医疗器械网电源变压器过热检测

郑坤

（天津市医疗器械质量监督检验中心 天津 300450）

1 前言

有源类医疗器械的结构基本相同，通常情况下需要安装网电源变压器，这种变压器在使用期间经常会出现过热情况，影响医疗器械安全检测的效率。因此，对变压器过热情况进行有效检测非常有必要。

GB 9706.1—2007《医用电气设备 第1部分:安全通用要求》[1]中，对网电源变压器过热检测制定了较为详细的标准。但在实际应用期间，外界因素会对检测工作造成不可避免的影响，网电源变压器的额定量、保护装置以及电流的浮动都会影响检测结果的准确性[2]。对于业务不熟练的工作人员，如果不能把控整个检测流程，不仅会延长检测周期，造成设备损坏，甚至会引发严重的安全事故。所以，进行检测前，需要对检测流程进行详细的规划，制订应急预案，避免检测过程中出现突发情况，从而影响最终的检测结果。

2 检测流程

2.1 检测前准备工作

市面上有很多种网电源变压器，种类不同，具备的性能也不同。因此，在进行过热检测之前，需要对网电源变压器供应商提供的设备信息进行分析整合，包括变压器的额定功率、额定输入输出电压、正常工作电流、绕组的绝缘材料等级、有无保护装置、何种保护装置（熔断器、热断路器、过流释放器）、保护装置的安放位置、保护装置的特性参数（如熔断器的类型、额定电流、热断路器的动作温度、过流释放器的跳闸电流）等。

同时，需要对实验期间所需设备进行检查，通常情况下，采用热电偶法或带电检测法进行检测。检测电压为110%额定电压。

2.2 检测过程

医疗机械网电源变压器的检测过程较为复杂，依据过载检测的基本要求，相关的检测人员需要保证变压器负载处于临界状态并保持一段时间[3]。但这一临界状态不易达到，且若操作不当会导致变压器保护系统运转，将无法继续进行试验。同时，网电源变压器在试验期间，易出现电流过大的情况，造成线圈温度急剧上升，如果线圈绝缘层破损或被高温烧毁，会导致整个设备短路，涌出更大的电流，产生更多热量，此时若无法及时断电，变压器将由于温度过高而产生明火。本文结合以往的检测经验，对网电源变压器的检测流程进行了总结，详见图1。

图1 网电源变压器过热检修流程图

3 检测期间的注意事项

3.1 保护装置

从理论角度来看，变压器可以不具备相应的保护装置，但在各次级发生短路时，变压器应当具备通过与周围环境进行热置换达到热稳定状态的能力，同时绕组温度应保持在合理的范围内。如果无法达到以上条件，必须安装变压器保护装置。需要注意的是，GB 9706.1—2007中规定，绕组温度变化的最大值，是环境温度为25℃时的限定值。因此，在试验期间需要确保环境温度在合理区间。

3.2 短路试验的数据整合

短路试验不仅要分析不同情况下保护装置的运行状态，在条件允许的情况下，还需要工作人员多收集相关试验数据，比如，保护装置的作用时间、绕组电流浮动以及环境温度变化等，这些数据能够为日后的试验提供理论依据。由于试验过程中可能会出现电流过大的情况，为了保证设备的完整性，可以使用钳形电流表进行相关的测量工作[4]。

3.3 过载状态的判断

若网电源变压器具有多个次级，基于理论的角度，初级与次级的电流比与线圈数比的倒数相同，因此，在次级短路时，绕组电压将会上升至顶点，此时，初级电流处于最大值，极易出现温度过高的情况。因此，若变压器存在多个次级，且保护装置安装在初级，试验需要从高向低进行。若该次级的试验结果达到相关标准，其他次级通常情况下也处于标准范围内。

变压器初级、次级均存在熔断器时，次级熔断器的作用较为明显，因此，为了试验方便，可以直接将次级熔断器作为试验对象；若变压器中装有不同的保护装置，且存在初级熔断器，要将其他保护装置进行断路置换，即用短路代替这些装置；除此之外，若变压器中存在过流释放器，其过载状态的设定除了可参考短路试验时的动作电流外，还可按照参考文献中的方法确定过流释放器的跳闸电流和过载试验电流[5]。

3.4 绕组温升的测量方式

绕组温升是利用绕组直流阻值的变化以及周围温度的波动来进行相关的计算。在这一过程中，可以将绕组的原始温度看做是最开始的环境温度。在试验开始前，要确保变压器与周围温度达到热稳态。另外，要确保绕组最初的阻值标准，这是后续测量以及计算工作的基础。最后，还需注意在绕组试验中，可变负载功率需要达到一定的值，避免变压器损坏。

3.5 不达标变压器的处理方式

在医疗器械检查的过程中，如果变压器检测结果没有达到相关标准，需要进行返厂整修。为了发挥检测结果的重要作用，检测机构可以在为企业展示检测结果的同时，明确大致的整改路径。通常情况下，变压器的问题都出现在次级，可在容易出现问题的区域增加保护装置，这样能够有效延长变压器的使用寿命，同时还能确保检测结果的准确性[6]。

在网电源变压器检测期间，如果电流超过标准范围，将无法起到保护作用，从而影响试验进程；如果电流没有达到相应的标准，则会对设备的运行产生影响。通过查找相关资料了解到，熔断器与过流释放器的标准值基本与正常情况下的工作电流一致，同时不能超过配电网中任何设备的最大电流值。换言之，即熔断器的额定电流值可以是变压器初级额定电流值的100%～200%。变压器的额定电流处于不确定状态时，可以保持设备的运行环境，然后测量输入电流的最大值。同时，熔断器的额定电流的2.1倍应小于次级短路时的初级电流。

4 网电源变压器过热检测实例

结合本文的检测流程以及相关注意事项，对某变压器进行检测，详见表1。

表1 网电源变压器短路试验

由短路试验结果可知，厂家给变压器初级加装的额定电流为1 A的熔断器未起到保护作用，只有热断路器发挥了自身的保护作用。同时，短路绕组的温度上升极快，在做过载试验时可将初级绕组温度稳定在低于动作温度3℃～5℃的情况下进行，详见表2。

表2 网电源变压器过载试验

根据过载试验检测结果可知，该变压器的过热温度未超过材料要求值，符合相关的标准。为了确保设备的保护功能能够正常使用，建议厂家将初级额定电流为1 A的熔断器更换为额定电流为0.3 A的熔断器。

5 结语

综上所述，医疗器械网电源变压器的过热检测涉及许多方面，本文通过分析，制定出标准化的检测方式，进一步明确了各个环节的检测内容以及相关标准。通过这一检测方式，能够有效提升检测准确性，控制检测周期[7]。与此同时，本文还针对检测过程中的注意事项进行了分析，为医疗器械网电源变压器过热检测提供指导。