m以上，深0.5mm左右的坑，在坑的底部中央钻一深2000mm，直径40mm孔，将长效高导活性离子降阻防蚀剂部分注入孔中及带孔铜棒内，带孔铜棒砸人孔中，以降阻防蚀剂填满，尾部用铜电缆以LRH火泥焊接工艺焊接后引出。1.4.8综合接地体根据实际需要，按以上施工方式，组合应用。1.4.，自然接地体利用建筑物基础内钢筋网作为自然接地体，其接地电阻应小于1n，将地下基础钢筋用电缆连接起来，直接引人到楼内各层室内。2结果传统人工接地体一般使用热镀锌钢管、钢钎、铜棒或铜板等，这些材料虽然有一定的耐腐蚀性，但由于镀层质量及其他问题，在作为接地材料3年一5年后仍会发生腐蚀问题，一般情况下会增加接地电阻，严重时甚至使接地失效。采用长效高导活性离子的接地体，在外填充剂中加人特殊质地混合物且加人凝胶，使之与铜棒紧密结合，既能降低接地电阻，又同时形成了特殊的保护壳层。利用建筑物基础内钢筋网作为自然接地体，接地电阻小，接地可靠，不易被破坏，节约金属材料，是当前医院最好的接地装置。3讨论3.1制作地线接地体需要选址合理。接地极必须远离周围主建筑物5一lom，确保接地极和周围建筑的避雷接地极相对独立。当综合布线采用单独接地系统时，接地体一般采用人工接地体，距离工频低压交流供电系统的接地体不宜小于lom，距离建筑物防雷系统的接地体不应小于20m.3.2选好接地场址后，必须对当地的地下水位进行调查(雨季地下水位、枯水季地下水位)。进行接地极施工的时候，接地极必须保证低于枯水季水位以下。为了减少自然因素对接地电阻的影响，接地体上端埋人地下的深度，一般不应小于60cm，并应在冻土层以下。3.3选好接地场址后，还要对本地土壤进行测试，尽量选碱性、盐性土质，保证接地极周围有充足的离子。如周围是中性土壤，则需要在接地极周围放置木炭、盐，使得接地极和土壤良好接触，减少接地电阻。如果经过上述处理还达不到阻值要求，可以使用化学降阻剂以改善土壤的导电性。接地电阻越小，越有利于电流的疏散。接地电阻大小与土壤电阻率有关，土壤电阻率变化与湿度、温度、含水量、水质、含盐碱量、季节修正系数等都有连带关系。3.4采用加长效高导活性离子敷设接地体，这是一种新技术，可以减小施工量，降低成本，达到良好效果，在敷设方法上，垂直敷设比水平敷设好，埋置越深，受季节温度变化影响越小。3.5长效高导活性离子接地单元选择垂直接地模式，在突破了传统接地方式单位面积接地电阻过高的限制这一关键技术问题的基础上，大幅度地减小了接地单元的占地面积，并简化了施工过程，而接地效果优于传统大面积接地。3.6理论分析和工程实践均表明，影响垂直接地体电阻主要是接地体体表土壤本身的参数。垂直接地体接地电阻的大小决定于电极周围的土壤类型，如果土壤电阻率是均匀的，则绝大部分电阻都分布在直接围绕垂直接地体的壳层上。90%的接地电阻一般都在垂直接地体周围的范围内，使用较大垂直接地体时，接地体的直径对接地电阻的影响不大。根据这一事实，从改变接地体周围壳层的土壤电阻率人手来解决接地体接地电阻问题，通过引人高导活性离子的方法使土壤电阻率得以下降，大幅度降低了垂直接地体的接地电阻。3.7在接地长效性方面，接地电阻会随着土壤中离子的流失而降低，接地体铜管内部填充含高导活性离子的化合物，铜管有通气孔和离子释放孔，呼吸孔吸收土壤中的水份，使电解地极中的化学晶体变为电解溶液从该孔排出，管外离子可以从管内不断得以补充，达到接地电阻长期稳定的目的。3.8高导活性离子的化合物溶液在特殊回填土的吸取作用下，均匀的流人土壤，在土壤中形成了导电良好的电解离子土壤，特别是在石头山，土壤少的地区，电解液可沿石山纵深方向渗透，使原来导电率极差的高山地质结构，形成了一条良好的电解质均匀等电压导电通道，大大的降低了原土壤中接地土壤电阻率，极大程度地减少了接地极与周围土壤的电阻率。3.9长效高导活性离子接地单元不但在接地电阻这一接地关键指标方面取得了突破，并且具有占地面积小、不易腐蚀，接地电阻长效、持久、稳定，施工高效、便捷等优点。3.10化学降阻剂呈中性，无毒无腐蚀，有利于环境保护，又以施工质量好而受到建设、设计和监理人员的好评，社会效益显著。3.11降低接地电阻的常用方法(1)换地法:将接地体周围高电阻率的土壤更换为低电阻率的土壤，如粘土、黑土等。(2)延长法:延长垂直接地线的长度，深埋接地体。(3)外引法:将地线引至附近土壤电阻值较低的地方。(4)化学法:接地极周围土壤中掺人木炭、食盐、石灰等或者在接地体周围采用长效化学降阻剂。3.12接地连线采用优化的LRII火泥焊接连接工艺，可以有效地避免电解腐蚀。除接地体外，接地体引出线的垂直部分和接地装置焊接部位应作防腐处理;在作防腐处理前，表面必须除锈并去掉焊接处残留的焊药。扁钢连接处应人为折叠一下，以防止由于土层地质变化致使地下的焊接点断裂。3.13每一个接地极都要连接起来测试，直到接地电阻符合标准为止，接地极的数量不限。接地极的分布形式最好用扇形，不能用扇形的场址，应选择适当的形式。3.14常规使用时，直流地、防雷地各自独立接地，安全保护地、静电保护地和交流地接人同一地桩。选择什么样的接地系统，从而影响医疗设备的正常运行以及设备和人身的安全，也影响工程造价的成本和施工复杂程度。3.15对地线定期的检查与维护，最好每半年检查一次地线有无松动、脱落、损坏、断节及腐蚀等现象，特别是在干旱季节里，若接地电阻变大应在其周围灌入水，如果还达不到要求则应重新埋置新的地线。