淺談醫用設備的絕緣電阻測量

郭剛

湘潭市中心醫院 設備科，湖南 湘潭411100

淺談醫用設備的絕緣電阻測量

郭剛

湘潭市中心醫院 設備科，湖南 湘潭411100

本文介紹了兆歐表的結構、工作原理、使用與維護方法。同時簡要介紹了醫療設備的安全用電指標，以及絕緣電阻的含義及絕緣電阻在低電壓(500V檔)下的測量方法。

絕緣電阻；兆歐表；醫療設備；用電安全

0 前言

醫療設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、高頻電刀等。在臨床使用過程中為了防止發生電擊事故，國家標準和IEC標準規定了醫用電子儀器常用的安全指標，這些指標包括絕緣電阻、漏電流、接地線電阻和接地電阻四個方面。它們的正常運行之一就是其絕緣材料的絕緣程度，即絕緣電阻的數值。絕緣電阻是醫療設備安全運行的一個重要指標，當受熱和受潮時，絕緣材料便老化，其絕緣電阻阻值便降低，從而造成電器設備漏電或短路事故的發生。為了避免事故發生, 就要求經常測量各種電器設備的絕緣電阻，判斷其絕緣程度是否滿足設備需要。

普通電阻的測量通常有低電壓下測量和高電壓下測量兩種方式。而絕緣電阻由于一般數值較高（一般為兆歐級）。在低電壓下的測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量絕緣電阻，500 V以下的電氣設備選用量程為500~1000 V的兆歐表。

1 兆歐表的構造

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

圖 1 兆歐表的結構

2 兆歐表的測量原理

兆歐表的測量原理: 流比計的可動部分有兩個繞向相反且互成一定角度的線圈，且其空氣隙中的磁感應強度是不均勻的。線圈1用于產生轉動力矩，線圈2用于產生反作用力力矩。被測電阻接在L（線）和E（地）兩個端子上，形成了兩個回路，一個是電流回路，一個是電壓回路。在接入被測電阻 Rx 后，構成了兩條相互并聯的支路，當搖動手搖發電機時，兩個支路分別通過電流I1和 I2。電流回路從電源正端經被測電阻Rx、限流電阻RA、可動線圈1回到電源負端。電壓回路從電源正端經限流電阻RV、可動線圈2回到電源負端。由于空氣隙中的磁感應強度不均勻，因此兩個線圈產生的轉矩T1和T2不僅與流過線圈的電流I1、I2有關，還與可動部分的偏轉角α有關。限流電阻RA、RV為固定值，在發電機電壓不變時，電壓回路的電流I2為常數，電流回路電流I1的大小與被測電阻Rx的大小成反比，所以流比計指針的偏轉角α能直接反映被測電阻Rx的大小。可以看出考慮到兩電流之比與偏轉角滿足的函數關系，不難得出α=f(Rx)，可見，指針的偏轉角α僅僅是被測絕緣電阻 Rx 的函數，電源電壓U的波動對轉動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系。但是如果使用不當，它將給測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行測量。由于其結構和原理比較特殊，加之被測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試工作中的重要一環。

3 兆歐表的使用

3.1 使用方法及注意事項

(1)只能在設備不帶電，也沒有感應電的情況下測量。

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

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

(4)線路接好后，可按順時針方向轉動搖把，搖動的速度應由慢而快，當轉速達到每分鐘120轉左右時（ZC-25型），保持勻速轉動，并且要邊搖邊讀數，不能停下來讀數。

(5)兆歐表未停止轉動之前或被測設備未放電之前，嚴禁用手觸及。測量結束時，對于大電容設備要放電。放電方法是將測量時使用的地線從搖表上取下來與被測設備短接一下即可。

(6)一般最小刻度為1MΩ，測量電阻應大于100kΩ。

(7)禁止在雷電時或高壓設備附近測絕緣電阻，搖測過程中，被測設備上不能有人工作。此外要定期校驗其準確度。

3.2 兆歐表在醫用設備的維修和維護中的應用

兆歐表在醫用設備的維修和維護中的應用廣泛，主要用于以下兩方面：

(1)預防性測試：我們把對設備進行絕緣電阻和導線測試做為其整體預防性維護程序的一部分。導線絕緣層的狀況是設備和電氣系統總體狀況的一個很好的指示。好的預防性維護程序可以在故障造成停工之前檢測到并消除故障。必須對失效的絕緣進行維修，以確保系統不會在不適當的時候發生故障。一般而言，所有的系統在長時間工作后，其導線的絕緣層質量都會以可預測的速率退化。通過定期進行絕緣電阻測量，即可避免導線絕緣層故障（或預期壽命）。

(2)日常的維護：通常所有的電氣設備都是需要日常的維護的。維護的目的是發現可能存在的故障隱患或微小的故障。早一點發現這些隱患或微小的故障，可以在沒有形成損失（停止使用，設備損傷或人身傷害）或損失非常小的事后消除這些隱患或故障。日常維護通常可以分為定期維護和不定期維護，或根據為維護測試的目的分為預防性維護和預測性維護等等。 特別對于大型醫療設備，定期的日常維護性的實驗，根據時間確定計劃，例如每天、每周、每月、每季度。任務包括設備檢查、定期檢查潤滑油、調整設備和更換零件、檢查運行設備的電氣、水壓和機械系統。在全年中對一個或幾個設備進行定期維護。不定期維護由維護人員所進行的隨機維修包括應急工作和停工檢修。 預防性維護是為了使設備保持峰值工作狀態，將定期維護和不定期維護相結合進行維護；預測性維護則是根據預先確定的容差監測磨損狀況和設備特性，預測可能發生的故障。

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[4] 藏德云.電氣安全評價探討[J].中國安全生產科學技術,2006(3):91-930.

[5] 徐俊剛.絕緣電阻在線檢測技術研究[D].西安:西安建筑科技大學,2008.

[6] 楊文勝.如何正確使用絕緣電阻測量表測量絕緣電阻[J].科技咨詢導報,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