Im Zusammenhang mit der Nutzung elektrischer Geräte zielt die Prüfung der elektrischen Sicherheit darauf ab, die Sicherheit elektrischer Produkte und Anlagen zu gewährleisten. Um dieses Ziel zu erreichen, haben Regierungen und verschiedene technische Gremien Normen für die elektrische Sicherheit entwickelt . Jedes Land hat seine eigenen Normen, die eingehalten werden müssen. Um diese Normen zu erfüllen, müssen elektrische Produkte und Anlagen Prüfungen zur elektrischen Sicherheit bestehen.

Zu den Arten von elektrischen Sicherheitsprüfungen gehören:

Elektrische Sicherheitsprüfungen werden in verschiedenen nationalen und internationalen Normen beschrieben.

Elektrische Sicherheitsprüfungen

Prüfung der dielektrischen Spannungsfestigkeit

Eine Spannungsfestigkeitsprüfung (auch Hochspannungsprüfung genannt) wird durchgeführt, indem an das zu prüfende Gerät oder die Anlage eine Spannung angelegt wird, die höher als die Betriebsspannung ist. Bei dieser Prüfung wird die elektrische Isolierung eines Produkts oder einer Anlage einer Spannungsbelastung ausgesetzt, die weit über der normalen Betriebsspannung liegt. Wird die Hochspannungsprüfung zu Typprüfungszwecken durchgeführt , kann eine deutlich höhere Spannung angelegt werden.

Isolationswiderstandsprüfung (IR-Prüfung)

Eine Isolationswiderstandsprüfung (IR-Prüfung) misst den elektrischen Widerstand einer Isolierung , indem eine Spannung zwischen zwei Punkten angelegt und der resultierende Stromfluss gemessen wird. Bei dieser Prüfung müssen geeignete Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, wie z. B. Sperrzonen, Sicherstellen, dass keine Drähte freiliegen, und Tragen von persönlicher Schutzausrüstung . Für diese Prüfung benötigen Sie ein Isolationswiderstandsmessgerät. Dieses kann von einem kleinen, batteriebetriebenen Handgerät bis hin zu einem größeren, kofferähnlichen Gerät reichen, das höhere Prüfspannungen ermöglicht. Vor Beginn einer Isolationswiderstandsprüfung müssen die Prüfspannung, die Prüfdauer und die Prüfpunkte festgelegt werden. Zulässige Isolationswiderstandswerte variieren je nach Schaltungszweck, Branche und Land. In der Regel geben Normen die zulässigen Werte vor. Eine Isolationswiderstandsprüfung kann für einfache Gut/Schlecht-Prüfungen oder für die regelmäßige Zustandsbewertung eingesetzt werden, bei der routinemäßige Isolationswiderstandsprüfungen durchgeführt und die Ergebnisse über einen bestimmten Zeitraum dokumentiert werden. Durch die kontinuierliche Überwachung des Isolationswiderstands einer Schaltung kann eine vorbeugende Wartung geplant werden, bevor es zu Geräteausfällen kommt. Der Isolationswiderstand ist von Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen abhängig. Daher sollten Temperatur und Luftfeuchtigkeit bei der Prüfung erfasst und der Messwert entsprechend kompensiert werden. [ 1 ] Viele Normen und Sicherheitsbehörden schreiben die Isolationswiderstandsprüfung als obligatorische Prüfung für elektrische Anlagen und Produkte vor. Diese Prüfung wird auch als „Meggerprüfung“ bezeichnet, da die Firma Megger eines der ersten Unternehmen war, das ein Isolationswiderstandsmessgerät kommerziell auf den Markt brachte. Heute sind viele weitere Marken erhältlich.

Erdkontinuitätstest

Ein Erdungsdurchgangstest prüft, ob ein Metallteil mit der Erde verbunden ist. Der Widerstand dieser Erdverbindung kann ebenfalls gemessen werden.

Leckstromprüfung

Ein Leckstromtest erkennt Ströme, die nicht durch den Stromkreis zurückfließen. Dieser Test kann im Rahmen der Funktionsprüfung von Fehlerstrom-Schutzschaltern (FI-Schaltern) oder Fehlerstrom-Schutzschaltern (RCDs) eingesetzt werden.

Prüfkategorien für elektrische Sicherheit

Sichtprüfung

Eine Sichtprüfung ohne Berührung der Anlage, bei der die elektrische Installation oder das Produkt vor Beginn jeglicher elektrischer Tests begutachtet wird. Ziel der Sichtprüfung ist es, beschädigte Isolierungen, getrennte Leitungen, fehlerhafte Installationen und andere sichtbare Mängel zu erkennen.

Tottest

Durchgangsprüfung: Ein Test zur Überprüfung der korrekten Verkabelung.

Erdungsdurchgangsprüfung: Diese Prüfung dient der Sicherstellung, dass das Erdungssystem ordnungsgemäß angeschlossen ist.

Live-Test

Prüfung der Schleifenimpedanz bei Erdschluss: Diese Prüfung dient dem Nachweis, dass das System im Fehlerfall die Anforderungen erfüllt, um die Stromversorgung innerhalb der in den Normen festgelegten Frist zu unterbrechen.

Isolationswiderstandsprüfung

Polaritätsprüfung: Ein Test, der überprüft, ob die Verbindungen in der richtigen Reihenfolge hergestellt sind.

RCD-Prüfung: In modernen elektrischen Anlagen sind RCDs und RCBOs standardmäßig installiert. Diese Geräte reagieren auf Stromverluste im Stromkreis. Ein solcher Stromverlust kann auftreten, wenn eine Person stromführende Teile berührt. Dadurch kann Strom durch ihren Körper fließen, anstatt über den normalen Rückweg des Stromkreises.

Schutzmittel (MOP)

Kein einzelnes Schutzmittel sollte für die Sicherheit des Geräts absolut notwendig sein, sodass das Versagen eines Schutzmittels das Gerät nicht unmittelbar gefährlich macht. [ 2 ]

Die MOP-Praktiken werden weiter in MOOP und MOPP unterteilt. [ 3 ]

Schutzmaßnahmen für den Bediener (MOOP)

Ein Konzept, das in der Norm für medizinische elektrische Geräte IEC 60601-1 eingeführt wurde . [ 3 ] [ 2 ]

Maßnahmen zum Schutz der Patienten (MOPP)

Elektrische Sicherheitsstandards wurden von Normungsorganisationen weltweit, wie dem American National Standards Institute (ANSI) [ 4 ] , der Canadian Standards Association [ 5 ] und der Europäischen Kommission in IEC 60601-1, festgelegt. Die MOPP-Sicherheitsstandards zielen darauf ab, grundlegende Sicherheitsanforderungen für medizinische elektrische Geräte zu definieren. „Bei gefährlichen Spannungen in einem System ist ein robustes und zuverlässiges Isolationskonzept erforderlich, sodass mehrere voneinander unabhängige Isolationsausfälle auftreten müssen, bevor ein Bediener oder Patient gefährdet wird. Um dies zu erreichen, sind zwei unabhängige Schutzmaßnahmen oder eine einzelne physikalische Isolationsmaßnahme wie Kriech- /Luftstrecke oder eine als gleichwertig angesehene Feststoffisolierung erforderlich.“ [ 6 ] Zusätzlich zur Isolation des angeschlossenen Geräts haben die Organisationen bei der Implementierung der MOPP-Standards folgende weitere wichtige Punkte festgelegt: [ 7 ]

  • Anforderungen an den Ableitstrom.
    • Der maximal zulässige Patientenableitstrom beträgt im Normalbetrieb (Normalzustand, NC) 500 μA AC und 50 μA DC und im Einzelfehlerfall (SFC) 1000 μA AC oder 100 μA DC. [ 7 ]
  • Anforderungen an die Eingabephase.
  • Temperaturmessung und Anforderungen.
  • Anforderungen an die Dicke von mehrlagigen Leiterplatten (PCB).
    • Bei einer Dämmstoffdicke von 0,4 mm oder drei Lagen Dämmfolie (Prepreg) ist ein Abstand für verstärkte Dämmung akzeptabel. [ 7 ]
  • Dielektrische Prüfung.
  • Maximale Ausgangsenergie
  • Anforderungen an Gehäuse und mechanische Brandschutzmaßnahmen

Beispiel

Klassifizierungen Isolierung Creepage/

Freigabe

Isolierung
1 x MOOP 1500 V AC 2,5 mm / 2 mm Basic
2 x MOOP 3000 V AC 5 mm / 4 mm Doppelt
1 x MOPP 1500 V AC 4 mm / 2,5 mm Basic
2 x MOPP 4000 V AC 8 mm / 5 mm Doppelt

Beispiel zur Veranschaulichung der Unterschiede zwischen den Isolations- und Kriechstromanforderungen für MOOP und MOPP. [ 8 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ „Leitfaden zur Isolationswiderstandsprüfung“ (PDF) . Biddle Megger . Archiviert vom Original (PDF) am 06.02.2009.
  2. ^ a b „Elektrische Sicherheitsprüfungen“ . EBME.co.uk. Abgerufen am 18. Februar 2016 .
  3. ^ a b Wilson, Richard (15. November 2013). „Kennen Sie Ihre MOPPS von Ihren MOOPS in der medizinischen Stromversorgungsentwicklung“ . Electronics Weekly . Abgerufen am 18. Februar 2016 .
  4. ^ „AAMI-Standards und empfohlene Verfahren“ (PDF) . aami.org . American National Standards Institute, Inc. Archiviert vom Original (PDF) am 21.09.2015.
  5. ^ "CAN/CSA-C22.2 Nr. 60601-1:08 (R2013)" . scc.ca . Standards Council of Canada. 11. September 2023.
  6. ^ Bayliss, Ann-Marie. „Understanding the 3rd edition medical safety standard and using DC-DC converters to provide isolation“ (PDF) . go.murata.com . Murata.
  7. ^ a b c „Medizinische Zulassungen für Stromversorgungen“ (PDF) . epsma.org . EPSMA.
  8. ^ „MOPP und MOOP in IEC 60601-1 3rd“ (PDF) . Mouser.com .