淺談接觸電流測試 - 圖解篇
前言:
IEC60990 《接觸電流和保護導體電流的測量方法》中提到接觸電流是“當人體或動(dòng)物接觸一個(gè)或多個(gè)裝置的或設備的可觸及零部件時(shí),流過(guò)他們身體的電流。” 接觸電流也稱(chēng)之為泄漏電流,然而經(jīng)常會(huì )與耐壓測試中的漏電流混為一談,因此近些年的標準中或是相關(guān)的刊物中都把泄漏電流稱(chēng)作為 ” 接觸電流 ” 。
對于 I 類(lèi)設備的電子產(chǎn)品可觸及的金屬部件或是外殼還應具備良好的接地線(xiàn)路,以作為基本絕緣以外的一種防電擊保護措施。但是我們也經(jīng)常遇到一些使用者隨意將 I 類(lèi)設備當成 II 類(lèi)設備使用,或是說(shuō)其 I 類(lèi)設備電源輸入端直接將接地端 (GND) 拔除,這樣就存在一定的安全隱患。即便如此,作為生產(chǎn)廠(chǎng)商有義務(wù)去避免這種情況對使用者造成的危險。這就是我們?yōu)槭裁匆鼋佑|電流測試的目的所在。
接觸電流的分類(lèi)
對于不同結構的電子產(chǎn)品,接觸電流的量測也是有不同的要求,但總括來(lái)說(shuō)接觸電流可分為對地接觸電流、表面對地接觸電流以及表面間接觸電流測試三種。
對地接觸電流(Ground Leakage Current)
“由電源網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生的漏電流穿過(guò)或跨過(guò)絕緣層并流入保護接地導線(xiàn) (Protective Conductor) 的電流。” I 類(lèi)設備在保護接地導線(xiàn)斷開(kāi)的單一故障條件下,如果接地的人體接觸到與該保護接地導線(xiàn)相連的可觸及導體(如外殼),則這個(gè)對地接觸電流將通過(guò)人體流到地 (GND) ,當這個(gè)電流大于一定值時(shí),就有電擊的危險。這種情況正如上述的事例,即使接地線(xiàn)出現了故障或zui的情況下斷開(kāi),這時(shí)外殼的漏電流亦不能對人體造成傷害。 如圖一所示,此時(shí)人就是充當了接地線(xiàn)路,流經(jīng)人體電流也應在標準規定的限值之內。

圖一
表面對地接觸電流(Surface to Line Leakage Current)
“從在正常使用時(shí)操作者或患者可觸及的外殼或外殼部件(應用部分除外),經(jīng)外部導電連接而不是保護接地導線(xiàn)流入大地或外殼其它部分的電流。" 如果是II類(lèi)內部電源設備,由于它們不具備保護接地線(xiàn)路,則要考慮其全部外殼的漏電流;但如果是I類(lèi)設備,而它又有一部分的外殼沒(méi)有和地連接,則要考核這部分的外殼接觸電流。(如圖二)

圖二
根據IEC60601-1 《醫用電氣設備 *部分:安全通用要求》標準,外殼接觸電流還包括患者漏電流以及F型的患者漏電流。 這里是指由于應用部分要接觸到患者,而患者又接地,如果應用部分對地存在一個(gè)電位差,則必然有一個(gè)電流從應用部件經(jīng)患者流到地(這要排除設備治療上需要的功能電流),這便是患者漏電流。(如圖三)

圖三
由于在患者身上意外地出現一個(gè)來(lái)自外部電源的電壓而從患者經(jīng)F型應用部分流入地的電流。(如圖四)

圖四
表面間接觸電流(Surface to Surface Leakage Current)
在正?;蚴菃我还收蠗l件下,設備與地無(wú)關(guān)聯(lián)任意兩點(diǎn)之間的漏電流,電流從設備的一部分流經(jīng)人體后流入設備的另一部分;(如圖五)

圖五
而對于醫療設備來(lái)說(shuō),就包括患者輔助電流 ---- “正常使用時(shí),流入處于應用部分部件之間的患者的電流。” 這里是指設備有多個(gè)部件的應用部分,當這些部件同時(shí)接在一個(gè)患者身上,若部件與部件之間存在著(zhù)電位,則有電流流過(guò)患者。而這個(gè)電流又不是設備生理治療功能上需要的電流,例如心電圖機各導聯(lián)電極之間的流過(guò)患者身上的電流。作為 F 型隔離(浮動(dòng))應用部分,指當患者身上同時(shí)有多臺設備在使用,或者發(fā)生其它意外情況,使患者身上出現一個(gè)外部電源電壓(作為一種單一故障狀態(tài)),這時(shí)也會(huì )產(chǎn)生患者漏電流。 ( 如圖六 )

圖六
結論
接觸電流測試已作為產(chǎn)品安全性能的主要指針之一,是對產(chǎn)品是否存在觸電危險的判斷依據。 而且接觸電流測試較其它安規測試復雜,因此必須掌握接觸電流的概念及測量方式,對于不同產(chǎn)品、不同標準的要求采取不同測量方式。
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