电子厂区接地简介
一、 接地概念
工程中的“地”的概念是指其任何一点的电位按惯例取为零的大地或导电物质。“接地”则是指把物体电气连接到“地”,即连接到能供给或接受大量电荷的物质(例如地面、船舶或运载工具、设备的外壳等)。这里的“地”,既包括大地,也包括“参考地”。
设施的接地,是为了获得某种所希望的保护,或实现电气噪声抑制所采取的措施之一。为了给流向大地的电流提供一条有效的低阻抗通路,必须把各种相关导体、电极、设备和其他物体连接或搭接在一起。这种通路的机械和电气性能应依靠连接元件来保障,而不是只由互连的搭接点决定。另外,这种搭接点的性能必须在很长的时间内保持不变,以免使所建立的搭接性能质量逐步衰退。搭接是为了金属物体之间获得低阻抗的互连,所以还应防止由互连建立起来的通路因腐蚀或机械松动而逐渐变坏。
二、 静电接地的重要性
接地技术是任何电气和电子设备与设施在工程设计及施工中的一项重要技术,也是产
品、设施(特别是处于燃烧、爆炸可能性的危险环境中时)静电防护中的一项重要技术。由于这些接地问题直接关系到人员生命和财产**及设备的工作质量,所以是受到法律、法规强制实施的技术之一。
接地是静电防护中*有效和*基本的技术措施之一。良好的接地是保证因故发生的静电
电荷迅速泄漏,从而避免静电危害发生的有效手段。因而,静电接地是一切静电敏感
品(包括敏感电子产品和其他火、化工产品)在生产加工、仓储运输和使用维护过程中必须随时注意的技术问题。
三、 静电接地
1)目的
A:使物体与大地之间构成电气上的泄漏通路,将物体上因故发生的静电电荷及时泄漏至大地,防止物体上静电荷的积聚。
B:防止物体处于带电体附近时受到带电体的静电感应。
C:限制带电物体的静电电位上升,从而限制由此产生的静电放电。
2)方式
A:硬接地:即使物体直接或通过一个低阻抗同大地相连接。
B:软接地:即使物体通过一个足够高的阻抗接往大地,以便发生触电事故时把电流限制在人身**电流之下。
3)类型
A:直接接地:即将金属导体与大地进行导电性连接,从而使金属导体的电位接近于大地电位的一种接地类型。
B:间接接地:即为了使金属导体外部的静电导体和静电亚导体进行静电接地,将其表面的全部或局部与接地的金属导体紧密相接,将此金属作为接地电极的一种接地类型。
C:跨接接地:即通过机械或化学方法把金属物体间进行结构固定,从而使两个或两个以上相互绝缘的金属导体进行导电性连接,以建立一个供电流动的低阻抗通路,然后再接地的一种接地类型。
4)对象
A:设施和设备内的金属导体。一般采用硬接地方式,直接接地或跨接接地类型。
B:金属导体外部的静电导体、静电亚导体。一般采用硬接地方式,间接接地类型。
C:操作者及其所使用的器具、工具。一般采用软接地方式,直接接地类型。
5)范围
A:在爆炸危险区域和火灾危险场所内:
凡金属导体有可能产生静电和带电时,不论其大小如何,必须将它进行静电接地。
凡金属导体有受静电感应可以时,不论其大小如何,必须将它进行静电接地。
两个或两个以上的金属导体由于非导体的支承,或混于非导体之中而与大地绝缘时,应将各自的金属导体进行接地,或将其相互跨接并接地。
金属导体外部的静电导体,或静电亚导体,有产生静电或带电的可能性,应进行间接接地。
B:加工、存储和运输装置、工具、设备和器具,若其所带静电会危害产品或人遭受静电电击时,应进行静电接地。
C:加工、调试、检测、包装、维护静电敏感产品的人员,为防止所带静电危害产品,应进行静电接地。
不应或不需要进行静电接地的范围包括以下三个方面:
A:当金属导体已与其他接地分系统有连接时。
B:当金属导体间有紧密的机械连接,在任何情况下,金属接触面都不呈现绝缘状态时,只需其中一个导体接地即可。
C:金属导体的一部分埋于地下,或与埋设的建筑结构钢筋或金属管道已有导体性连接时。
四、工程接地
1、各接地分系统的接地电阻要求
总的来说,各项接地的目的都是为了实现导体间电流流动的低阻抗通路,但因具体目的的差别,对于接地电阻的要求也不同。各种接地目的接地电阻的规定包含为获得低电阻所必需的费用与满足该系统*低要求之间所达成的折衷。推荐接地电阻要求的上限值如下:
(1) 大地电极分系统10Ω
(2) 电气线路和设备故障保护为25Ω
(3) 雷电防护10Ω
(4) 静电防护100Ω(硬接地)
一般情况下,接地电阻要求的值越低,投入的经济造价将越高,但人们往往更愿意以稍多的经济投入而换取更大的**保险。所以,有关标准对于接地电阻的规定,总是较上述推荐值低。
五、人体接地相关事宜
1、人体接地:
活动的人体是*重要的静电源之一,因而是静电防护的重要对象。人体皮肤上的静电是导致静电放电事故的*常见原因。现场测试和有关资料介绍表明,在未采取有效的静电防护措施的情况下,在电子设备的整机组装和维修过程中,当操作者以手工方式插装印制板组件时,其手上的静电压可达140-160V;当进行现场锡焊作业时,手上的静电压可达160-450V;当操作者从坐椅上站起时,皮肤静电压可高达1000V。产生如此之高的静电压的原因在于,操作人员在正常生产活动中,所穿的服装与外界介质表面之间、各层衣服之间、鞋底与地坪之间等的频繁接触、分离和磨擦,而使得服装及鞋子带电,并且按照介质上的电荷流散规律开始由局部逐渐流散至整个表面,达到平衡后形成服装上一定的静电压。对由于人体本身是良导体,服装的带电会通过静电感应而使用人体皮肤周身带电,形**体静电压。这些电压在数值上远远超出了静电敏感元器件100V的**电压阀值。
偑戴防静电腕带是解决人体带电的有效方法,腕带与人体皮肤的直接接触,把人体皮肤上的静电荷通过连接导线传导泄漏到大地。
使用腕带时的注意事项为:
A:要保持腕带内表面与人体皮肤的接触良好,这是使腕带发挥静电荷泄漏作用的关键。所以,在使用过程中对接触是否良好必须给予切实的注意。在偑戴前,可用防静电清洗液擦拭腕部皮肤,以减小干燥皮肤的高电阻。偑戴后要监测其对地电阻是否正常。
B:所串接的1MΩ的保护电阻器在使用中应注意连接牢固不要脱落,以免失去**保护作用。应将该电阻器尽量安装在腕带与皮肤的接触点附近,以减少腕带与地短路的机会。
C:使用时的连接方法一般是将腕带的接地线与操作工作台上的共用接地插口相连(*好是双孔接地插座),该共用接地插口再通过一个1MΩ电阻器与静电接地支线相连。
2、服装接地
前已述及,存在于人体上及服装上的静电压都远远超过静电敏感元器件100V的**阀值。偑戴腕带和穿戴静电耗散鞋等能有效地泄漏人体上的静电荷。然而,存在于服装上的静电荷同样能对接地导体形成放电,从而造成静电危害。因此,对存在于服装上的静电荷的泄漏问题同样应给予足够的重视和采取泄漏措施。对于要求严格的场合,例如对于MOS器件的加工和组装场所,所穿戴的防静电工作服装当不能使其接地连接到操作人员的皮肤上,或不能在整个操作期间都能使其直接地连接到操作人员的皮肤上时,服装上应当设置一个专门的接点,以供用接地连接线将服装连至大地电极系统。在服装的所有部分之间应当存在电气连线性,其内、外表面具有符合规定的对地电阻和表面电阻。一般要求对地电阻值为7.5*105-1*108Ω.