Mehrpolige Schutzschalter

Patienten, Bedienpersonal und Geräte vor Überstrom schützen

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Die Sicherheitsanforderungen an elektrische Geräte in der Medizintechnik sind hoch. Dies gilt vor allem auch für den Überstromschutz. Daher fordert die DIN EN 60601 für alle elektromedizinische Geräte eingangsseitig einen zentralen Überstromschutz.

Thomas Schmid
E-T-A Elektrotechnische Apparate, Altdorf

Die sichere und zuverlässige Funktion von elektromedizinischen Geräten und Maschinen ist Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Arbeit im OP-Saal, auf Station oder auch im Labor. Fehlbedienung, Fehler bei Montage oder Instandsetzung oder auch Alterungseffekte können jedoch in Geräten und Maschinen gefährliche Überströme bewirken. Werden diese nicht rechtzeitig abgeschaltet, beginnen sie unaufhaltsam mit ihrer Zerstörung: Sie erhitzen Kabel, Leitungen und Wicklungen so stark bis sie schließlich durchbrennen. Im schlimmsten Fall geraten Verbraucher dadurch sogar in Brand. Nicht auszudenken, wenn beispielsweise ein Krankenhaus wegen eines Überstromfehlers in Brand geraten würde.

Ein zuverlässiger Überstromschutz erhöht nicht nur Verfügbarkeit und Lebensdauer medizinischer Einrichtungen. Er schützt auch Ärzte, Bedienpersonal und Patienten verlässlich vor den Gefahren überhitzter Geräte. Die am häufigsten eingesetzten Überstromschutzelemente sind Schmelzsicherungen und Geräteschutzschalter: Wie ein Airbag im Auto schlummern sie die meiste Zeit im Verborgenen. Wenn es brenzlig wird, schalten sie jedoch sofort gefährliche Überströme blitzschnell und zuverlässig ab.

Elektrische Verbraucher wie beispielsweise Motoren, Transformatoren oder auch elektronische Steuerungen werden in Geräten und Maschinen typischerweise einzeln abgesichert. So lassen sich die Überstromschutzelemente optimal an die Verbraucher anpassen.

Sammelabsicherung für Elektromedizin gefordert

Der DIN EN 60601 für elektrische medizinische Geräte (ME-Geräte) geht diese Praxis jedoch nicht weit genug. Sie fordert daher im Teil 1 „Allgemeine Festlegungen“ ausdrücklich einen zusätzlichen eingangsseitigen Überstromschutz zur Überwachung des Summenstroms aller Verbraucher (DIN EN 60601–1, Kapitel 8, Paragraph 11, Unterpunkt 5). Denn dies schützt zusätzlich alle Leitungen und Steckverbindungen gegen Übererwärmungen bei unzulässig hohen Summenströmen. Übrigens ist die DIN EN 60601 weltweit eine der wenigen Normen, die ausdrücklich einen derartigen eingangsseitigen Überstromschutz fordert. Dabei unterscheidet sie zwischen Geräten der Schutzklasse I, der Schutzklasse II und fest installierten Geräte und Maschinen, die jeweils unterschiedliche Vorgaben erfüllen müssen. Bei der Frage nach Schutzschalter oder Schmelzsicherung gibt die DIN EN 60601–1 nur vor, dass in jedem Versorgungsleiter von ME-Geräten der Schutzklasse I eine Sicherung oder ein Überstromauslöser vorgesehen werden muss. Dem Gerätehersteller steht es somit frei, entweder Schmelzsicherungen oder Schutzschalter einzusetzen. Hauptargumente für Schutzschalter sind:

  • Sie sind einfach und vor allem schnell und sicher wieder einschaltbar. Schmelzsicherungen muss der Nutzer dagegen nach einer Überstromunterbrechung austauschen.
  • Thermische Schutzschalter verkraften Eingangsstromspitzen wesentlich besser als Schmelzsicherungen.
  • Schutzschalter altern nicht. Schmelz-sicherungen dagegen werden mit der Zeit immer flinker. Dies kann zu unnötigen Fehlauslösungen führen.

Schutzschalter haben zudem noch einen weiteren Vorteil: Zweipolig ausgeführte Schutzschalter lösen immer auch zweipolig aus. Dies trennt in Einphasen-Wechselstromkreisen bei einer Überstromauslösung ausnahmslos den Phasen- und den Neutralleiter von der Versorgungsspannung. Und zwar selbst dann, wenn der zweipolige Schutzschalter nur einpolig geschützt ist.

Anders verhält es sich bei Schmelzsicherungen: Wenn beispielsweise in elektromedizinischen Geräten der Schutzklasse 1 identische Schmelzsicherungen die beiden Versorgungsleiter mit absichern, so kann schnell der Trugschluss entstehen, bei einer Überstromauslösung würde sowohl der Phasen- als auch der Neutralleiter unterbrochen. Schließlich ist in beiden Leitern eine Sicherung verbaut. In der Praxis löst jedoch im Fehlerfall in der überwiegenden Anzahl der Fälle nur eine Sicherung aus. Dies liegt daran, dass im Überstromfall toleranzbedingt immer nur die leicht flinkere Sicherung den Strom unterbricht. Das trägere Zwillingsgerät verbleibt im EIN-Zustand. Aus Sicherheitsgründen empfehlen sich deshalb in medizinischen Geräten immer mehrpolige Schutzschalter. Denn nur sie stellen im Fehlerfall eine sichere Trennung der Phasenleiter vom Versorgungsnetz sicher.

www.e-t-a.de


Norm-Anforderung nach Geräteschutzklasse

Bei den elektromedizinischen Geräten der Schutzklasse I nach EN 61140 (VDE 0140–1) sind alle elektrisch leitfähigen Gehäuseteile mit dem Schutzleiter-
system der festen Elektroinstallation verbunden. Diese befindet sich auf Erdpotential. Als Netzstecker dienen hierbei sogenannte Schutzkontaktstecker, auch als Schuko-Stecker bekannt. Die DIN EN 60601 fordert hier: In jedem Versorgungsleiter muss eine Überstromschutzelement vorgesehen werden.

Bei Einphasen-Wechselstromgeräten gilt es also sowohl den Phasen- wie auch den Neutralleiter abzusichern.

Elektromedizinische Geräte der Schutzklasse II verfügen über eine verstärkte oder doppelte Isolierung in Höhe der Bemessungsisolationsspannung zwischen aktiven und berührbaren Teilen. Als Netzstecker dienen hier Eurostecker, die über keinen Anschluss an den Schutzleiter der Gebäudeinstallation verfügen.

Die DIN EN 60601 fordert bei Geräten der Schutzklasse II ohne Erdverbindung nur eine einpolige Absicherung. Eine Absicherung sowohl des Phasen- als auch des Neutralleiters ist jedoch erlaubt.

Eine Ausnahme sind Geräte der Schutzklasse II mit Funktionserdung, die gleichgestellt sind mit Geräten der Schutzklasse I. Hier sind also zwingend alle Versorgungsleiter abzusichern.

Eine Besonderheit stellen fest installierte medizinische Geräte und Anlagen dar. Hier darf nur der Phasenleiter mit einem Überstromschutz ausgestattet sein. Eine Absicherung des Neutralleiters ist nicht erlaubt.


Kontakt zum Unternehmen:

E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH
Industriestraße 2–8
90518 Altdorf
Tel. +49 (0)9187 10–0

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