Los transformadores de aislamiento de grado médico están diseñados para aislar al paciente y al operador de una descarga eléctrica y para proteger el equipo de subidas de tensión o componentes defectuosos.
Para la seguridad del paciente en los hospitales, todos los equipos médicos de diagnóstico o terapéuticos (dispositivos eléctricos médicos y dispositivos eléctricos no médicos en el entorno del paciente y áreas de uso médico) deben estar completamente aislados de la línea de alimentación mediante un aislamiento reforzado. La seguridad completa del paciente/operador está garantizada por transformadores de aislamiento de grado médico con una corriente de fuga muy baja (equipo eléctrico médico IEC 60601-1).
Los transformadores de grado médico están diseñados para aislar al paciente y al operador de una descarga eléctrica y para proteger el equipo de subidas de tensión o componentes defectuosos.
Los transformadores de grado médico también cumplen estrictamente lo siguiente:
- Máximos de corriente de fuga a tierra, paciente o envolvente
- Cumplimiento de la norma armonizada IEC 60601
- Mínimos de línea de fuga y espacio de aire
- Aumento máximo de temperatura
Ventajas de los transformadores de grado médico
- reducción del tiempo de las pruebas de seguridad, lo que permite una comercialización más rápida
- baja corriente de fuga
- cumplimiento garantizado de las normas de los organismos internacionales de seguridad
- tamaño compacto
- peso reducido
- bajas pérdidas de potencia
- protección térmica integrada
Se proporciona una separación galvánica segura de la red eléctrica pública, dentro de los límites de corriente de fuga de los dispositivos conectados. Los bajos campos magnéticos parásitos y el diseño tolerante a fallos hacen que estos transformadores sean adecuados para su uso cerca de monitores. No sólo son una solución ideal para el diagnóstico médico o los dispositivos electrónicos médicos, sino que también pueden utilizarse en equipos informáticos y sistemas de vídeo en el entorno del paciente.
Métodos de diseño del aislamiento
Los transformadores de aislamiento de grado médico utilizan dos opciones de diseño para lograr el aislamiento: tierra de seguridad y aislamiento reforzado.
Seguridad en tierra - Los transformadores con puesta a tierra de seguridad utilizan un aislamiento de transformador estándar. Una pantalla de seguridad entre las bobinas primaria y secundaria, con aislamiento entre la pantalla y cada bobina, mantiene los máximos de corriente de fuga. La pantalla de seguridad tiene que ser gruesa para poder cumplir las pruebas exigidas en la norma de seguridad. Si se rompe el aislamiento, la trayectoria eléctrica va directamente a tierra, lo que proporciona seguridad.
Aislamiento doble/reforzado - En un transformador con aislamiento doble o reforzado no hay pantalla de “seguridad”, pero el aislamiento, como indica su nombre, es mucho más grueso. Está diseñado para que todas las capas del aislamiento puedan superar las pruebas de espesor y alta tensión potencial exigidas por la norma. Si se rompe una capa de aislamiento, la siguiente será capaz de proporcionar la seguridad requerida.
En ambas opciones de diseño, el diseño de la construcción debe seguir cumpliendo los requisitos de fuga y holgura requeridos. Si el transformador incluye un apantallamiento estático para la reducción del ruido, es importante tener en cuenta que este apantallamiento no proporciona al transformador una toma de tierra de seguridad, sino que funciona como una toma de tierra funcional. Cuando el blindaje está conectado a tierra, atenúa el ruido de modo común y puede reducir la corriente de fuga del devanado primario al secundario (tenga en cuenta que esta reducción de fuga no es la misma que cuando se mide primario a tierra).
Normalmente, sin barreras mecánicas adicionales entre el primario y el blindaje y el secundario, un transformador con aislamiento doble/reforzado tiene menor corriente de fuga que el que tiene blindaje de seguridad.
Debe conectarse un cable de apantallamiento de seguridad al terminal de tierra de protección del equipo, mientras que el apantallamiento estático, si se incluye, debe conectarse al terminal de tierra funcional.
Los transformadores de aislamiento de grado médico se suelen utilizar en una relación 1:1 (la tensión nominal del primario es igual al valor de la tensión nominal del secundario). Los dos devanados tendrán el mismo número de vueltas. Puede haber una ligera diferencia en el número de espiras para compensar las caídas de tensión; de lo contrario, la tensión secundaria sería ligeramente inferior a la primaria.
Mediante el uso de cinta aislante y un devanado de apantallamiento entre los devanados primario y secundario se alcanza la rigidez dieléctrica requerida de ≥ 4 kV para aislamiento reforzado y doble, además de la “corriente de fuga a tierra general” requerida de < 100 µA.
Transformadores de aislamiento de grado médico Talema
Talema diseña y fabrica transformadores de aislamiento de grado médico para 240/120/100 V y 240/120 V con potencias nominales de hasta 3000 VA (gama estándar) y hasta 15 kVA (diseños personalizados). Los transformadores de aislamiento Talema ofrecen una seguridad reforzada para su uso en dispositivos médicos electrónicos. Nuestras especificaciones de seguridad se ajustan a las normas recomendadas y cumplen las directrices de conformidad estipuladas por las normas de seguridad IEC y UL.
Para más información, consulte la siguiente página del sitio web de Talema:
Transformadores toroidales de grado médico
Mejora del diseño de los transformadores médicos
Como se ha comentado anteriormente, los transformadores toroidales estándar son más mano de obra que los transformadores EI estándar, ya que su construcción no se presta a la automatización. Además, emplean una construcción de aislamiento medio más grueso para cumplir los requisitos de corriente de fuga especificados por las normas de seguridad. Por lo tanto, es necesario diseñar un transformador toroidal para superar estos inconvenientes.
La tecnología de núcleo segmentado responde a estas necesidades. Mediante el uso de tapones de núcleo especialmente diseñados que proporcionan las ventajas de aislamiento de una bobina (construcción lineal), se pueden reducir los costes de fabricación y conseguir otras ventajas de corriente de fuga, aumento de temperatura y reducción de peso.
En el próximo artículo de esta serie hablaremos de la tecnología de núcleo segmentado para transformadores de aislamiento médico.
Más información en nuestro libro blanco - Transformadores de aislamiento médico mejorados con tecnología de núcleo segmentado
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