测试漏电流的MD网络测试盒

这个MD网络（Measurement Device Network）是根据国际电工委员会（IEC）和国家标准（如GB9706.1-2020）设计的人体模拟网络，用于测量医疗器械的漏电流，以确保其符合安全标准。

一、MD网络测试盒的工作原理电路结构

医疗器械测试漏电流测量装置的图例及其频率特性

测试漏电流的MD网络测试盒

从图片中可以看到，MD网络由以下元件组成：

• R1：电阻，通常为10kΩ。
• R2：电阻，通常为1kΩ。
• C1：电容，通常为0.015uf。
• Z：被测设备的漏电流路径。
  

这些元件共同构成了一个模拟人体阻抗的网络，其中R1和R2代表人体的电阻部分，而C1则模拟人体的电容特性。

二、工作原理

当漏电流通过被测设备流向地时，它会流经MD网络中的各个元件。由于人体对交流电的阻抗不仅包含电阻成分，还包含电容成分，因此使用MD网络可以更准确地模拟人体在漏电流作用下的真实反应。

IEC TS 60479

漏电流加权网络及其生理学依据

在医疗器械的安全标准中，直流电流、低频交流电流和高频交流电流对人体的生理影响存在显著差异。因此，标准中要求在测量漏电流时采用加权网络（R1+C1 与 R2 组合），以便更真实地反映不同频率下电流对人体的危害程度。

1. 直流与低频交流电流的影响

根据 IEC TS 60479-1:2005 的研究结论：

• 直流电流主要作用是产生持续的肌肉收缩，但相对不容易引起心室纤颤，因此允许的限值高于交流电。
• 低频交流电流（约10 Hz ~ 1 kHz）与人体心脏的节律（通常为每分钟60~100次，即约1 Hz ~ 2 Hz）相互作用最为敏感。在工频（50 Hz / 60 Hz）下，电流最容易干扰心脏节律，甚至诱发心室纤颤，因此限值最严格。
  
  

2. 高频电流的影响

当频率升高（>1 kHz）时，交流电流对心脏的刺激作用迅速减弱。IEC TS 60479-2:2007 指出，高频电流主要导致热效应和表浅感觉，对深层组织和心脏的危害大幅降低。

• 因此，在漏电流测量中，引入 加权网络（如图 12 所示），其频率特性会对高频成分进行衰减。
• 这样，虽然仪器实际测得的高频电流数值可能较大，但通过加权网络换算后，其等效的“对人体危害程度”被折算成相对较小的电流值。
  
  

3. 加权网络的意义

图 12 所示的网络（R1=10 kΩ, R2=1 kΩ, C1=0.015 μF）本质上是一个频率加权的等效阻抗变换器：

• 在低频段，电容C1阻抗较高，电流主要通过R2，使得测得电流接近实际流过人体的值。
• 在高频段，C1逐渐导通，等效阻抗降低，从而使在R2上的测量结果变小。
• 这意味着，高频电流在测量结果中被“折算”为对人体等效的低频电流效应。
  
  

4. 总结

• 直流：影响相对较小，主要是肌肉持续收缩。
• 低频交流：最危险，容易引发心脏纤颤，因此限值最低。
• 高频交流：危害主要转为热效应，心脏风险降低，因此通过加权网络折算后读数较小。
  
  

这套原理正是为什么医疗器械标准（如 GB 9706.102-2021 / IEC 60601-1）规定要使用加权网络来测量漏电流，而不是直接读仪器的原始电流值。

三、测试漏电流

在漏电流测试中，通常有两种测量方式：

1. 加权漏电流测试

• 通过 R1 与 C1 串联，再与 R2 并联 构成测量回路（即标准规定的“人体模拟网络”）。
• 此时，直接测量流过 R2 的电流，就得到了加权后的漏电流。这个值已经考虑了不同频率电流对人体危害程度的加权修正。
  
  

2. 不加权漏电流测试

• 去掉 R1、C1，仅保留 R2 作为测量回路。
• 此时，测得的 R2 上电流值即为不加权漏电流，它代表了器械真实漏出的电流大小，而没有进行频率修正。
  
  

仪器使用

• 示波器（带电流探头）或者高精度万用表，都可以直接测 R2 上的电流（RMS 值）。
• 差别就在于：电路中是否加了人体等效网络（R1+C1）。
• 高精度万用表、示波器直接测试R2 上的电流（RMS 值）得到的电压，再通过欧姆定律，除以R2，就可以得到漏电流的值。
• 然后，依次针对不同的漏电流路径进行测试。
  
  

四、IEC 60601-1\GB 9706.1漏电流限值
IEC 60601-1 条款8.7.3漏电流限值

iec 60601-1 条款8.7.3漏电流限值

患者漏电流的容许值

iec 60601-1 条款8.7.3漏电流限值-患者漏电流的容许值.png

• 接触电流的容许值在正常状态下是 100μA，单一故障状态下是 500μA。
• 对地漏电流的容许值在正常状态下是 5mA，单一故障状态下是 10mA。对于永久性安装 ME 设备的供电电路仅为该 ME 设备供电的，容许有更高的对地漏电流值。