雷击对医疗设备的危害和防范措施

张广旭 王胜利 廖颖颖

摘要：本文主要说明了医院临床医疗设备在发生雷击时产生的危害，和应该采取哪些措施来保护容易遭受雷击的设备，同时也阐述了医院有哪些不完善的地方需要改进。

关键词：雷电、破坏、损伤、医疗设备、防范措施。

引言 随着现代科技的医疗发展，医院的医疗设备也越来越多，其安全保护问题显得尤为突出。医疗设备不仅与人的身体有接触，甚至有时也会与人的内脏有接触。我市的某医院为重点三甲医院，通过实地查看后了解到其医院有大型高压氧仓、CT设备、核磁共振、超声波设备、DR设备、X光机等不同类型的医疗设备既满足了不同患者的治病需求，又大大增加了治疗的准确度，为现代化医疗发展做出了不可替代的作用，为培养新的医疗人员作出了必要的硬件准备。如不采取完善的保护措施，很容易遭受雷击的危害导致设备的损坏和人员的伤亡。

1.雷击对医疗设备的危害

1.1直接雷击：

雷云之间或雷云对地面某一点（包括建筑物、构架、树木、动植物等）的迅速放电现象称之为直接雷击，它因电效应、热效应、和机械力效应等造成物体损坏和人员伤亡。因医院大楼在建造初期有完善的外部防雷措施，故不多介绍。

1.2感应雷击：

雷云放电时，在附近导体上（包括架空电缆、埋地电缆、金属构件等）产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击，它因过电压、过电流易对微电子设备造成损坏、伤害工作人员、使传输或储存的信号或数据（模拟或数字）受到干扰或丢失。

感应雷击主要通过如下途径损坏设备：

①、通过电源线路感应。

②、通过通信线路感应。

③、高压地反击作用。

④、空间瞬变电磁场的感应。

医疗设备的集成电路及其接口的耐压冲击水平都在100V（8×20uS） 以下，更多的集成电路在60V以下。这样感应过电压水平高低就是是否被雷击坏的重要技术指标，再者电源线的高压进线端是长距离的架空输电线路容易遭受直击雷和感应雷产生过电压；低压端（380V）容易感应附近（几百米至2公里）雷击产生的电磁波而产生过电压，通过输电线路或者金属管线进入屋内损坏设备。

2. 雷击的防范措施

下面介绍三种设备安全保护措施：1、工作接地；2、保护接地；3、重复接地。       

       工作接地：

       工作接地通常对安装在建筑物内的机器比较方便，方法是把设备的金属外壳与电网的零线接在一起，它的保护原理是当设备带电部分碰上或连上金属外壳时，会通过外壳形成相线对零线的单相短路。由于相零回路的阻抗都很小，故短路电流很大，能使线路上的保险立即工作，从而使设备脱离电源，有效地保障人身安全。工作接地存在的最大问题是，当零线断路，电流接反时，电压会通过负载直接加到设备外壳上，使外壳出现220V的对地电压，如果触及外壳，就会触电。虽然可采取其他相应的措施来避免或减少危险，但主要是避免零线断线和电源接反。

        保护接地：

       保护接地就是把设备的金属外壳与土壤间作很好的电气连接，在日常所用的380V/220V三相四线制供电系统中，配电变压器中性点是直接接地的。如果医疗设备也采取了接地措施，当发生外壳短路严重漏电故障时，电流会通过大地回到变压器的中性点，这时可能出现两种情况：接地电阻电流大于熔断额定电流，熔丝迅速熔断，设备脱离电源。由于接地电阻电流较小，熔丝额定值较大，接地电阻电流不能使熔丝熔断，这时设备外壳带电，电压一般为220V，而设备不接地时，外壳对地电压则等于相电压，显然前者比后者小。由此可见，设备外壳接地，对防触电却有一定作用，但是这种方法也有严重缺点，装设接地线比较麻烦，特别对安装在建筑物内的机器装设地线就比较困难。当设备外壳接地电阻较大时，这种措施的保护作用较差。       

        重复接地：

       医疗设备采取接零保护措施后，虽然一般不会发生触电危险，但万一电源接反或零线断路设备外壳还是会带电的，且对地电压达220V，鉴于这种情况，为了安全起见，可采取重复接地措施（即把设备外壳接零以后又接地）。特别对那些电源电路不规范不可靠的地方更有必要采用此项措施，以确保安全。重复接地能起多种作用：有零线时，重复接地等于给零线增加了一条并联支路。外壳短路时，它能使短路电流增大，从而有助于熔丝熔断，即使熔丝未能熔断，由于零线作用压降减小，分压的双重作用使设备外壳的对地电压明显降低；在零线断线的情况下，它给负载电流提供了一条通路使之通过大地回到变压器中性点，故重复接地能有效减轻接零设备在零线断线时的触电危险。重复接地应尽量利用自然体接地，如没有合适的自然体接地可供利用，则应做人工体接地，一般可将2.5米镀锌角钢垂直打入地下。每隔1米打一根，然后把两根接地连成一体（焊接或打孔连接），其上端离地面0.5米。接地电阻尽可能接近≤4Ω把接地线用螺丝固定在接地体上，保证接触即可。

3.医院中发现的问题和改进的方向

1、在医院的病房楼中我们能看到每个病床靠墙的那面都有一些插座和开关按钮，这是为了方便医护人员给患者使用一些带电设备而建造的，按钮是为了患者有情况能够及时通知医护人员的一个措施，本来目的是为了护士和患者的方便的，可是当有雷电波侵入的时候这些方便恰恰成了危害，因为有患者需要躺在病床上，当线路受到损坏产生掉落或者燃爆第一受害者就是患者，这又对患者造成了二次伤害。这些插座都是成排的很容易引起连锁反应。如果说在每个房间线路前端安装过载保护和防感应雷保护（浪涌保护器）这类现象就能有效的避免，既保证了线路的正常使用，又保证了人员的安全。

2、当我们进入到医院大楼内想找患者时，首先我们想到的是护士站，询问护士，现在的医疗水平都不断地在提高，以前手写得病例，都被电脑替代了，随着工作人员越来越多墙上得那几个插座肯定不够，这时就需要插排，电脑长时间工作，插排也在长时间工作久而久之就会产生线皮老化和绝缘破坏的现象。当闪电击中线路通过线路传输到屋内时，这些插排就是对电脑的最大隐患，轻则电脑损坏，重则数据丢失和造成人员受伤。如果说医院统一配备防雷插排，既保证了电脑长时间使用不会让线路过热；又保证了当出现雷电事故不会对电脑主板造成损坏而丢失数据。

3当住院的时候护士会推来呼吸机、检测仪、脉搏器等移动设备来到我们身边插到墙上的插座上来给我们做一些常规检查，这些设备大部分都是三相插座，既一根火线、一根零线、一根地线，但这地线是工作接地，而设备又是给人使用的，工作接地如果失效，设备就会带220V电流；那人员在使用设备中就会产生触电的危害。如果增加保护接地这些问题就能最大限度的避免了，就是在移动设备上安装上导线，在使用设备时将导线和专设的接地导体做软连接。不用时可以取下。

参考文献

（1）《谈谈医疗设备的接地》作者：李贵良，李爱华；《医疗装备》2002年第01期。

（2）《医疗设备的保护接地的安全防护》作者：肖继军，李文革；《医疗装备》2005年第02期。

（3）国家标准.建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版) [S].北京：中国计划出版社、2001。

（4）梅卫群、江燕如、建筑防雷工程与设计[M].2版 北京：气象出版社、2006。