医疗场所中剩余电流动作保护器设计选型

设计选型冯岩冰，施文艳(山东建筑大学建筑规划设计研究院，山东 济南250013)摘 要：为更准确地对医疗场所剩余电流动作保护器选型，通过举例分析，确定

了医疗场所可能产生的故障电流，从规范要求、理论计算、工程验算等方面来确定

RCD的相关参数和特殊要求，可为电气设计人员提供参考。冯岩冰(1988_),男，

工程师，从事民用建 筑电气设计工作%关键词：医疗场所；故障电流；剩余电流动作保护器(RCD)；动作特性中图分类号：TU 856 文献标志码：B 文章编号：1674-8417(2019)07-0034-03DOI: 10.16618/j. cnki. 1674-8417. 2019. 07. 0080引言随着我国经济的快速发展,人们对于自身及

基本防护措施的补充保护措施或间接接触防护。对于额定剩余动作电流不超过300 mA的

RCD，其作用是对持续接地故障电流引起的火灾 危险提供防护，其值应根据设备正常泄流数值来

确定。家人的健康越来越重视，因此对医疗建筑的安全

性、舒适性以及医疗设备的可靠性、精确性等要 求越来越高% 1-&。目前，针对医疗场所的电气设

1.2 RCD分类(1) 根据过电流保护分:不带过电流保护

计越来越严谨，医疗场所剩余电流动作保护器

(RCD)的正确选型对于医疗建筑显得尤为重要,

(RCCB)、带过电流保护(RCBO)、仅带过负荷保

护、仅带短路保护。不仅能够保护人身、精密设备的安全，还能更好

地提升医疗建筑电气整体设计水平。(2) 根据极数和电流回路数分:单极两线

(P + N)、二极(2P)、二极三线(2P + N)、三极

1 RCD基本概念1.1 RCD定义RCD的功能是检测供电回路的剩余电流，将

其与基准值相比较,当剩余电流超过该基准值时

(3P)、三极四线(3P + N)、四极(4P)。(3) 根据动作方式分:动作功能与电源线电

压或外部辅助电源无关的RCD(电磁式)、动作功

能与电源线电压或外部辅助电源有关的RCD(电

分断被保护电路。对于额定剩余动作电流不超过30 mA的

子式)。(4) 根据安装形式分：固定装设和固定接

RCD,其作用是在基本的安全保护措施失效或人 线、移动设置和/或用电缆将装置本身连接到

电源。错误操作可能会发生意外的情况下，提供的一种

附加防护措施，可视为只作为直接接触电击事故

施文艳(1985_)，女,工程师，从事民用建筑电气设计工作。(5) 根据调节剩余电流动作值的可能性分：• 34 •・电气安全・固定、分级可调、连续可调3种。(6)在剩余电流含有直流分量时，根据动作

特性分-AC型剩余电流保护器，对交流剩余电流 能正确动作;A型剩余电流保护器，对交流和脉

动直流剩余电流均能正确动作;B型剩余电流保 护器,对交流、脉动直流和平滑直流剩余电流均

能正确动作。1.3 RCD的动作特性(1)交流剩余电流。在额定频率的交流剩 余电流稳定增加时,AC型、A型和B型RCD应

在不动作电流\"no和额定剩余动作电流范围 内动作。交流剩余电流脱扣电流限值如表1

所示。表1交流剩余电流脱扣电流限值RCD形式电流形式脱扣电流/A下限上限AC型、A型、*型交流0.5 \"n\"n(2)脉动直流剩余电流。在额定频率的脉

动直流剩余电流稳定增加时,A型、B型RCD应 在规定的不动作电流和动作电流范围内动作。

脉动直流剩余电流脱扣电流限值如表2所示。表2脉动直流剩余电流脱扣电流限值脱扣电流/ARCD

电流形式 形式(单个脉冲 上限直流交流)下限\"n<30 A \"n#30 A0。0.35 \"nA型、*型90。0.25 \"n2\"n 1.4\"n135。0.11 \"n2医疗场所的定义和分类2.1医疗场所的定义医疗场所是用以对患者进行诊断、治疗(包

括整容)、监测和护理的场所。2.2 医疗场所的分类(1) 0类场所-不使用接触部件的医疗场所。(2) 1类场所：以接触部件接触躯体外部和况代建翁电气No.7 Vol.10 (Serial No.115) 2019Mae除2类场所外接触部件侵入躯体的任何部分。(3) 2类场所-将接触部件用于诸如心内诊 疗术、手术室以及断电(故障)将危及生命的重要

治疗医疗场所。国家标准GB 16895.24—2005《建筑物电气装 置第7-C10部分-特殊装置或场所的要求医疗场 所》%3& (INC 60364-C-710-2002)规范要求-2类医疗

场所内，用于维持生命的、外科手术和其他位于患

者区域内医疗电气设备和系统的供电回路应选用

局部医疗N系统。所以,2类场所的电气设备不

采用RCD进行保护。3医疗场所RCD选型以接触部件接触躯体外部为例，假如在干燥

条件下某医护人员在为成年患者采用有源医疗 器械进行治疗时，有源医疗器械电线外皮因长期

磨损发生相导体外漏，过程中接触到患者右手肘

处(小的接触面积)，患者站立。电流流过患者路径及相应阻抗图示如图1

所示。图1电流流过患者路径及相应阻抗图示图1中，接触电压9t ] 200 V，忽略皮肤阻

抗，干燥条件下小的接触面积，经计算总的人体

阻抗:ZB 二[1.8% +10.9% +9.9% +1.3% +0.5 a

(5.1% + 14. 1 % + 32. 3% ) & x 8650 a 0. 8 % 二

3 435.78 %。因此，接触电流 < 二 9t/Zb 二58.21 mA。• 35 •Mae现代建巍电九No.7 Vol.10 (Serial No.115) 2019根据GB/T 13870. 1 —2008《电流对人和家畜

的效应第1部分:通用部分》中图20及表11,当

持续时间达到1 s时可能发生病理-生理学效应， 如心搏停止、呼吸停止以及烧伤或其他细胞的破

坏,而且心室纤维性颤动的概率还会随着电流的 幅度和时间增加。医疗器械剩余电流不得不防,

因此对于剩余电流保护开关的选择要有针对性。 根据剩余电流含有直流分量的定义可知,部分有

源医疗器械供电或输出为直流,剩余电流更是含 有直流分量的情况，这就是规范GB 16895.24— 2005《建筑物电气装置第7-710部分:特殊装置

或场所的要求医疗场所》要求RCD应选择A型

或B型的原因。从动作方式选取RCD。此类事件可能会存 在主回路失压和接触不良的情况,如果选用电子

式RCD,因为其特性存在保护装置误动作，规范

JGJ312 —2013《医疗建筑电气设计规范》%4&直接

规定在部分2类医疗场所区域应选用电磁式

RCD。而对于额定剩余电流值和动作的选择，首 先按照规范JGJ 312 —2013《医疗建筑电气设计

规范》规定要求取值:不大于30 mA,动作时间不

大于0.2 s。交流电流对人效应的约定时间/电

流区域如图2所示。10 0005 000ab

2 01 o0 o o o 5 O o 2AC-1 0o1 0 o 5 o 2 o1 O

图2交流电流对人效应的约定时间/电流区域由图2,并查GB/T 13870. 1 —2008《电流对

人和家畜的效应第1部分:通用部分》%5&中表 11，分析如下:区域为曲线+〜曲线*之间，产生

的生理效应为可能有感知和不自主地肌肉收缩,

但通常没有有害的电生理学效应，完全可以认

定为安全区域。因规范要求的最大切断时间为

• 36 •・电气安全・0.2 s,所以建议将动作时间调整至0.1 s,尽可能

远离AC-3区域。按照上述结果选择可以保证电击防护的人 身安全，为保证RCD不误动作，使设备能够正常

持续性工作，相应阻抗还应满足正常泄流的

要求。按照有源医疗器械正常泄流值2 mA（比

常用数值稍大）,电线电缆采用长50 m、截面积

6 mm2的聚乙烯绝缘材质,单相电线计算的正常

泄流值为0. 05 x 20 mA = 1 mA,正常泄流值至少

为3 mA。为保证RCD不误动作，额定剩余不动作 电流I血标准值为0. 5IAn，也就是说RCD的IAn应

大于正常泄流值的2倍,6 mA的RCD不满足计

算要求，所以在此类情况下不应采用；上述提 到规范要求额定剩余动作电流值为30 mA,]

15 mA,远大于3 mA,满足平时正常使用的要求。 对于脉动直流剩余电流，额定剩余不动作电流 1血与电流滞后角有关。4结语经过以上计算与分析，医疗场所的RCD选 择直接关系到人身的安全,必须从设计开始予以

重视。根据医疗器械的使用场所和对象，结合规

范要求，合理地选择RCD,以保证患者及医护人

员的人身安全。[1 ]民用建筑电气设计规范:JGJ 16—2008 [ S ]・[2]

住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑

标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措

施一电气）M].北京：中国计划出版社,2009・[3]

建筑物电气装置第7-710部分:特殊装置或场所 的要求 医疗场所：GB 16895.24—2005[ S]・[4 ]医疗建筑电气设计规范:JGJ 312—2013 [ S ]・[5 ]电流对人和家畜的效应第1部分:通用部分：GB/T13870.1—2008[ S]・收稿日期：2019 05 17（下转第40页）Mae现代建巍电九No.7 Vol.10 (Serial No.115) 2019-电气安全-家相关的规范及图集,对火灾自动报警系统的联 动逻辑进行具体的分析，制定针对项目的火灾自 动报警系统各分系统控制逻辑关系说明,作为火

散，当任一功能业态防火分区内的火灾确认后, “全楼”的人员得到火灾报警信息后均会及时疏

散。因此，消防联动控制器发出联动信号，打开

该功能业态内所有疏散通道的门禁系统和停车

灾自动报警系统逻辑编程的依据。场出入口挡杆。该项目的门禁系统每个业态均

为单独系统，因此在消防控制室设置联动，当任

一功能业态内的火灾报警确认后,联动该业态的

门禁系统直接断电，释放所有的门禁设备，并向

消防主机反馈联动的状态信息。[1 ]火灾自动报警系统设计规范GB 50116-2013[ S].3结语大型商业综合体项目内含有各种功能业态,

具有特殊性,在施工调试中应结合施工图纸、国

[2 ]公安部沈阳消防研究所,中国建筑标准设计研究院.

14X505-1火灾自动报警系统设计规范图示[M].北

京冲国计划出版社,2014.收稿日期：2019-05-25Discussion on Linkage Logic of Automatic Fire Alarm System in

Commercial Complex BuildingZD4NG ?nghio

% Atkins Consultants! Shenzhen) Co. , Ltd. , Shenzhen 518000, China]Abstract: Combined with construction drawing, olevvnt nationai specifications and atlas, the linkage logic of

automatic fire alarm system was discussed in commeoiai complex building. The contoi logic relationship of each

subsystem of the automatic fire alarm system was described, which ir as the basir of logic pogomming of automatic fire

alarm system.Key wois: commercial complex building ； automatic fire alarm system ； linkage logic ； debugging(上接第36页)Design Selection of Residual Current Operated Protective

Devicc in Medical PlacesFENG Y+nbing, SHI Wenyan! Shandong Jianzhu University Architecture & Urban Planning Design Institute, Jinan 250013, China)Abstract: In order to accuotety select the osiduai current operated potectiw devicc ( RCD) , combining by

instancManaassis, thMfauatcu entwhich masbMgMnMeatd in mMdica ap aacMs was int eoducMd. Feom thMspMcification

requirements, theooticai calculation and engineering checking calculation, the olatiw paometeo and speciai requirements of RCD were determined. It can provide references for electricai desigeo.Key words: medcal placc ； fault ccrrent ； residual ccrrent operateC protective devicc ( RCD) ； performancc

diaracteristic• 40 •