Elförsörjning och jordledning
Elnätet levererar växelström (AC) vid 50 Hz och 240 V (UK). AC används för distribution eftersom det kan överföras hundratals mil med minimal effektförlust, till skillnad från DC.
Elnätet har tre ledare:
| Ledare | Färg (UK) | Funktion |
|---|---|---|
| Fas (Live) | Brun | Bär spänning från kraftverket |
| Neutral | Blå | Returledare; ansluten till jord vid transformatorn |
| Jord (Earth) | Grön/gul | Säkerhetsväg — leder felström till jord |
Minnesregel: "Brown is Hot, Blue is Not, Green and Yellow earth the Lot."
Jordledningens betydelse
Jordledningen skyddar mot elchock om en ledande del av apparaten (t.ex. metallhöljet) blir strömförande. Utan jord skulle en person som rör apparaten bli strömväg till marken. Med jord leds strömmen via jordkabeln (mycket låg resistans) istället för genom personen.
Strömmens skadliga effekter
Skadans omfattning beror på: strömtyp (AC farligare än DC), strömstyrka (V = I × R), strömdensitet, duration och vilka vävnader strömmen passerar genom (hjärtmuskeln är särskilt känslig).
Strömnivåer och effekter (50 Hz AC)
| Strömstyrka | Effekt |
|---|---|
| 0–5 mA | Stickningar (tingling) |
| 5–10 mA | Smärta |
| 10–50 mA | Muskelspasm — "can't let go"-tröskeln (~15 mA) |
| 50–100 mA | Andningsmuskelspasm och ventrikelflimmer |
| 5 A | Tonisk kontraktion av myokardiet (sällan utom vid defibrillering) |
Makroshock och mikroshock
| Parameter | Makroshock | Mikroshock |
|---|---|---|
| Strömväg | Genom hud → kropp → jord | Direkt till myokardiet via kateter/pacemaker-lead |
| Farlig nivå | ~100 mA (milliampere) | ~100 µA (mikroampere) |
| Orsak | Kontakt med nätström, blixtnedslag | Läckström via intrakardiella katetrar, centralvenösa linjer |
| Skydd | Jordning, RCD, isolering | CF-klassad utrustning, ekvipotentialjordning |
Resistans och skor
Strömstyrkan genom kroppen bestäms av Ohms lag: I = V / R. Den totala resistansen beror på:
- Hudresistans: ~2 000 Ω (torr hud; sjunker kraftigt vid fukt).
- Kroppsvävnad: ~500 Ω.
- Skor (isolerande): ~200 000 Ω.
Med skor: R = 2 000 + 500 + 200 000 = 202 500 Ω → I = 240 / 202 500 = 1,2 mA (enbart stickningar).
Klassificering av utrustning
Skyddsklass (mains protection)
| Klass | Skydd | Beskrivning |
|---|---|---|
| I | Jordning | Alla ledande ytor jordade — felström leds till jord |
| II | Dubbelisolering | Ingen exponerad ledande yta — jordning ej nödvändig |
| III | Lågspänning (SELV) | Batteridriven; max 24 V AC |
Applikationstyp (patient protection)
| Typ | Beskrivning | Användning |
|---|---|---|
| B | Allmän användning, ej nödvändigtvis patient-isolerad | Infusionspump, operationsbord |
| BF | Flytande (isolerad) patientdel — Body Floating | EKG, ultraljud |
| CF | Hjärt-isolerad — Cardiac Floating | Intrakardiella katetrar, pacemaker-enheter |
BF = patientdelarna är isolerade från resten av utrustningen. CF = strängast; läckström mäts per ansluten del.
Läckströmsgränser
Utrustning designas för att vara säker vid normalt tillstånd (NC) och vid ett fel (SFC = Single Fault Condition), t.ex. om en extern spänning uppträder på en del.
| Typ | NC (normalt) | SFC (enkelfel) |
|---|---|---|
| B och BF | ≤ 0,1 mA | ≤ 0,5 mA |
| CF | ≤ 0,01 mA (10 µA) | ≤ 0,05 mA (50 µA) |
Skyddssystem på operationssalen
- Jordfelsbrytare (RCD): detekterar obalans mellan fas- och neutralström; bryter vid >30 mA läck inom <40 ms.
- IT-system (isolerad matning): operationssalen försörjs via isolertransformator — flytande nät utan direkt jordanslutning. Enkelt jordfel orsakar inte strömgenomgång → patient skyddas.
- Linje-isolationsmonitor (LIM): övervakar isolationsintegriteten i IT-systemet och larmar om isolation bryts.
- Ekvipotentialjordning: all metall (operationsbord, stativ, väggar) kopplas till samma jordpotential → inga farliga potentialskillnader.
- Antistatiskt golv: tillräckligt hög impedans mot nätström men tillräckligt ledande för att förhindra uppbyggnad av statisk elektricitet.
- Relativ luftfuktighet ~50 %: minskar statisk uppladdning.
- Gnistfria kontakter och brytare.
- Regelbunden kontroll och underhåll av all elektrisk utrustning.