【摘 要】通过检验案例探讨与分析，提出医用氧舱静电导出装置安装和检验的有效方法。 Abstract：In this paper， with our discuss about the casuses of inspection ，we put forward some effective methods with ESD grounding’s inspection of Medical hyperbaric oxygen chamber .
【关键词】医用氧气加压舱；静电导出；检验方法
keywords：hyperbaric chamber pressurized with medical oxygen； ESD export ； inspection method
1、概述
静电导出装置，作为医用氧气加压舱这一载人设备的必备设施，得到十分广泛的应用。静电导出装置检验方法正确与否就成了影响医用高压氧舱检验质量的敏感因素，通过案例讨论，提出检验的有效方法和检验规程修改建议。
2、问题的提出
以下是笔者在检验中总结的几起典型案例：
⑴某大型医院2003年11月投用的一舱双人医用氧气加压舱，在安装监督检验中发现施工单位将舱体静电导出装置接入房屋避雷网中，检验结论为：重新施工安装静电导出接地装置；
⑵某医院使用的两台单人医用氧气加压舱，舱体接地全部采用铜导线连接暖气管路，鉴于暖气管路部分为铝塑管，检验结论为：重新施工安装单独接地装置；
⑶某医院2005年购置的单人医用氧气加压舱在定期检验中发现静电导出装置接地和舱体接地并联，采用同一接地体，检验结论为：重新施工安装单独接地装置。
在如上案例中，我们不难发现，导静电装置、舱体接地、过压保护接地，在施工安装连接过程中，有不同程度安装混乱。而国家2004年颁布的TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》和GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》的有关条款，对上述多种静电导出装置布置的检验要求、方法和合格标准阐述不明确或未提及{请参阅TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》附件二 第（三）.5条和GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》第6.20--21条}；2004年国家颁布的《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》，虽然提出了对舱体和其他设备壳体静电导出装置的检验要求，但未提及检验方法和合格标准，上述问题使得检验实施困难。
3、问题分析与讨论
分析原因，大概有以下几个方面：
⑴静电导出概念不清是不合理结构产生的首要原因。
当两种不同性质的物体相互摩擦或接触时，由于它们对电子的吸力大小各不相同，在物体间发生电子转移，使甲物体失去一部分电子而带正电荷，乙物体获得一部分电子而带负电荷。如果摩擦后分离的物体与大地绝缘，则电荷无法泄漏，停留在物体的内部或表面呈相对静止状态。这种不流动的电就称为静电。除摩擦以外，两种物质紧密接触后再分离、物质受压或受热、物质发生电解、以及物质受到其它带电体的感应等，均可能产生静电。
对于静电来说，人体相当于良导体，因此，人体在静电场中，或者在静电电荷作用下，会感应起电，甚至成为独立的带电体。由于人体是良导体，而在达到静电平衡时，导体是等位体，因此，人体某一部位带电即将造成全身带电。当周围氧浓度达到30％以上，人体静电电压为2000V，人体对地电容为200微法时，放电火花能量为0.4MJ就有可能引起氧舱中高氧混合气的燃烧。
从设计上讲，静电的防止，首先考虑不使产生静电，对已产生的静电应尽量限制，使其达不到危险的程度。其次，使产生的静电电荷尽快地泄漏或中和，防止电荷的大量积累。
目前，将各种操作、动作过程中产生的静电迅速耗散是防止静电危害行之有效的方法。静电耗散（或称之为静电导出）是通过替换电子生产过程中接触到的各类绝缘物制备的用具（包括各种工装夹具和制品）而改用防静电材料制备并使之接地来完成的。防静电材料又叫ESD防护材料，从防静电原理方面可以将其分为三类：导静电、静电耗散、静电屏蔽耗散符合类。三种材料可以从导电性上加以区分。例如国家GB12158-90《防止静电事故通用导则》和电工学定义了静电导体和静电亚导体以及静电非导体。根据规定，区分了静电屏蔽材料、静电耗散材料和静电屏蔽材料。国家军用标准GJB3007-1997《防静电工作区技术要求》对静电耗散材料和导静电材料也作了明确划分，但和GB12158-90划分有所不同。为统一规定，目前国际和国内对静电耗散和导静电材料划分是以国际电工委员IEC1340-4-1规定为基准。IEC1340-4-1规定：表面电阻、体积电阻率等于或低于1×102Ω的材料为导静电材料；1×106～1×109Ω的材料为静电耗散材料。通常静电耗散材料制备的防静电用品（用具），使用在工作环境中有220伏、380交流强电或直流强电，能对操作人员提供安全保护。而导静电材料用于没有强电的情况下，有防爆要求的场合。
a.接地泄漏
接地可以将带电物体上的静电电荷通过接地装置或接地导体迅速地引人大地，从而导出了静电荷的大量积聚。静电接地装置的接地电阻不应大于100Ω。搭接线或螺栓连接处，其接触电阻不应超过0.03Ω，并应用铜片包垫。
《美国单人高压氧舱安全准则》规定，氧舱必须备有防止在舱内形成静电火花的措施。为此，病人必须与舱的金属部分接地。舱内要设有一条接地线，此接地线必须与舱外壳的金属框架上永久性相连，舱外有水管或单独打入地下的接地体。舱内接地线的自由端带有鳄鱼夹，夹在病人的衣服上。
GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》第6.21条规定，氧舱外部静电接地线与金属水管路或单独的接地柱连接。 b.降低材料电阻
如前所述使材料的电阻率小于106欧·厘米，能防止静电积聚，而降低材料电阻率可在材料中添加导电的填料，如橡胶炼制过程中，掺入一定量的石墨粉制得导电橡胶；塑料生产中掺入少量金属粉末或石墨粉制成低电阻塑料；工业油料中掺入微量醋酸等等。还有一种表面处理法，在材料表面涂以防静电剂，防静电剂是以油脂为原料，主要成分为季胺盐，其作用是使化纤、橡胶、塑料等材料表面吸附空气中的水分，从而增加了导电率。如SN阳离子抗静电剂，在聚乙烯化纤纺织和聚乙烯醇含成纤维抽丝过程中只要涂抹少量即能使静电电压限制在几十伏范围内。有机玻璃表面用肥皂擦抹后也能防止静电的积聚。
TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》和GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》的有关条款对装饰、织物等也提出了经防静电处理的要求。
c.增加空气的导电性
当空气的相对湿度在70％以上时物体表面容易形成微薄的水膜，水膜层溶解空气中的二氧化碳，使表面电阻率大大降低，静电荷就不易积聚。相反环境空气干燥，相对湿度低于50％时静电不易逐散，有可能形成高电位。美国单人氧舱安全准则中要求舱内空气相对湿度保持在50％以上。
d.其它措施
固体绝缘物没有自由电子，但其表面常常有杂质吸附和氧化，形成了具有电子转移能力的薄层，在摩擦、挤压、剥离等情况下产生静电。所以固体绝缘物在不同状态下（如清洁度）和不同环境中（温、湿度）所测得的电阻率相差悬殊。尤其是不同材料相互摩擦时产生的静电电压也各不相同。根据实测，在温度20±3℃空气相对湿度为 65±5％，固定转速不变下不同物体之间相互摩擦所产生的静电电压相差很大，详见表1-1
表1-1各种磨料相互摩擦产生的静电电压
磨料 磨料
牛皮纸 锦纶 羊毛 丝织物 涤纶
静电压（V）
薄涤纶 780 -2000 -3000 500 3200
厚涤纶 1400 -150 2000 -2000 3000
毛 料 300 -2700 -- 3000 3000
丝织物 100 -- -- 0 180
羊 毛 -- -- -- -- --
涤纶织物 -- -- -- -- --
棉 纶 -- -- -- -- --
棉织物 -- -- -- -- --
由表1-1看出，当穿着不当，易因摩擦而产生静电，人员穿合成化纤衣服所产生的静电电压很高，穿着全棉织品服装不易产生静电。由于人体穿着不同材料的衣服，加上人体活动而产生静电，此时穿上或脱下衣服，会形成很高的剥离电压，这时最容易产生静电火花。所以氧舱内穿脱衣服（尤其是氧气加压舱）是最危险的。表1-2列出了穿棉织内衣和其它织物衣服时，在不同情况下的静电电压。
另外，穿绝缘底的鞋在水泥地及铺有橡胶地毯、尼龙或塑料地板上行走易产生静电，根据实测资料穿着胶鞋行走，产生的静电电压可高达5～15KV。一般人体电容量1～2×10-10法拉，当带电压10KV，放电时的能量超过5毫焦，可点燃可燃气体爆炸。
表1-2各种织物穿脱时的静电电压
材料 穿脱状态
穿上时 穿后5分钟 脱下时
静电电压（伏）
棉织品 0 0 -500
涤纶织品 +100
羊毛 +100 +10 -4500～+4800
合成纤维织品 -100～+200 -100～+300 0～+40
（2）施工安装方法混乱，给检验带来了难度
GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》第6.20条规定，氧舱内应设静电接地通道，使病员人体或氧舱内抗静电织物可通过导体或导线经通道与舱外接地端子导通，导线和导体的截面积应不小于1mm2。
GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》第6.21条规定，氧舱外部静电接地线与金属水管路或单独的接地柱连接。
实际施工安装中，施工单位一般选择自然接地体（地下的给水、排水或其他金属管道、建筑物金属结构、钢筋混凝土建筑物的基础等）作为接地点或选择人工接地装置作为接地。而且，多采用共用接地方式。
对于氧舱的各种接地，特别是氧舱舱体、静电接地、电气设备和建筑防雷的接地，究竟是分开安装接地体（又称独立接地）还是采用共用接地系统（又称共用接地）；是单点接地还是复点接地，这些问题一直是工程师们探讨的复杂问题。所以施工单位安装就五花八门，我们实施检验也无从下手。
笔者认为，施工安装中，氧舱电子设备的信号接地、功率接地、屏蔽接地、舱体接地和保护接地，可合用一个接地极，不必提出分设接地装置要求，采用人工接地装置较为合适。而防静电接地，采用连接金属水管路较为方便。
⑶检验实施困难不容小视
TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》附件二第（三）.5条规定，医用氧舱舱体检验的主要内容包括氧气加压舱舱内是否安装了导静电装置。
GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》第6.20--21条提出了导静电装置安装方法，也未提及合格标准。
对于静电接地电阻，国家标准GB12158-90《防止静电事故通用导则》规定：静电导体与大地间的总泄漏电阻通常不应大于1兆欧，每组专设的静电接地的接地电阻值，一般不应大于100Ω。在山区等地，其接地电阻值也不应大于1000Ω。YD/T 754-1995《通信机房静电防护通则》、SJ/T10533-1994《电子设备制造防静电技术要求》规定静电接地电阻不大于10Ω。这一数据已被广泛采用。 日常检验经常遇到静电接地装置与舱体接地端子焊接，不单独设立接地装置的情况。其实此时的检测结果并不是静电接地装置接地电阻，而是系统接地电阻，所以测量接地装置的接地电阻时应选择独立接地点进行测试。接地电阻的测量应在土壤干燥时进行，避免施工单位在氧舱附近土壤中喷水，增加土壤导电性的行为。另外，接地电阻测量仪的二个探针之间的距离应满足仪器的要求。有的单位位于山区，自然条件限制，基本无土壤检测条件，所以检验员应对检验环境条件提出要求，在满足环境要求的前提下，对超过仪器要求的部分进行修正，得到正确的检测结果。
4、结论和对策
国家2004年颁布的TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》和GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》的有关条款，对上述多种静电导出装置布置的检验要求、方法和合格标准阐述不明确或未提及；2004年国家颁布的《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》，虽然提出了对舱体和其他设备壳体静电导出装置检验要求，但未提及检验方法和合格标准，上述问题使得检验实施困难。笔者认为，在定期检验中，应重点针对专设的静电导出装置接地提出检验要求和满足100Ω的合格标准。对于金属水管路静电导出装置接地，应提出10Ω的合格标准。对新安装的氧舱，应严查电气、导静电和防雷接地的设计文件，提出专设的静电接地的接地电阻值，一般不应大于100Ω；在山区等地，其接地电阻值也不应大于1000Ω的要求。
5、标准、规程的修改建议
TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》附件二第（九）.2条建议增加医用氧气加压舱静电导出装置接地，其接地电阻值不应大于100Ω。在山区等地，其接地电阻值也不应大于1000Ω。
参考文献
[1]TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》2004
[2]《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》2004
[3]GB/T19284-2003《医用氧气加压舱》
[4]GB12158-90《防止静电事故通用导则》
[5]GJB3007-1997《防静电工作区技术要求》
[6]YD/T 754-1995《通信机房静电防护通则》
[7]SJ/T10533-1994《电子设备制造防静电技术要求》