文档详情

人体阻抗模型

cn****1
实名认证
店铺
DOCX
118.76KB
约8页
文档ID:471022463
人体阻抗模型_第1页
1/8

人体电阻模型在华仪电子前几期的电子报中曾经为各位介绍有关电源泄漏电流测试(Line Leakage Current Test, LLT咸是现在根据IEC60990所描述专为人体的泄漏电流测试称为”接触电流 测试(Touch Current Test ,TC Test”的应用和测试方法但在这一期的的电子报中我们将为各 位介绍有关接触电流测试不可少的部份就是人体阻抗模型(Measuring Device, MD),我们要 知道因为是模拟人体的阻抗,所以会有男生和女生的差异,还有也会因为生病,人体的阻抗 结构也会有所改变,当然外在因素如:触电的电压/频率、触电时间、接触面积、湿度环境都 会有着绝对密切的关系人体阻抗模型 Measuring Device(MD)人体的阻抗基本上可 分为两种,一是皮肤阻抗 (Skin Impedance),一为人体 内部阻抗 (Internal Impedance),所以总的人体 阻抗(ZT)的定义为皮肤阻抗 (Zp)与人体内部阻抗(Zi)的 向量和人体阻抗的等效电 路就如(图一)所示,其中Zp1 及Zp2代表人身上任何两宀VZ i :体内阻抗> n>!T Zp1、Zp2 :皮肤阻抗Z T:总阻抗—_-一J 丿处,Zi代表人体内部的阻(图一)人体阻抗的等效电路抗,人体阻抗分为皮肤阻抗 和人体内阻抗的原因,乃是 因为这两种阻抗无论是阻抗值或特性均有很大的差异:(1)皮肤阻抗 Zp (Skin Impedance)人体的皮肤阻抗基本上是非常近似一个电阻和一个电容并联的等效阻抗,影响皮肤阻 抗的因素很多如:电压、频率、触电时间、接触面积、接触力度、皮肤湿度,甚至呼吸的状况都有关系。

底下将说明电压高低、频率大小、时间长短和湿度对人体皮肤阻抗的影响电压的影响:当电压在50V以下时,皮肤的阻抗明显受到接触面积、室温及呼吸状况 的影响;但当电压在50V以上时,皮肤阻抗则明显下降到几乎可以忽视的地步频率的影响:’当频率越高时,皮肤阻抗则越低,这也是为什么皮肤的阻抗等效电路会 采用一个电容和一个电阻并联的原因至于时间,则是触电时间超过几个毫秒,阻抗就会明 显的减少;而于湿度方面,若皮肤沾湿了水,阻抗就会趋近于零综合上列之特点,我们可以简单而清楚地了解人体在触及一个50V电压源时的状况 首先由于皮肤的电容的充电特性使其阻抗几乎不存在,之后在电容充饱阻抗形成时,依然会 在不到几个毫秒的时间内,阻抗明显地减少,所以人体的皮肤阻抗与外在和环境因素有非常 密切的关系2)人体内部阻抗 Zi (Internal Impedance)人体的体内阻抗在接触电源的频率不高(约1000Hz以下)的情况下,可以说几乎是一 个纯阻的阻抗,而其中电阻的大小和电流流通的途径(Current Path)有着绝对的关系,一般的 安规标准会将体内阻抗以500奥姆作为合理的参考值,接触面积也是另一个影响体内阻抗的 重要因素,基本上,当接触面积小于几个平方毫米时,体内阻抗即会明显的增加,人体在干 燥与潮湿情况下的阻抗相差有三倍以上,因为皮肤在潮湿时几乎是没有阻抗。

整体而言,人体处于高压高湿的状况下,皮肤阻抗将不起任何效用,仅存体内阻抗,约在500 ~ 100(奥姆 之间触电程度及对人体的反应:了解人体阻抗后,在来我们讨论一下触电的情形根据相关研究报告指出触电危险 的程度是取决于通过人体电流的大小和时间的长短,而不是电压或其它因素另外当电流小 于某个固定值时,触电时间的长短将不起任何影响,意即通过人体的电流若是很小的话,对 人体的安全就不构成任何威胁了,事实上触电的程度在标准IEC60479-1把电流通过人体的 效应,以时间角流为坐标分成四个区域七种生理效应,且适用于频率15Hz到100Hz之间, 第一、二区为感知电流区,第三、四区分别是不随意可摆脱电流区和心室纤微颤动电流区, 在标准IEC60990接触电流和保护导体电流的测量方法中更明白的针对人体对接触电流的反 应给出以下三种对应的人体阻抗模型线路分别是:电灼伤电流(ElectriBurn)的人体阻抗模 型、感电流和反应电流(Percep tion & Reac tio的人体阻抗模型、摆脱电流(Le t- go的人体 阻抗模型电灼伤电流(Elec trie Burn)电灼伤是当电流流经人体表皮和人体构成的阻抗时,因消耗功率所造成。

灼伤的其它 形式可能是由电气设备引起的,例如由于电弧或电弧生成物一般没有一个在所有情况下能 防止电灼伤可以被接受的接触电流限值,其主因是人体与带电体的接触面积和接触时间有相1 503 Q503 QC£ 0,22 p FUnweg hied to uah current=誌g*Hgure 3 二 Measuring netw-orkf. unweighted touch current(图二)标准IEC60990给岀的电灼伤电流测试的人体阻抗模型关联,在IEC标准 IEC61010-1安规用电的 量测设备及实验试:有 效值500mA(在故障条 件下),有研究报告指 出,在电流密度约为 (300 ~ 400)mA/ cm2 有 效值的情况下,开始出 现皮肤灼伤例如图二) 为标准IEC60990给出 的电灼伤电流测试的人 体阻抗模型感知电流/反应 电流 (Perception / Reaction)fl, io won c1 pFI S09 Ik迪n0^卩匚(圈三)标®IEC6O99C1给出的感知电流/反应电流测试的人体狙抗模型人体 对电流的感 知和反应是 由流过人体 内部器官的 电流所引 起。

当通过 人体的电流 在0.5mA到 5mA之间, 人体就会出 现有刺麻的 感觉,但对人体不会造成任何危险,且没有时间限制人体对有感电流的反应程度,除了和接触面积有关系外,电流频率亦是主要的因素,当频率愈高时,人体的承受能力就越强以IEC60950-1为例,限流线路(Limited Current Circuit)的操作频率若在lKHz以下时,流过2000Q电阻的电流不能超过0.7mA;但线路的操作频率若在1KHz以上,则允许流过电阻的电流最高可以到70mA,由此可知频率越高时,人体可承受的电流就愈大图三)为标准IEC60990 给出的感知电流/反应电流测试的人体阻抗模型摆脱电流(Let- go)人体丧失摆脫物体的能力是由 流过人体内部(例如:通过肌肉)的电流 所造成当电流增加到10mA以上时, 人体的肌肉便开始有痉挛和收缩的现 象,如果此时刚好是由手掌握着触电 体,便会因为肌肉的收缩而无法张开, 导致通电时间太久,造成生命的危险 (图四)为标准IEC60990给出的摆脫 电流测试的人体阻抗模型ftfi 1軾0£1 .?3矗 畑口 5 il躅日Cj D卫呼 D 3J»tlpD—_]—Jt—11 %比 吗\ 〔 fcu合(图匹〕年准给出址揑脱E■说测试址人伝迥抗怏型规标准给 出的人体 阻抗模型 (Measurin g Device )(1)信息产品 标准--IECAtiTjHF-各安I 60950-1、家用 电器标准--IEC60335-1、影音产 品标准 -IEC60065、室内空调标准-UL484 如(图五)⑵医疗器具标准-- IEC 60601-1 如(图六)⑶家用电器标准--IEC 335-1(1996)、商业 用冰箱和冷冻机标准 -UL471、烹调用微波 炉应用标准一UL923、 美国医疗和牙齿的设备 标准 UL544( Nonpatient1翊11迪ciM91*(图五)尽 10匚 1 C.D22 pFRbiOKn±5%R2=1KU ± 1%C1^.mfiuF±5^(圏六)equipment )如(图七)(圏七)⑷MSB疗和牙齿的 设备掠龜-UL544 (Patient eQiiipment ) 如圈八)DJSuF电源测试回路状况的选择(单相)⑷ 医疗器具IEC&0&01.信息产品IEC 60950-1.安规甩电的量测设 备及实验试IEC61010.美国医疗和牙齿的设备标准UL544.影音产品标了 IEC60065 如(圏九)(图十)用电器标准IEC 60335-1 . GB4706.1的接融电流测〔图十)家用电器标准IEC 60335-1的接融电流测试要求最大接触电流测试位准信息产品IEC 60950-1EquipmentTypeMax. Leakage CurrentDouble InsulatedAll equipment0.25mAHand Held0.75mAGroundedMovable (other than hand-held)3.5mAStationary (Permanently connected)3.5mA(Note 1)1. Leakage currents greater than 3.5mA are allowed under certain conditions.医疗器具IEC60601-1Medical Device CategoryType BType BFType CFConditionsN.C.S.F.C.N.C.S.F.C.N.C.S.F.C.Earth Leakage Current,General0.5(0.3UL2601)10.510.51Earth Leakage CurrentFor Equipment, Mobile2.552.552.55Earth Leakage CurrentFor Equipment, Fixed510510510Enclosure Leakage Current0.10.50.10.50.10.5Patient Leakage Current0.10.50.10.50.010.05AuxiliaryLeakage CurrentDC0.010.050.010.050.010.05AC0.10.50.10.50.010.05Notes:All leakage currents are in mA N.C. = Normal Condition S.F.C. = Single Fault Condition结论:从以上介绍相信您对人体阻抗模型(MD)已经有更进一步的了解,再来如何选择符合您 产品测试的人体仿真阻抗模型和正确的做好接触电流测试,在此做一简单说明;首先要确认 您产品所根据的安规标准要求作区分:如信息产品类:IEC60950-1、家用电器类IEC60335-1、 影音产品类IEC60065、医疗器具类IEC60601-1…等标准后,确认测试仪器的量测频宽范围 是否从DC-1MHZ,再依接触电流发生的原因选择是有效植(RMS)量测或峰值(PEAK)的量测, 并以标准给出的最大接触电流测试位准作为异常点的判定。

而测试的方法又可分成对地漏电流测试、外壳漏电流测试、患者漏电流测试及患者辅 助漏电流测试,如果能把握住以上几个接触电流测试的重点,相信做好产品的接触电流测试 (Touch Current) — 点都不困难。

下载提示
相似文档
正为您匹配相似的精品文档