電氣安全測(cè)試中對(duì)電源線插頭片的錯(cuò)誤處理分析與建議

陸曉超

海寧市人民醫(yī)院 設(shè)備科，浙江 海寧 314400

引言

電氣安全測(cè)試作為醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制的一部分，已經(jīng)在全國(guó)醫(yī)療系統(tǒng)中得到廣泛開(kāi)展[1-3]，電氣安全測(cè)試中存在問(wèn)題較多的是保護(hù)接地阻抗超標(biāo)，特別是電源線問(wèn)題[2,4]，根據(jù)規(guī)定，帶有不可拆卸電源軟電線的設(shè)備，保護(hù)接地阻抗的阻值不超過(guò)0.2 Ω，不帶電源線或帶可拆卸電源線的設(shè)備，其自身保護(hù)接地阻抗不超過(guò)0.1 Ω[5]。設(shè)備的電源線一般固定于設(shè)備，因此，電氣安全測(cè)試須包含電源線的部分，以確保電源線和設(shè)備自身的接地阻抗均可靠。在實(shí)際測(cè)量中，遇到接地阻抗超標(biāo)時(shí)，許多臨床工程人員通過(guò)去除電源線插頭片和接地柱的氧化層來(lái)解決大部分接地阻抗超標(biāo)問(wèn)題[4,6]。

電源線插頭片的表面存在一層抗氧化的保護(hù)鍍層，一旦清除或破壞后，電源線插頭片內(nèi)部銅材裸露，改變了電源線設(shè)計(jì)制造的初始狀態(tài)。而醫(yī)療設(shè)備的工作環(huán)境復(fù)雜，特別是經(jīng)常移動(dòng)的設(shè)備，電源線的插頭片容易接觸消毒液、病人體液、輸液用的生理鹽水等，在接觸這些物質(zhì)后，更容易產(chǎn)生腐蝕或氧化。為了確定這些物質(zhì)對(duì)電源線插頭片的作用，設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，同時(shí)驗(yàn)證了電源線插頭片的保護(hù)層在抗腐蝕耐氧化中的作用。

1 材料與方法

1.1 研究資料

（1）電源線。某品牌監(jiān)護(hù)儀的全新電源線，電源線規(guī)格為3 m/10 A/250 V，線體標(biāo)注：CCCA02934160227IEC53(RVV)300/500 V3×0.75 mm2GB/T5023.5-2008，可知此電源線為3 芯、每芯0.75 mm2的軟銅電源線，而0.75 mm2銅芯電源線的電阻為26 Ω/km（20℃最大電阻）[7-8]。經(jīng)過(guò)換算，20℃時(shí)，3 m 長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)電源線內(nèi)阻不超過(guò)0.078 Ω，實(shí)際測(cè)量中，考慮到室溫接近20℃，故不考慮由溫度偏差引起的電阻微小變化。

（2）醫(yī)療設(shè)備容易接觸的腐蝕性物質(zhì)：血液、汗液、食物湯汁、消毒液、生理鹽水等?？紤]到人體體液和食物湯汁都以鹽分為主，故選取了生理鹽水作為代表，另選取地面消毒液（泡騰片，有效成分二氯異氰尿酸，根據(jù)說(shuō)明書(shū)調(diào)配好）、手消毒液（有效成分三氯生（DP300）0.18%、乙醇55%），一共三種醫(yī)院常見(jiàn)物質(zhì)作為研究對(duì)象。

1.2 儀器與方法

（1）電阻測(cè)試儀。FLUKE 公司的ESA620 型電氣安全分析儀。

（2）測(cè)量方式。采用鱷魚(yú)夾夾住電源線插頭片接觸面，另一頭用測(cè)量筆插入尾部接口，測(cè)量電源線某根線芯兩端間的電阻。

（3）電源線編號(hào)。選取五根全新的電源線，編號(hào)為1、2、3、4、5，每根電源線有火線、零線、地線三根線芯，考慮到三根線芯規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)一致，為節(jié)約材料，除地線外，其他線芯也作為試驗(yàn)研究對(duì)象，線芯編號(hào)規(guī)則為對(duì)應(yīng)電源線編號(hào)加線芯屬性，如2 號(hào)線的地線編號(hào)為：2 地。

（4）試驗(yàn)方法。先測(cè)量出每根線芯的初始阻值并記錄，然后對(duì)插頭片進(jìn)行不同的預(yù)處理，模擬電源線的實(shí)際工作環(huán)境，以分析電源線插頭片在保護(hù)層破損后的變化情況，設(shè)計(jì)了四種插頭片的處理方式：a. 銼去保護(hù)層；b. 地面消毒液浸泡30 min 后取出，自然風(fēng)干；c. 手消毒液浸泡30 min 后取出，自然風(fēng)干；d. 生理鹽水浸泡30 min 后取出，自然風(fēng)干。

四根電源線的插頭片經(jīng)過(guò)不同的預(yù)處理，和一組對(duì)照組（5 號(hào)線）一起敞開(kāi)放置在生活區(qū)域，經(jīng)歷類(lèi)似病房的溫濕度影響。醫(yī)療設(shè)備電氣安全分析的常規(guī)周期為6～36 個(gè)月[9]，以12 個(gè)月為主，因此，經(jīng)過(guò)處理的插頭片放置6 個(gè)月后測(cè)量其電阻值。初始電阻值、插頭片的處理方式、6個(gè)月后電阻值數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。

表1 各插頭片預(yù)處理方式及前后電阻值

查詢(xún)“金屬電阻率及其溫度系數(shù)表”（人民教育出版社官網(wǎng)），20℃時(shí)，純銅電阻率ρ=1.678×10-8Ω·m，因此，長(zhǎng)度為3 m、截面積為0.75 mm2（0.75×10-6m2）的純銅線芯，標(biāo)準(zhǔn)電阻為：

而表1 中的初始阻值數(shù)據(jù)，普遍低于0.067 Ω，平均值為0.062 Ω。這可能由于檢測(cè)儀器本身偏差或是電源線所用的銅芯材質(zhì)電阻率更低所致，此偏差對(duì)本實(shí)驗(yàn)結(jié)論無(wú)影響。

（5）其他測(cè)試?？紤]手消毒液凝膠、環(huán)境灰塵等影響，使用中性洗手液和紗布擦拭插頭片，清水沖洗、陰干，再測(cè)量電阻值，電阻無(wú)明顯變化，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)中插頭片表面附著物影響可忽略。

2 結(jié)果分析

2.1 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)GB/T 3956-2008 標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)用的每根電源線線芯測(cè)量到的電阻值不應(yīng)超過(guò)0.078 Ω，結(jié)合表1 中初始阻值和6 個(gè)月后阻值，繪制條形-折線統(tǒng)計(jì)圖，見(jiàn)圖1。由于“3地”“3 火”兩個(gè)數(shù)值高出其他數(shù)值太多，為了圖形的平衡，圖1 中縱坐標(biāo)“電阻值/歐姆”最大值只取到0.3 Ω。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)阻值與各線芯前后阻值對(duì)比圖

2.2 數(shù)據(jù)分析

（1）從圖1 可以看出，經(jīng)過(guò)不同預(yù)處理的各線芯插頭片，電阻值的變化呈現(xiàn)出明顯區(qū)別。① 初始阻值全部低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)阻值線；② 保護(hù)層完好的插頭片在6 個(gè)月后全部低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)阻值線；③ 6 個(gè)月后的數(shù)據(jù)中，有六個(gè)數(shù)據(jù)超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)線，分別是“1 地”“1 火”“2 地”“2 火”“3 地”“3火”，對(duì)應(yīng)的六個(gè)插頭片是三組不同預(yù)處理方式，都是去除保護(hù)層；④ 4 號(hào)線雖然全部去除保護(hù)層，但是前后電阻全部符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且基本無(wú)變化，說(shuō)明如果工作環(huán)境良好，去除保護(hù)層后仍有較長(zhǎng)的安全使用期。

（2）最強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)。根據(jù)表1 數(shù)據(jù)，6 個(gè)月后電阻值增長(zhǎng)最多的是“3 地”“3 火”線芯，增長(zhǎng)率分別為1771.7%和1742.4%，其預(yù)處理方式分別為a 和d，而同樣使用d 處理方式的“3 零”線芯，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)a 處理，既插頭片表面保護(hù)層完好，6 個(gè)月后的電阻值為0.074 Ω，沒(méi)有超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表明生理鹽水在無(wú)保護(hù)層的插頭片上具有極強(qiáng)的腐蝕性，而與生理鹽水同樣含有較多鹽分的人體體液、食物湯汁等，理論上應(yīng)該有類(lèi)似效果。手消毒液和地面消毒液雖然也有一定的增加阻抗的效果，但比生理鹽水低很多。

（3）插頭片保護(hù)層的重要性。未經(jīng)過(guò)a 處理，保護(hù)層完好的“1 零”“2 零”“3 零”，雖然分別經(jīng)過(guò)b、c、d 的處理，但是6 個(gè)月后電阻值依然符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，增長(zhǎng)百分比較低，分別為10.8%、22.4%、19.4%，保護(hù)層在耐腐蝕抗氧化的功能上不可或缺。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與建議

根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)和以上分析，電氣安全測(cè)試中，通過(guò)去除電源線插頭片氧化層的方式并不可取，因?yàn)槿コ趸瘜拥耐瑫r(shí)，不可避免地破壞了保護(hù)鍍層，改變了電源線插頭片原有結(jié)構(gòu)，在日常使用中，因?yàn)獒t(yī)院的特殊環(huán)境，插頭片容易與病人體液、生理鹽水、消毒液、藥物等接觸，容易腐蝕氧化，造成短期內(nèi)保護(hù)接地阻抗超標(biāo)的問(wèn)題，存在安全隱患。因此，臨床工程人員在檢測(cè)中，去除氧化層來(lái)達(dá)到檢測(cè)合格的目的只能作為一種應(yīng)急方式，如果設(shè)備是固定式不移動(dòng)或是工作環(huán)境在機(jī)房等安全區(qū)域，可采取這種處置方式，而其他設(shè)備，不建議采取這種處理方式。總體而言，盡可能在短期內(nèi)更換合格的電源線，以保障醫(yī)患安全。

3 討論

電氣安全測(cè)試在各醫(yī)院得到廣泛開(kāi)展，安全保障得到進(jìn)一步提升，但是臨床工程師通過(guò)去除電源線插頭片氧化層的方式來(lái)提高檢測(cè)成功率的方式并不可取，會(huì)增加安全隱患，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M證明了這種處置方式存在的問(wèn)題，對(duì)于醫(yī)療設(shè)備質(zhì)控有積極的推進(jìn)意義。

由于保護(hù)接地阻抗分為儀器和電源線兩部分，雖然電源線可以更換，但是設(shè)備本身的金屬外殼或是接地柱無(wú)法簡(jiǎn)單更換，因此，接地阻抗超標(biāo)且在更換電源線后依然不合格的，再采用合適的方法去除儀器本身的氧化層問(wèn)題。電氣安全保護(hù)接地阻抗測(cè)試不合格中，電源線接地阻抗與設(shè)備內(nèi)部阻抗不合格的比例在9:1 左右[10]，一般都在更換電源線后通過(guò)測(cè)試。

4 結(jié)論

電氣安全測(cè)試中，保護(hù)接地阻抗超標(biāo)時(shí)，盡可能通過(guò)更換電源線來(lái)解決問(wèn)題，電源線插頭片的保護(hù)鍍層很重要，如果選擇破壞，應(yīng)盡快更換新的電源線，否則，醫(yī)院復(fù)雜的環(huán)境，各種腐蝕性、氧化性物質(zhì)容易接觸到插頭，導(dǎo)致保護(hù)接地阻抗在短期內(nèi)超標(biāo)，成為安全隱患。