Elektrische Sicherungen in medizinischen Geräten – was sagt die 60601-1?

Elektrische Sicherungen sind relevante Bauteile für die elektrische Sicherheit von medizinischen elektrischen Geräten (ME-Geräten). Sie schützen das Gerät vor Fehlbedienung, Anschluss an zu hohe oder verpolte Versorgungsspannungen und sie schützen den Bediener und Patienten im Falle von elektrischen Kurzschlüssen im Gerät.
In diesem Artikel wird erläutert, welche Arten von Sicherungen es gibt und welche Anforderungen sich in medizinischen elektrischen Geräten an Sicherungen ergeben.

Arten von Sicherungen

Ganz allgemein formuliert werden Sicherungen unterteilt nach folgenden Kriterien:

  • Arbeitsstrom
  • Arbeitsspannung
  • Schmelzintegral (bei Schmelzsicherungen): I²t
  • Ansprechzeit
  • Auslösestrom
  • Gehäuse
  • Zulassungen

Die elektrischen Eigenschaften und weitere Informationen findet man im jeweiligen Datenblatt und bei Herstellern von Sicherungen wie z. B. Littelfuse, Vishay, Schurter, Weidmüller und viele andere.

Ihr Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Martin Bosch, Gesellschafter, Hardware-Entwickler
E-Mail: bosch@medtech-ingenieur.de
Tel.:  +49 9131 691 241
 

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Anforderungen an Sicherungen in ME-Geräten

Für medizinische Geräte nach 60601-1 gelten folgende Anforderungen:

  • Jeder Leiter in der Versorgung von medizinischen elektrischen Geräten der Schutzklasse I oder der Schutzklasse II mit Funktionserdanschluss muss eine Sicherung oder einen Überstromauslöser vorgesehen haben, mit Ausnahme des Neutralleiters bei fest angeschlossenen Geräten und falls zwei Schutzmaßnahmen für alle Teile mit entgegengesetzter Polarität im Netzteil vorhanden sind (für Details sh. 60601-1- 8.11.5).
  • Es darf keine Sicherung im Schutzleiter vorgesehen werden.
  • Mindestanforderung an die Luft- und Kriechstrecke vor der Sicherung ist eine Schutzmaßnahme zum Bedienerschutz zwischen Teilen entgegengesetzter Polarität im Netzteil.
  • Sicherungen müssen für den maximalen Strom einschließlich Strom im Fehlerfall und Kurzschluss dimensioniert sein (sh. Auch Anmerkung zu 60601-1- 8.11.5).
  • Für das Netz zwischen geräteeigener Stromversorgung (z. B. Batterie, Akku) und Überstromsicherung muss eine Kurzschlussprüfung durchgeführt werden, oder es werden zwei Schutzmaßnahmen zum Bedienerschutz (MOOP) vorgesehen. Die Anforderung an die 2 MOOP gilt bis zur Sicherung (sh. Anmerkung zu 15.4.3.5).

    Anforderungen an Luft- und Kriechstrecken vor Sicherungen

  • Für Sicherungen in Transformatoren gibt es besondere Anforderungen.
  • Bei wechselbaren Sicherungen müssen Typ und Bemessungswerte neben dem Sicherungshalter angegeben werden, z. B. “T 315 L, 250 V”. Falls für den Austausch ein Werkzeug nötig ist, kann auch eine Angabe in den Begleitpapieren benutzt werden.

Fazit

Als allgemeine Faustformel kann man sagen, dass Sicherungen elektrisch gesehen soweit am Eingang wie möglich liegen sollen. Dieses “soweit vorne wie möglich” sollte auch im Layout berücksichtigt werden, um Verletzungen von Luft- und Kriechstrecken zu vermeiden.
Sicherungen sind oft kritische Bauteile, sollten also in die Liste der kritischen Bauteile aufgenommen werden und nach IEC Normen geprüft sein. Wenn möglich sollten die Zertifikate oder Nachweise vorliegen oder beim Hersteller verfügbar sein. Von Vorteil ist auch eine UL- oder VDE-Zertifizierung mit Fertigungsüberwachung.

In jedem Fall sollten Sie die entsprechenden Punkte der Norm nochmals genau durchlesen und sich nicht allein auf diesen Artikel verlassen. Bei Fragen und Hinweisen können Sie mich gerne ansprechen.

Viele Grüße
Martin Bosch

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Martin Bosch

Martin Bosch ist ein Vollblut Hardware-Entwickler und lebt seine Leidenschaft für Elektronik-Entwicklung selbständig in der MEDtech Ingenieur GmbH aus. Der Schwerpunkt der Tätigkeit liegt in der Entwicklung von Embedded Elektronik für medizinische Anwendungen. Embedded Elektronik bedeutet hierbei den Entwurf von Leiterplatten und Schaltungen mit Mikrocontrollern und analoger Schaltungstechnik für verschiedenste Geräte, von Blutanalyse-Geräten bis zu Defibrillatoren.

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