Curso de Treinamento de Frank

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Teste de segurança elétrica por Frank Weithöner
Os fabricantes de equipamentos médicos garantem que todos os regulamentos de segurança
durante o projeto e a fabricação sejam cumpridos e que um equipamento seguro tenha sido
produzido. Agora, é tarefa do hospital (oficina do hospital) garantir que o equipamento
permaneça seguro durante o uso. No mundo desenvolvido, os testes de segurança elétrica são
obrigatórios após cada reparo de um equipamento médico e, além disso, fazem parte do
procedimento de manutenção preventiva (PPM).
Organizações nacionais e internacionais como ANSI, BSI, EEC, IEC, ISO, NETA, NFPA definiram
padrões de segurança e procedimentos de teste. Para equipamentos médicos, a IEC 62353 é o
padrão de teste mais amplamente aplicado.
Situação nos países em desenvolvimento
Em países em desenvolvimento, os padrões de segurança acima mencionados são dificilmente
aplicados. Há diferentes razões para isso: organizações de monitoramento não existem, a
gerência do hospital não está ciente da importância dos testes de segurança, o departamento
técnico não tem tempo ou dinheiro para implementar testes de segurança e os técnicos não
sabem como realizar os testes ou eles apontam que o equipamento de medição especial
necessário não está disponível.
Esta não precisa ser a situação: testes de segurança elétrica não são difíceis de realizar e
equipamentos de teste especiais não são realmente necessários. ( ↓Equipamento de teste )
Mas, também é importante entender
que os desafios em países em
desenvolvimento são diferentes. Por
exemplo: Por que um técnico deve
realizar testes de segurança em
equipamentos médicos enquanto a
instalação elétrica no hospital está
com defeito, fusíveis e RCDs estão
faltando, tomadas de parede estão
quebradas e plugues de energia estão
faltando não tornam o hospital mais
seguro? Testes de segurança elétrica em países em desenvolvimento devem, portanto, (e
particularmente) cobrir a verificação do ambiente do equipamento e não apenas o equipamento
em si.
Inspeção visual
Todo teste de segurança deve começar com uma verificação visual do equipamento e de sua
fonte de alimentação. Especialmente em países de baixa renda, esta é a parte mais importante
de um teste de segurança elétrica porque a maioria dos danos perigosos são visíveis e não
precisam de medições complexas.
Uma inspeção visual simples do lado de fora do equipamento deve cobrir:
 A tomada da parede.
 A tomada da parede está em boas condições de funcionamento ou está danificada?
 O plugue de alimentação.
 O plugue de alimentação está OK e do sistema correto?
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http://www.frankshospitalworkshop.com/index.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/equipment.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/teaching_learning.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/organisation.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/contact.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/book.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_preface.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_principles.html
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http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_car_battery.html
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http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_rectifier.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_zener_diode.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_zener_diode.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_how_to_connect_a_mains_plug.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_earthing_system_and_RCD.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_electrical_safety_testing.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_distilled_water.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_water_quality_test.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/diy-projects.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/timer_555_calculator.html
http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/data_sheets.html
 Os contatos estão limpos ou estão carbonizados?
 O cabo de alimentação.
 O cabo de alimentação está danificado? Cabos de alimentação quebradiços e remendados
devem ser substituídos.
 O alívio de tensão.
 Puxe o cabo. O alívio de tensão está apertado? Verifique em ambos os lados, no
equipamento e no
 plugue. ( Como conectar um plugue de alimentação )
Uma inspeção visual simples do interior do equipamento:
 O equipamento mostra sinais de superaquecimento e queimaduras?
 Todas as conexões dos cabos estão apertadas? Procure por cabos soltos.
 Há fios desencapados?
 Os fusíveis estão corretos? Fusíveis desviados devem ser removidos imediatamente.
Equipamento de teste
Como os testes de segurança para equipamentos médicos geralmente consomem muito tempo,
todas as oficinas hospitalares no mundo desenvolvido têm um testador de segurança elétrica
automatizado (analisador de segurança). Esses testadores são testadores de múltiplas funções
e realizam todos os testes automaticamente, sem que seja necessário alterar configurações e
conexões. Os resultados dos testes são impressos posteriormente. O técnico nem precisa saber
como os testes são realizados ou quais são os limites de valor. Isso é muito prático e
economiza tempo. Mas esses analisadores também são caros e, portanto, quase inexistentes
em oficinas hospitalares em países em desenvolvimento.
Mas os diferentes testes ainda podem ser realizados manualmente - mesmo sem equipamento
de medição especial. Só precisamos saber quais testes devem ser feitos, como são realizados e
quão altos os valores-limite podem ser. E para medir, precisamos apenas de um multímetro
digital comum.
Procedimentos de teste
A seguir, as diferentes classes e tipos de equipamentos são explicados. Isso é importante
porque os procedimentos de teste e os resultados dos testes dependem dessa identificação. Em
seguida, os diferentes testes de segurança elétrica e métodos de teste são descritos. Aqui
também são fornecidos os valores-limite. Após a realização de um teste, o valor medido deve
ser comparado com o valor-limite. Se um equipamento estiver dentro do valor-limite, ele
passou no teste. O resultado do teste deve ser anotado em um relatório de teste ou cartão de
trabalho. Em seguida, o próximo teste pode ser realizado.
Os procedimentos de teste introduzidos são particularmente adequados para oficinas
hospitalares em países de baixa renda. Os testes são fáceis de realizar, fornecem resultados
confiáveis e nenhum analisador de segurança caro é necessário.
Observe que os procedimentos de teste sugeridos não cobrem todos os aspectos de segurança.
Um ou outro teste pode estarfaltando. Mas, no entanto, qualquer teste, mesmo o mais
simples, é melhor do que nenhum teste.
Classes e tipos de aparelhos
Todos os equipamentos elétricos são divididos em diferentes classes de aparelhos, dependendo
do método de proteção contra choque elétrico. A proteção pode consistir no uso de um
aterramento de proteção, um isolamento duplo ou uma fonte de alimentação separada.
Antes que um equipamento possa ser testado quanto à sua segurança, a classe do aparelho
deve ser determinada. Para simplificar a identificação, cada classe tem seu próprio símbolo,
que deve ser encontrado na placa de classificação do equipamento.
Para equipamentos médicos, essa classificação não é suficiente porque um equipamento
médico da mesma classe pode ser feito para uso sem conexão a um paciente, com conexão à
pele do paciente ou para conexão ao corpo aberto de um paciente. Esses diferentes graus são
expressos pelo tipo de aparelho.
Classe I
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http://www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_how_to_connect_a_mains_plug.html
Um equipamento de Classe I tem uma conexão de aterramento de proteção (PE). Essa conexão
de aterramento é conectada a todas as partes metálicas expostas, especialmente ao invólucro
de metal. O cabo de alimentação conectado é, portanto, um cabo de alimentação de três
núcleos e o plugue de alimentação tem três pinos.
O usuário é protegido por um
isolamento básico e pela conexão de
aterramento de proteção. No caso de
uma falha quando a linha entra em
contato com o invólucro de metal, a
corrente de falha é encurtada para o
terra, uma grande corrente de curto-
circuito flui e o fusível dentro do
equipamento queima ou o disjuntor
(MCB) no quadro de distribuição
dispara.
O equipamento médico deve ser protegido adicionalmente por dois fusíveis internos, um para o
caminho da linha e um para o neutro. Em muitos países, L e N não são definidos e o plugue de
alimentação pode ser inserido na tomada de parede de ambas as maneiras. Então o fusível
neutro, que é teoricamente inútil, torna-se o importante fusível de linha. Além disso, fusíveis
menores dentro do equipamento queimam mais rápido do que um MCB, que é feito para
correntes mais altas.
O símbolo para equipamento de Classe I é o sinal de aterramento em um círculo que
deve ser representado na placa de classificação. Mas o uso deste símbolo não é
obrigatório. Muitos equipamentos não têm símbolo. Então, ele pode ser considerado
como Classe I.
Classe II
Um equipamento de Classe II é duplamente isolado e não aterrado. A segurança é alcançada
por duas (ou mais) camadas de material isolante entre as partes energizadas e o usuário. O
aterramento não é necessário.
Em caso de dano de um isolamento, o segundo impede que quaisquer partes externas fiquem
energizadas.
O equipamento de Classe II é geralmente conectado com um plugue/cabo de 2 pinos à rede
elétrica. Mas também podem ser usadas conexões de 3 pinos. Neste caso, o PE não deve ser
conectado ao invólucro de metal do equipamento. O equipamento de Classe II geralmente tem
apenas um fusível interno.
O símbolo para o equipamento de Classe II é a caixa dupla que deve ser
representada na placa de classificação.
Classe III
Um equipamento de Classe III é um equipamento de baixa voltagem. A voltagem é tão baixa
(Safety Extra Low Voltage, SELV) que uma pessoa que entra em contato com ela não leva um
choque elétrico.
O equipamento funciona com bateria ou com uma fonte de alimentação externa que cria uma
voltagem de alimentação de menos de 50 VAC. O teste do equipamento de Classe III é feito
em conjunto com a fonte de alimentação testada na Classe I ou Classe II.
O símbolo para o equipamento de Classe II é o Roman III dentro de um losango que
deve ser representado na placa de classificação.
Transformador de isolamento
O uso de um transformador de isolamento não é especificado em uma classe de segurança
extra, mas é outra possibilidade de proteção. O transformador de isolamento é um
transformador 1:1 que fornece um isolamento galvânico do potencial da linha para a terra. A
voltagem de saída está presente apenas entre os dois conectores de saída e não mais de um
(linha) para o terra. O soquete de saída não tem conexão PE e pode ser usado apenas para um
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equipamento.
O transformador de isolamento é usado para equipamentos especiais na sala de cirurgia e na
oficina. Especialmente na oficina, o transformador de isolamento deve ser sempre usado ao
trabalhar em equipamentos energizados (por exemplo, fontes de alimentação de modo
comutado).
O símbolo para um transformador também é encontrado em fontes de alimentação
externas quando elas contêm um transformador.
Tipos
As classes de equipamento definem o método de proteção contra choque elétrico. Para
eletrodomésticos isso é bom o suficiente, mas não para equipamentos médicos.
Um equipamento médico de uma classe pode ser
usado sem uma conexão com um corpo humano (por
exemplo, bomba de sucção), com uma conexão de
paciente (por exemplo, oxímetro de pulso) e dentro
do corpo de um paciente (por exemplo, unidade de
eletrocirurgia). É por isso que as classes de aparelhos
são novamente divididas em diferentes tipos. Os tipos
definem o grau de proteção.
Por esse motivo, encontramos dois símbolos nas
placas de classificação de equipamentos médicos, um
para o método de proteção (classe) e um para o grau de proteção (tipo).
Tipo B
Em combinação com equipamentos médicos de Classe I, II, III.
Grau padrão de proteção contra choque elétrico. Nenhum contato elétrico com um
paciente. O equipamento pode ser conectado ao terra. As conexões do paciente não
são condutoras e podem ser imediatamente liberadas do paciente. São exigidos
valores padrão para correntes de fuga permitidas, que são declarados no respectivo
procedimento de teste.
Tipo BF
Em combinação com equipamentos médicos de Classe I, II, III.
O equipamento é seguro para conexão elétrica ao paciente, mas não diretamente ao
coração. A parte do paciente do equipamento é isolada (circuito flutuante) e deve ser
separada do terra. Valores padrão para correntes de fuga permitidas são exigidos, os
quais são declarados sob o respectivo procedimento de teste.
Quando o equipamento pode ser usado em combinação com um desfibrilador, este
símbolo deve ser impresso na placa de classificação. Isso significa à prova de
desfibrilação.
Tipo CF
Em combinação com equipamento médico de Classe I, II, III.
O equipamento fornece o mais alto grau de proteção contra choque elétrico. É seguro
para conexão elétrica ao coração do paciente. A parte do paciente do equipamento
também é isolada (circuito flutuante) e é separada do terra como BF. A corrente de
fuga permitida é muito menor do que para o tipo B e BF. Os valores são declarados sob o
respectivo procedimento de teste.
Quando o equipamento pode ser usado em combinação com um desfibrilador, este
símbolo deve ser impresso na placa de classificação. Isso significa à prova de
desfibrilação.
Procedimentos de teste de segurança elétrica
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Os testes a seguir são testes de segurança elétrica para equipamentos médicos. Testes na
instalação elétrica, especialmente aterramento, não são considerados. Esses testes precisam de
mais conhecimento, equipamento de teste especial e devem ser realizados apenas por
eletricistas experientes.
Após o teste, todos os resultados do teste devem ser documentados em um relatório de teste.
O equipamento testado deve receber um adesivo que mostre ao usuário que o equipamento é
seguro e a data do próximo teste.
Um equipamento com resultados além do limite de valor não deve ser usado novamente até
que a falha seja corrigida.Esses testes de segurança elétrica são descritos a seguir:
 Teste de continuidade de aterramento de proteção (1.)
 Teste de resistência de isolamento (2.a)
 Teste de corrente de fuga à terra (3.a)
 Teste de corrente de toque / corrente de fuga do gabinete (3.b)
 Teste de corrente de fuga do paciente (3.c)
1. Teste de continuidade de aterramento de proteção (Classe I)
Com este teste, a resistência do condutor PE é medida entre a conexão PE do plugue principal
e o invólucro de metal sem pintura do equipamento. Este é o teste mais importante e devemos
sempre começar os testes de segurança com este. Se um equipamento falhar neste teste, ele
também falhará nos outros testes.
De acordo com muitas diretrizes, este teste deve ser feito com um analisador de segurança ou
testador PAT. O analisador aplica uma corrente CA de 50 Hz à conexão PE. Para testar
equipamentos elétricos (por exemplo, motores), é exigida uma corrente de teste de 10 A ou
mesmo 20 A por pelo menos 5 segundos. Como esta corrente pode ser muito alta para muitos
equipamentos eletrônicos e médicos, outros padrões sugerem uma corrente de teste de 1 A ou
mesmo apenas 200 mA.
Por esta razão, não há nada de errado em testar a continuidade do aterramento de proteção de
equipamentos médicos com um ohmímetro. As condições de medição não são perfeitas, mas,
por outro lado, o ohmímetro não causa nenhum dano ao equipamento médico.
 O equipamento está desconectado da rede elétrica.
 O testador de continuidade está conectado à caixa metálica do equipamento e ao PE do
 plugue da rede elétrica.
 O equipamento está ligado.
A resistência deve ser ≤ 0,2 Ω
Para países de baixa renda: quando um testador de segurança não estiver
disponível, um ohmímetro com boa resolução pode ser usado.
2a. Ensaio de resistência de isolamento (Classe I)
Com este teste, o isolamento é medido. Portanto, um testador de isolamento ou segurança (por
exemplo, Megger) é necessário. O testador fornece uma alta tensão CC ao equipamento em
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teste e, em seguida, a resistência do isolamento entre eles é medida.
A tensão de teste padrão para equipamentos elétricos é de 500 V. Equipamentos eletrônicos e
médicos que geralmente contêm dispositivos limitadores de tensão, como filtros MOV ou EMI,
devem ser testados a 250 V.
O testador é conectado entre o plugue da rede elétrica com L e N conectados juntos e PE.
 O equipamento está desconectado da rede elétrica.
 O equipamento está ligado.
 O testador de isolamento está conectado entre L+N e PE.
A resistência deve ser ≥ 2 MΩ (equipamento médico)
≥ 1 MΩ (no motor elétrico), ≥ 0,3 MΩ (no equipamento com elemento de aquecimento)
Para países de baixa renda: em vez do teste de isolamento, pode ser feito um teste
de corrente de fuga do paciente (3a).
2b. Teste de resistência de isolamento (Classe II)
O teste de resistência de isolamento para equipamentos de Classe II é diferente porque o
plugue de alimentação não tem conexão PE. A resistência de isolamento é medida entre os
cabos do paciente que estão todos conectados juntos e peças de metal expostas e sem pintura
(por exemplo, parafusos, soquetes) do equipamento.
A tensão de teste padrão para equipamentos elétricos é de 500 V. Equipamentos eletrônicos e
médicos que geralmente contêm dispositivos limitadores de tensão, como supressão de MOV ou
EMI, devem ser testados a 250 V.
 O equipamento está desconectado da rede elétrica.
 O equipamento está desligado.
 O testador de isolamento está conectado entre todos os cabos do paciente e peças metálicas
expostas.
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A resistência deve ser ≥ 2 MΩ
Para países de baixa renda: em vez do teste de isolamento, pode ser feito um teste
de corrente de fuga do paciente (3c).
3. Dispositivo de teste de corrente de fuga
A corrente de fuga através de um corpo humano pode ser simulada e determinada inserindo
uma impedância conhecida na conexão de aterramento e, em seguida, medindo a queda de
tensão através dela. O dispositivo de medição recomendado consiste em um resistor de 1 kΩ e
um capacitor de 0,15 µF em paralelo. O voltímetro deve ter pelo menos 1 MΩ de impedância,
então ele deve ser digital.
Testes de corrente de fuga com tal dispositivo de teste são procedimentos de teste padrão para
equipamentos médicos e são recomendados por quase todos os fabricantes de equipamentos
médicos.
O resultado da medição exibido em mV é igual a uma corrente em µA (1 mV ≙ 1 µA).
As três medições de corrente de fuga diferentes a seguir devem ser feitas, cada uma sob duas
condições: Condição normal (NC) e condição de falha única (SFC), quando a conexão de
aterramento ou neutro é interrompida.
 Corrente de fuga de aterramento
 Corrente de toque (corrente de fuga do gabinete)
 Corrente de fuga do paciente
3a. Teste de corrente de fuga à terra (Classe I)
Este teste simula e mede uma corrente de fuga através do fio terra para a terra. O teste é feito
no modo de operação normal e em condição de falha única (neutro aberto).
A medição da corrente de fuga pode ser usada como um substituto para o teste de resistência
de isolamento (2a). Na verdade, é ainda melhor fazer este teste porque a alta tensão do teste
de isolamento pode causar danos ao equipamento em teste quando MOVs e capacitores Y de
filtros EMI estão presentes.
O equipamento em teste deve ser ligado. A medição deve ser feita com polaridade normal da
rede elétrica e inversa.
Condição normal
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal
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 Polaridade reversa
A corrente de fuga deve ser ≤ 0,5 mA (B, BF, CF)
Condição de falha única - Neutro aberto, N
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal.
 Polaridade reversa.
A corrente de fuga deve ser ≤ 1 mA (B, BF, CF)
3b. Corrente de toque / Corrente de fuga do invólucro (Classe I e
Classe II)
Este teste simula e mede uma corrente de fuga através da superfície condutora exposta para a
terra. O teste é feito no modo de operação normal e em condição de falha única (neutro aberto,
PE aberto).
O equipamento em teste tem que ser ligado. A medição deve ser feita com polaridade normal
da rede elétrica e em reverso.
Condição normal
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal.
 Polaridade reversa.
A corrente de fuga deve ser ≤ 0,1 mA (B, BF, CF)
Condição de falha única - Terra de proteção aberto, PE (somente Classe I)
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal.
 Polaridade reversa.
A corrente de fuga deve ser ≤ 0,5 mA (B, BF, CF)
Condição de falha única - Neutro aberto, N
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal.
 Polaridade reversa.
A corrente de fuga deve ser ≤ 0,5 mA (B, BF, CF)
3c. Corrente de fuga do paciente (Classe I e Classe II)
Este teste simula e mede uma corrente de fuga através das conexões do paciente à terra. O
teste é feito no modo de operação normal e em condição de falha única (neutro aberto, PE
aberto).
O equipamento em teste tem que ser ligado. A medição deve ser feita com polaridade normal
da rede elétrica e reversa.
Os fios do paciente dos equipamentos B e BF são conectados juntos e então são medidos
contra a terra. No caso de um equipamento do tipo CF, as correntes devem ser medidas
separadamente, através de cada conexão do paciente à terra.
O equipamento em teste tem que ser ligado. A medição deve ser feita com polaridade normal
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da rede elétrica e reversa.
Condição normal
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal.
 Polaridade reversa.
A corrente de fuga deve ser ≤ 0,1 mA (B, BF) ≤ 0,01mA (CF)
Condição de falha única - Terra de proteção aberto (somente Classe I)
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal.
 Polaridade reversa.
A corrente de fuga deve ser ≤ 0,5 mA (B, BF) ≤ 0,05 mA (CF)
Condição de falha única - Neutro aberto
 O equipamento está ligado.
 Polaridade normal.
 Polaridade reversa.
A corrente de fuga deve ser ≤ 0,5 mA (B, BF) ≤ 0,05 mA (CF)
O que mais pode ser feito?
O pessoal do hospital deve ser encorajado a relatar qualquer problema (de segurança), dano
ou efeito incomum ao departamento técnico. Isso também se aplica a plugues e tomadas de
parede danificados, bem como equipamentos com plugues de rede do tipo errado.
Informe o pessoal sobre o sistema de plugue correto e a importância de usar adaptadores.
Ofereça adaptadores ou melhor, troque os plugues de energia errados.
Mas isso também significa que um número suficiente de tomadas de parede e plugues de rede
sobressalentes deve estar em estoque e disponível a qualquer momento. Não faz sentido
explicar a importância da segurança elétrica quando os reparos não podem ser realizados
imediatamente.
A maioria das tomadas de parede em hospitais em países em desenvolvimento hoje são
ocupadas por carregadores de celular da equipe do hospital. Isso é particularmente ruim
quando, portanto, o equipamento do hospital é desconectado. Mesmo quando alguns
equipamentos não estão em uso no momento, eles podem precisar de rede elétrica para
carregar baterias internas. Discuta com a gerência do hospital uma proibição de carregadores
de celular em departamentos do hospital. Mas, por outro lado, também forneça possibilidades
de carregamento (tomadas de distribuição) em, por exemplo, salas de enfermagem.
 Leve uma quantidade suficiente de plugues de energia e tomadas de parede sobressalentes
em estoque.
 Incentive o pessoal do hospital a relatar qualquer dano de plugues, tomadas de parede e
 cabos de energia.
 Realize testes regulares de todos os RCDs no hospital (por exemplo, uma vez por ano).
 Realize testes regulares de todos os equipamentos médicos (como parte do
 procedimento de manutenção preventiva).
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 Realize testes de segurança após cada reparo.
Links e fontes
 Wikipedia: Classes de aparelhos
 Wikipedia: Testes de segurança elétrica
 Wikipedia: Choque elétrico
 Wikipedia: Testes de aparelhos portáteis
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www.frankshospitalworkshop.com/electronics/training_course_electrical_safety_testing.html 10/10
https://en.wikipedia.org/wiki/Appliance_classes
https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_safety_testing
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_shock
https://en.wikipedia.org/wiki/Portable_appliance_testing