Заземление для медицинского оборудования

В соответствии с международными и российскими нормативными документами устанавливаются два класса заземлений, которые обозначаются, как защитное (PE) и функциональное (FE).

С тех пор, как в медицине стали применяться электрические приборы и сложная аппаратура, возникла необходимость в разработке мер по безопасности, как самих пациентов и врачей, так и оборудования. В Советском Союзе электробезопасность медицинских установок регулировалась «Инструкцией по защитному заземлению электромедицинской аппаратуры в учреждениях системы Министерства здравоохранения СССР» от 1973 г.

На основании «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ п.1.7.29) защитное заземление (PE) необходимо выполнять только в целях электробезопасности объекта.

Функциональное заземление FE обеспечивает работу самой электроустановки и согласно (ПУЭ п. 1.7.30) не применятся в целях электробезопасности объекта.

В последнее время информационно – коммуникационные технологии (ИКТ) всё шире внедряются в медицину, поэтому при определении задач заземления компьютеризированного медицинского оборудования следует руководствоваться также ГОСТ Р 50571.22-2000 п. 3.14 (707.2).

Классы медицинской аппаратуры по электробезопасности

В Российской Федерации любая медицинская электрическая аппаратура подлежит разделению на классы: 01, I, II, III (нормаль «ОН 64-1-203-69 по защите от поражения электрическим током в случае нарушения рабочей изоляции»). Для классов оборудования 01, I обязательным условием является наличие защитного заземления PE. При эксплуатации аппаратуры классов II и III защитное заземление не предусматривается.

Далее рассмотрим некоторые актуальные правила проектирования защитного заземления для различных видов электросетей.

Техническая реализация для IT-сети (с изолированной нейтралью): надежно заземляем все проводящие части медицинского оборудования, которые доступны для прикосновения. Это касается классов 01 и I.

Техническая реализация для TN-C-сети (с глухозаземленной нейтралью): в этом случае проводится зануление всех доступных для прикосновения проводящих частей медицинских приборов классов 01 и I. В данном случае проводимость зануляющих проводников составляет не менее 50% от проводимости фазных проводников. В отдельных помещениях нулевые провода на входе распределительных щитков заземляются повторно. Система TN-C применяется в основном в учреждениях здравоохранения старой постройки.

Техническая реализация для TN-S–сети (с отдельным защитным нулевым проводником): для однофазного медицинского электрооборудования, отнесенного к классу 01, заземление подключается специальным (третьим) проводником. В случае трехфазной сети специалисты используют пятый (отдельно выполненный) защитный проводник (PE). Запрещено использовать в целях защитного заземления нулевой рабочий провод непосредственно у электроприемника медицинской аппаратуры. В отдельных случаях с целью снижения капитальных затрат допускается использование модернизированной TN-C системы заземления - TN-C- S.

Заземление медицинского оборудования, отнесенного к классу I, производится через штепсельную розетку с заземляющим контактом, в сети IT к нему присоединяется заземляющий проводник от магистрали защитного заземления. А в случае проектирования в сети TN-C используется зануляющий проводник от нулевого провода группового щитка помещения.

Функциональное заземление для медицинского оборудования

Современная медицинская техника кроме традиционных медицинских технологий, таких как рентген и ультразвук, использует уже и новые технологии, например, ядерный магнитный резонанс, сканирующие технологии, поддержка жизнеобеспечения (искусственное сердце и лёгкие, гемодиализ и пр.), информационные технологии и др. Поэтому для работы всего этого технического многообразия требуется функциональное заземление FE. Причём разброс требований к сопротивлению заземления достаточно широкий, например, для рентгена – это может быть 10 Ом, а для кардиографа и другой чувствительной аппаратуры, необходимой в операционных, реанимационных и палатах интенсивной терапии - 2 Ом. Здесь возникают определенные сложности для специалистов-электриков. Выход из положения – это установка заземляющего устройства обеспечивающего минимальное сопротивление, которое одновременно может использоваться как для защитного РЕ, так и функционального FE заземлений. Современные решения на основе модульных систем заземления позволяют это сделать достаточно легко и экономично и без каких-либо масштабных земляных работ (см. Модульное заземление).

При использовании высокочувствительного оборудования, пособие по проектированию учреждений здравоохранения (к СНиП 2.08.02-89) предписывает делать отдельное рабочее заземление с сопротивлением 2 Ом, удаленное от любого другого заземляющего устройства на 15 м. Такое заземление необходимо только в том случае, если требование к его выполнению указывается в паспорте или документации к медицинской аппаратуре.

Классификация медицинских помещений

При проведении такой классификации будем руководствоваться нормативными документами МЭК 60364-7-710 (ГОСТ Р 50571.28-2006).

Если взять как пример любую поликлинику, больницу или медицинский центр, то становится понятно, что в структуру данной организации входят не только операционные, реанимационные блоки, кабинеты врачей и помещения для физиопроцедур и диагностики. В состав крупного медицинского учреждения входят также и административные, хозяйственные помещения, блоки питания, лифты и т.д. И для каждой группы таких помещений специалистами разработаны различные меры по электробезопасности. Итак, согласно нормативным документам помещения здравоохранения разделили на 3 группы:

К группе 0 (Гр0 Ст.710.2.5) решено относить такие медицинские помещения, где вообще не могут быть использованы контактирующие проводящие части и приборы. Т.е. в таких кабинетах электроприборы не находятся в физическом контакте с пациентом. Это различные административные и хозяйственные помещения, столовые, а также, например, кабинеты некоторых врачей.

При первом же коротком замыкании (КЗ) или пробое изоляции здесь производится автоматическое отключение.

К группе 1 (Гр1 Ст.710.2.6.) относят помещения, в которых пациент имеет физический контакт с электроприборами (наружно или даже внутренне). Это могут быть комнаты для физиотерапии или гидротерапии в поликлинике, санатории, клинике. В таких помещениях нарушение снабжения электричеством не может привести с серьезной угрозе жизни и здоровью пациента. При первом же КЗ или при перебоях в электропитании в помещении Гр1 автоматически отключается подача электричества на открытые проводящие части приборов.

В качестве защитных мер в таких помещениях специалисты-электрики предлагают:

двойную изоляцию,
УЗО (не более 30 мА),
безопасное сверхнизкое напряжение (БСНН),
заземленную цепь системы БСНН (ЗСНН).

Уравнивание потенциалов и аварийное электроснабжение может быть использовано здесь в качестве мер дополнительной защиты.

К группе 2 (Гр2 Ст.710.2.7 ) согласно нормативным документам решено отнести помещения, в которых проводятся жизненно важные лечебные процедуры, и контактирующие части электроприборов имеют физический контакт с пациентом. Также в таких помещениях, любая первичная неисправность в системе электроснабжения не должна привести к отказу аппаратуры жизнеобеспечения. Это, как правило, операционные, реанимационные и аналогичные помещения. В Гр2 при первом же КЗ на корпус или пробое изоляции не производится автоматическое отключение электропитания.

В этом случае предусмотрен целый комплекс защитных мер:

двойную изоляцию,
медицинская система IT,
использование медицинских разделительных трансформаторов (МРТ),
БСНН; ЗСНН.

В качестве дополнительных мер опять же применимо уравнивание потенциалов и аварийное электроснабжение. В клиниках также используются ИБП со временем переключения не более 0,5 с. В операционных и реанимационных помещениях критически важно защитить пациента от поражения электричеством и от микрошока.

При приложении даже самой небольшой разницы потенциалов к сердечной мышце может возникнуть микрошок. Он очень опасен для пациента.

Кратко рассмотрим медицинскую систему питания помещений группы 2. (МЭК 60364 -7 – 710. Ст.710.2.10.). Организация такой сети происходит по технологии IT. В систему обязательно входит: МРТ, система контроля изоляции, система сигнализации и контроля работоспособности.

Заключение

В медицинских помещениях используется как защитное, так и функциональное заземление. Система заземления в этом случае защищает персонал и пациентов от поражения электрическим током, а также поддерживает нормальное функционирование медицинского оборудования.

В дополнение к требованиям МЭК 60364 -7 – 710 на электронное оборудование, используемое в мед.учреждениях, также распространяются и другие нормативные документы, применимые в целом к системам ИКТ.