淺談接觸電流測試 ─ 圖解篇

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“當人體或動物接觸一個或多個裝置的或設備的可觸及零部件時,流過他們身體的電流。” 接觸電流也稱之為洩漏電流,然而經常會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的刊物中都把洩漏電流稱作為 ” 接觸電流 ” 。

對於 I 類設備的電子產品可觸及的金屬部件或是外殼還應具備良好的接地線路,以作為基本絕緣以外的一種防電擊保護措施。但是我們也經常遇到一些使用者隨意將 I 類設備當成 II 類設備使用,或是說其 I 類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,作為生產廠商有義務去避免這種情況對使用者造成的危險。這就是我們為什麽要做接觸電流測試的目的所在。

接觸電流的分類

對於不同結構的電子產品,接觸電流的量測也是有不同的要求,但總括來說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)

“由電源網絡產生的漏電流穿過或跨過絕緣層並流入保護接地導線 (Protective Conductor) 的電流。” I 類設備在保護接地導線斷開的單一故障條件下,如果接地的人體接觸到與該保護接地導線相連的可觸及導體(如外殼),則這個對地接觸電流將通過人體流到地 (GND) ,當這個電流大於一定值時,就有電擊的危險。這種情況正如上述的事例,即使接地線出現了故障或最極端的情況下斷開,這時外殼的漏電流亦不能對人體造成傷害。 如圖一所示,此時人就是充當了接地線路,流經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)

“從在正常使用時操作者或患者可觸及的外殼或外殼部件(應用部分除外),經外部導電連接而不是保護接地導線流入大地或外殼其他部分的電流。" 如果是 II 類內部電源設備,由於它們不具備保護接地線路,則要考慮其全部外殼的漏電流;但如果是 I 類設備,而它又有一部分的外殼沒有和地連接,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 第一部分: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。 這裡是指由於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電位差,則必然有一個電流從應用部件經患者流到地(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)

由於在患者身上意外地出現一個來自外部電源的電壓而從患者經 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)

在正常或是單一故障條件下,設備與地無關聯任意兩點之間的漏電流,電流從設備的一部分流經人體後流入設備的另一部分; ( 如圖五 )

(圖五)

而對於醫療設備來說,就包括患者輔助電流 ---- “正常使用時,流入處於應用部分部件之間的患者的電流。”這裏是指設備有多個部件的應用部分,當這些部件同時接在一個患者身上,若部件與部件之間存在著電位,則有電流流過患者。而這個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電極之間的流過患者身上的電流。作為 F 型隔離(浮動)應用部分,指當患者身上同時有多台設備在使用,或者發生其他意外情況,使患者身上出現一個外部電源電壓(作為一種單一故障狀態),這時也會產生患者漏電流。 ( 如圖六 )

(圖六)

結論

接觸電流測試已作為產品安全性能的主要指標之一,是對產品是否存在觸電危險的判斷依據。 而且接觸電流測試較其他安規測試複雜,因此必須掌握接觸電流的概念及測量方式,對於不同產品、不同標準的要求採取不同測量方式。

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