第三篇電子生產(chǎn)使用環(huán)境中的防靜電系統(tǒng)構(gòu)成第1節(jié)防靜電系統(tǒng)的構(gòu)成第2節(jié)防靜電裝備（產(chǎn)品）與防靜電工作區(qū)第3節(jié)防靜電接地及與其它常用幾種接地關(guān)系第1節(jié)防靜電系統(tǒng)的構(gòu)成微電子生產(chǎn)與使用環(huán)境中的防靜電系統(tǒng)大體分為硬件部分和軟件管理部分，在實(shí)際工作中忽略任何一個(gè)方面或者是一個(gè)環(huán)節(jié)，都有可能導(dǎo)致靜電防護(hù)的失敗或效果不顯著。（一）硬件部份1、人體靜電防護(hù)用品：防靜電工作服、防靜電鞋（鞋束）、手腕帶、手套（指套）、帽子、襪子。2、防靜電物流傳遞用品：防靜電包裝（盒、箱、托盤等）、充填材料（泡沫塑料、發(fā)泡材料）、運(yùn)轉(zhuǎn)車、周轉(zhuǎn)器具、存放柜（架）、傳輸帶等。3、防靜電地坪：地坪可以是多種類型，像PVC地板磚，高架防靜電活動(dòng)地板、環(huán)氧樹脂類、橡膠（塑）地面、水泥類等。4、防靜電操作系統(tǒng)：工作臺(tái)、工作椅、工具類（電烙鐵、吸錫器、分路棒、維修工具、ESD防護(hù)夾具）等。5、防靜電接地：防靜電獨(dú)立接地系統(tǒng)或其它幾種接地共用系統(tǒng)。6、環(huán)境控制系統(tǒng)：溫度和濕度控制設(shè)備、環(huán)境潔凈度控制系統(tǒng)。7、專用生產(chǎn)裝聯(lián)設(shè)備：采取防靜電措施的生產(chǎn)裝聯(lián)設(shè)備。8、特殊防靜電用具（品）：各類靜電消除器（離子風(fēng)靜電消除器、靜電消除刷等）、防靜電劑（噴劑、臘、膠等）。這類用品配置或使用并不是必需的，根據(jù)實(shí)際需要來確定。9、靜電測量（監(jiān)控）系統(tǒng)：靜電電壓（量）表、高阻測試儀、靜電衰減時(shí)間測試儀、靜電屏蔽性能測試儀、接地電阻測試儀等配套的測試用具和各種電極。（二）軟件部分1、培訓(xùn)大綱與人員培訓(xùn)；2、防靜電工藝和設(shè)計(jì)文件；3、有關(guān)防靜電專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；4、規(guī)章制度和操作規(guī)程；5、完整質(zhì)量保證體系（包括檢查和試驗(yàn)）；6、各種防靜電警示標(biāo)志；7、貯存和運(yùn)輸要求。第2節(jié)防靜電裝備（產(chǎn)品）與防靜電工作區(qū)（一）防靜電工作區(qū)ElectrostaticDischargeProtectedArea

（EPA）定義配備各種防靜電設(shè)備和器材、能限制靜電電位，具有確定邊界和專門標(biāo)記的適于從事靜電防護(hù)操作的場所叫防靜電工作區(qū)。凡是操作或生產(chǎn)靜電放電敏感電子產(chǎn)品（元器件）的場所，都應(yīng)視為防靜電工作區(qū)。在該區(qū)域內(nèi)不論是硬件還是軟件管理都應(yīng)符合防靜電系統(tǒng)構(gòu)成的要求。同時(shí)在工作區(qū)內(nèi)任一指定空間所允行的對(duì)大地（接地）的靜電電位值不超過±100伏（A級(jí)），或者不超過±1000伏（B級(jí)）。（二）防靜電裝備（用品）1、防靜電地坪防靜電工作區(qū)地面應(yīng)具有靜電耗散性能所以又叫防靜電地坪。種類有橡膠（塑）、PVC地板塊、環(huán)氧樹脂、高架活動(dòng)地板（鋁制、鋼質(zhì)、木質(zhì)等）和水泥類等。防靜電地坪主要作用是耗散人體和防靜電裝備的靜電。地面一般設(shè)置接地網(wǎng)絡(luò)，并和防靜電接地系統(tǒng)相連接。靜電泄漏電阻小于1×108歐。2、防靜電工作服防靜電工作服采用導(dǎo)電纖維和棉等混紡制成，也有用滲碳或?qū)щ姾铣衫w維布制作。當(dāng)與其它物體摩擦?xí)r，產(chǎn)生的靜電通過導(dǎo)電纖維與人體的接觸泄露或通過導(dǎo)電纖維間的電暈放電耗散，從而防止服裝的靜電積累。在使用防靜電工作服時(shí)應(yīng)注以下幾點(diǎn)：一般不使用非防靜電織物作襯里。必須使用時(shí)，所用襯里不得超過總襯里面積的20%。操作人員在防靜電工作區(qū)時(shí)不得穿脫服裝。整件服裝一般不得使用任何金屬附件。必須使用時(shí)應(yīng)不直接外露到服裝表面，以免金屬放電。防靜電工作服結(jié)構(gòu)應(yīng)為“三緊式”而且耐磨性較好不起塵。穿用工作服時(shí)必須與防靜電鞋配套使用，并每隔一年按國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行復(fù)檢，當(dāng)帶電量超過規(guī)定值時(shí)，則不得繼續(xù)使用。純棉服裝在相對(duì)濕度低于40%環(huán)境中，不適于作防靜電工作服。3、防靜電鞋（導(dǎo)電鞋）該鞋鞋底是用加入導(dǎo)電材料的合成橡膠（橡塑）制成，用以將ESDS器件操作人員所帶靜電荷泄露大地，防止人體靜電積極累。國家標(biāo)準(zhǔn)GB4368-95《防靜電膠底鞋，導(dǎo)電膠鞋安全技術(shù)條件》規(guī)定的防靜電鞋鞋底電阻值為1×105～1×109歐，導(dǎo)電鞋電阻不大于1×105

歐。防靜電鞋和導(dǎo)電鞋在使用方面區(qū)別是，防靜電鞋可以用于有電氣設(shè)備的環(huán)境中，能預(yù)防220伏電壓對(duì)人體的電擊，而導(dǎo)電鞋則不能用于有觸電危險(xiǎn)的環(huán)境中。在穿用過程中，鞋底部不得沾有任何絕緣物，并且禁止穿用絕緣性襪子。4、防靜電腕帶和腳帶操作ESDS器件的人都應(yīng)使用防靜電腕帶或腳帶，腕帶和腳帶的作用是防止人體雙腳離地時(shí)與地絕緣，迅速將人體靜電荷泄露到大地。一般的防靜電腕帶由帶扣、帶子和接地連接線組成。帶子、帶扣和接地連接線具有良好的電氣接觸。為了保證操作人員安全，通常在腕帶的連接線上串有一只1兆歐電阻，以限制人體觸電時(shí)流過的電流不大于5毫安。使用腕帶時(shí)，要保證腕帶和人手腕、接地連接線和地線良好的接觸。腳帶和防靜電鞋的作用相同故不作介紹了。5、防護(hù)指套操作ESDS的器件的人所使用的指套，是用加入抗靜電劑的乳膠制成，用以預(yù)防ESDS器件因不等電位造成損失。指套的表面和體積電阻應(yīng)低于1×109

歐。6、防靜電襪子防靜電襪子是在襪底材料中植入導(dǎo)電絲制備而成，用來實(shí)現(xiàn)人體和導(dǎo)電鞋的電氣接觸。襪底電阻不應(yīng)大于1×108歐。7、工作帽制作帽子材料和工作服一樣，不僅用于防靜電，而且具有防止操作人員頭部塵埃，毛發(fā)掉落ESDS器件的防塵作用。8、防靜電包裝（袋、周轉(zhuǎn)箱、托盤、盒、泡沫充填物、發(fā)泡材料）防靜電包裝種類繁多，其大多是用防靜電改性的高分子靜電耗散材料制作，像聚乙烯（PE）、ABS、玻璃鋼、聚丙烯（PP）等。靜電敏感器件的存放、運(yùn)輸必須使用防靜電包裝。防靜電包裝對(duì)ESDS器件提供等電位保護(hù)，并對(duì)ESDS器件絕緣表面的靜電起泄漏和耗散作用。靜電屏蔽包裝材料對(duì)靜電感應(yīng)提供屏蔽以保護(hù)ESDS器件。包裝材料的使用應(yīng)無腐蝕性和毒性并防塵。其表面電阻率應(yīng)小于1010歐，1000V~100V的衰減時(shí)間小于2S。9、運(yùn)轉(zhuǎn)車、存放柜（架）、傳輸帶運(yùn)轉(zhuǎn)車和存放柜（架）結(jié)構(gòu)為金屬架。臺(tái)面為靜電耗散材料制備并和金屬架有良好的電氣連接。小車車輪和存放柜（架）支腳用導(dǎo)電橡膠制作。傳輸帶采用防靜電橡膠制作，并和接地裝置連接。這些裝備用于靜電耗散和泄漏。對(duì)地電阻應(yīng)小于1

109歐。10、工作臺(tái)、工作椅工作臺(tái)面用靜電耗散材料制備并和工作臺(tái)接地線相連，臺(tái)面摩擦產(chǎn)生靜電可從接地線泄漏。工作椅表面為靜電耗散材料。椅的結(jié)構(gòu)為金屬，腳輪為防靜電腳輪和大地形成靜電泄漏通路。其靜電泄漏電阻小于1×108歐。11、防靜電工具類防靜電電烙鐵；有將烙鐵頭和殼體與地線連接的和低壓（DC36V、48V等）恒溫的兩種。用來防止烙鐵頭和殼體感應(yīng)帶電或漏電損壞EDSD器件。吸錫器：吸錫頭與地線相連防止感應(yīng)帶電。維修工具：有鉗子、鑷子、夾具、剪子、螺絲刀、線夾、分路棒等。用非鐵磁性的靜電耗散材料制作，用于靜電耗散和防止靜電放電。12、專用生產(chǎn)裝聯(lián)設(shè)備像插裝、貼片、焊接、組裝、檢測和某些高壓電源外殼和接觸ESDS器件的部位都要采取靜電接地或靜電屏蔽措施。13、防靜電接地系統(tǒng)為使各種防靜電措施起到作用，在防靜電工作區(qū)必須設(shè)置防靜電接地系統(tǒng)。一般情況下防靜電接地系統(tǒng)應(yīng)與下列防靜電裝備（用品）和設(shè)備相連接：防靜電地坪、工作臺(tái)、存在放柜（架）、手腕帶、波峰焊機(jī)、微電子裝聯(lián)設(shè)備、噴霧清洗油漆噴砂設(shè)備、焊接設(shè)備、高壓設(shè)備、專用測試設(shè)備。14、環(huán)境控制系統(tǒng)在防靜電工作區(qū)內(nèi)，應(yīng)有環(huán)境溫度和濕度控制設(shè)備，使環(huán)境溫度控制在20℃～25℃左右，濕度RH50%～75%左右，以防溫度過低和濕度過低使靜電明顯產(chǎn)生。另外對(duì)有特殊要求的ESDS器件生產(chǎn)組裝車間要配置風(fēng)淋室和空氣凈化系統(tǒng)，使生產(chǎn)環(huán)境達(dá)到相應(yīng)的凈化級(jí)別（見表3-1）級(jí)別檢測的粒徑0.10.20.30.55.00.1μm1級(jí)35×1(35×0.2)－－－0.1μm5級(jí)35×535×1－－－0.1μm10級(jí)35×1035×235×0.86－－1級(jí)(0.1μm35級(jí))35×3535×7.535×335×1－10級(jí)35×35035×7535×3035×10－100級(jí)－35×75035×30035×100－1000級(jí)－－－35×100035×710000級(jí)－－－35×1000035×70100000級(jí)－－－35×10000035×7000

表3-1粒/立方米注:表中“×”號(hào)后面的數(shù)字為每立方米空氣中的粒子數(shù).括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為參值15、靜電消除器（電離器）在不能進(jìn)行有效接地的地方，可以使用電離空氣來泄放靜電荷，或耗散不能有效接地的絕緣體上的靜電荷。電離器對(duì)進(jìn)行過噴涂工藝之處的電荷耗散也是有用的。電離器耗散電荷可能需要用幾秒鐘，甚至幾分鐘，這取決于帶電體的電荷量和靜電消除器的消電能力。消電后可能會(huì)遺留很高的殘余電壓，足能損壞一些ESDS產(chǎn)品。為適當(dāng)?shù)目刂艵SD，選擇和放置電離器時(shí)，則需測量被保護(hù)面積上的殘余電壓，并與被操作的ESDS產(chǎn)品的電壓敏感電平相比較。從職業(yè)衛(wèi)生觀點(diǎn)說，某些電離器產(chǎn)生高壓，會(huì)對(duì)人引起危險(xiǎn)的電擊。另外電離器產(chǎn)生的臭氧也能對(duì)人產(chǎn)生不良影響。因此在設(shè)計(jì)電離器時(shí)應(yīng)將臭氧濃度限制到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之下。16、防靜電劑防靜電劑是化學(xué)劑，加在絕緣材料的表面或內(nèi)部，使其產(chǎn)生靜電的能力降低。吸水型防靜電劑，在低相對(duì)濕度條件下，其效力降低，可以使用其它不隨濕度變化的防靜電劑。防靜電劑可能用刷、噴涂、滾軋、浸漬、擦或其它方法加在地板、地毯、工作臺(tái)頂面、零件托盤、零件運(yùn)載器、椅子、墻、天花板、工具、紙、塑料和蒙板上，使它們在不同程度上成為防靜電物體。某些防靜電劑也是良好的清除劑，可以同水混合清洗像地板與工作臺(tái)頂這樣的表面，同時(shí)其變?yōu)榉漓o電的。防靜電劑不適用于電路板、零件或組件、因?yàn)檫@種防靜電劑會(huì)增加導(dǎo)電性、或者可能影響焊接性。表3-2防靜電裝備（用品）基本配置表元件器待驗(yàn)元器件檢驗(yàn)及老化篩選元器件庫房元器件預(yù)處理設(shè)計(jì)工藝實(shí)驗(yàn)室裝配調(diào)試機(jī)房維修外場維修運(yùn)輸防靜電元件存放架●●●●●●靜電識(shí)別標(biāo)簽●●●●●●●●防靜電元件盒（袋）●●●●●●●●●防靜電桌墊●●●●●●●●●防靜電地墊○○○○●防靜電周轉(zhuǎn)箱●●○●○●○●防靜電運(yùn)輸車○●○○○●○○●防靜電工作服●●●●●●●●●○●防靜電腕帶●●●●●●●●●●配置部位器材名稱配置項(xiàng)目

注：●表示必須配置項(xiàng)目○表示需要時(shí)配置項(xiàng)目或局部區(qū)域配置項(xiàng)目。元件器待驗(yàn)元器件檢驗(yàn)及老化篩選元器件庫房元器件預(yù)處理設(shè)計(jì)工藝實(shí)驗(yàn)室裝配調(diào)試機(jī)房維修外場維修運(yùn)輸腕帶監(jiān)視器○○○○○導(dǎo)電鞋束○○○○●○防靜電工作鞋○○○○○●●●○防靜電工作手套●●●●●●●●●●○防靜電烙鐵●●●●●防靜電吸錫器●●●●●防靜電印刷板架●●●●○●靜電電壓表○●●●○○離子風(fēng)靜電消除器○●○○●○●○配置部位器材名稱配置項(xiàng)目

注：●表示必須配置項(xiàng)目○表示需要時(shí)配置項(xiàng)目或局部區(qū)域配置項(xiàng)目。元件器待驗(yàn)元器件檢驗(yàn)及老化篩選元器件庫房元器件預(yù)處理設(shè)計(jì)工藝實(shí)驗(yàn)室裝配調(diào)試機(jī)房維修外場維修運(yùn)輸防靜電維修箱（包）●防靜電海棉泡沫○●○●○○○●防靜電接地線（帶）●●●●●●●●●●防靜電工作區(qū)標(biāo)志牌●●●○○●●●●防靜電文件袋●●●●●●●●○抗靜電劑（溶液）○○○○○○●○靜電監(jiān)測設(shè)備●○○●●●●配置部位器材名稱配置項(xiàng)目

注：●表示必須配置項(xiàng)目○表示需要時(shí)配置項(xiàng)目或局部區(qū)域配置項(xiàng)目。17、防靜電裝備（用品）圖示防靜電PVC材料圖3-1防靜靜電工作服、鞋、帽圖3-2防靜電手腕帶、手套（指套）圖3-3防靜電活動(dòng)地板、環(huán)氧樹脂地坪圖3-4防靜電包裝袋（泡沫塑料等）圖3-5防靜電周轉(zhuǎn)容器、盒圖3-6離子靜電消除器圖3-7離子槍（三）防靜電工作區(qū)（EPA）構(gòu)成注意事項(xiàng)防靜電工作區(qū)（EPA）的構(gòu)成，如前所述。另外對(duì)防靜電地坪表面涂覆的保護(hù)臘應(yīng)具有防靜電性能。對(duì)于EPA，在有條件時(shí)還應(yīng)配備下列裝備：腕帶監(jiān)測儀：為了確保腕帶的靜電泄露作用，在EPA區(qū)域當(dāng)設(shè)置腕帶監(jiān)測儀。當(dāng)ESDS器件操作人員佩帶的腕帶系統(tǒng)電阻值超過或低于儀器設(shè)定電阻范圍時(shí)，儀器報(bào)警。此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換腕帶。靜電電壓表、歐姆表、高阻計(jì)：這些儀器的使用可以判定EPA區(qū)域使用的產(chǎn)品、裝備是否滿足防靜電要求。接地監(jiān)測儀：這種儀器的使用，可以對(duì)接地系統(tǒng)完好狀況進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)接地系統(tǒng)電阻發(fā)生變化或出現(xiàn)斷路時(shí)都可通過它發(fā)現(xiàn)。1、EPA內(nèi)接地注意事項(xiàng)EPA接地線采用裸線或非裸線都可以。如果使用非裸線，一般應(yīng)采用黃綠相間的封皮，并需經(jīng)常檢查其電氣導(dǎo)通性。在任何時(shí)候使用的接地線都應(yīng)具有耐腐性和一定的機(jī)械強(qiáng)度。接地的連接點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的連接必須牢固可靠，使用接地夾鉗或焊接可以保證很小的接地電阻。電子試驗(yàn)設(shè)備和工具的接地電位：EPA區(qū)域和工作臺(tái)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造，應(yīng)該保證電子試驗(yàn)設(shè)備和電動(dòng)工具的所有外部表面和屏蔽殼體，在全部工作時(shí)間內(nèi)都處于同一公共地電位。供帶金屬外殼的便攜工具和設(shè)備使用的插頭和方便插座，應(yīng)該有在配接時(shí)使工具和設(shè)備的金屬框架或外殼自動(dòng)接地的措施，而且，接地腳要首先接地，最后斷開。作為人身安全的附加保護(hù)措施，漏電保護(hù)器應(yīng)與試驗(yàn)設(shè)備一起使用。漏電保護(hù)器器可檢測出故障試驗(yàn)設(shè)備引起的泄漏電流，當(dāng)電流達(dá)到一定的危險(xiǎn)程度時(shí)，斷路器就立即切斷電路。在存在并聯(lián)通路時(shí)，應(yīng)特別注意，并聯(lián)通路可以把人體對(duì)地的等效電阻降低到危險(xiǎn)的程度。工作臺(tái)和其它防護(hù)用品的接地；工作臺(tái)表面應(yīng)該用ESD防護(hù)材料覆蓋和接地。連接接地電纜的方法如下：用鋼螺釘，在螺釘頭下放置直徑約2.5cm的鋼平面墊圈,把ESD防護(hù)材料安裝在工作臺(tái)表面上，或用像安裝雙面氈層帶那樣的方法，使用鋼螺釘頭下放置鋼墊圈來安裝ESD防護(hù)材料。把電阻性接地電纜的一端接到螺絲釘頭和金屬之間，把電阻性接地電纜的另一端接到靜電接地干線上。如果以復(fù)合材料用作工作臺(tái)面，安裝接地電纜的螺釘應(yīng)伸到該材料層內(nèi)，因?yàn)椴牧蟽?nèi)層比精加工表面導(dǎo)電性好。電纜和電阻器應(yīng)具有足夠的載流能力。由于工作臺(tái)地線是為泄放靜電荷用的，通常0.5W電阻器足夠；接地電纜連接應(yīng)該是連續(xù)的和永久性的。接地電纜和接線的材料應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以避免偶然的地線斷開。工作臺(tái)面、地板墊、接地扣帶和其它用來耗散靜電的ESDS器件保護(hù)面積，均應(yīng)通過限流電阻接到地。手腕扣帶應(yīng)該通過工作臺(tái)面接地點(diǎn)與地連接。工作臺(tái)不應(yīng)該相互串接，因?yàn)榇?lián)電阻能附加引起較長的ESD耗散時(shí)間。此外，一條接地電纜斷開，會(huì)引起另外工作臺(tái)的接地電纜斷開。2、防靜電工作區(qū)的其它要求①電氣設(shè)備、工具、烙鐵、焊料盒、波峰焊設(shè)備等應(yīng)該硬接地。從熱焊烙鐵頭至地的電阻值應(yīng)小于20Ω，以使電壓增高小于15V。與ESDS器件接觸的其它電力設(shè)備也要接地。應(yīng)該使用像金屬噴鍍或防靜電這樣的ESDS器件保護(hù)焊料吸管。對(duì)手工工具的絕緣把，應(yīng)該進(jìn)行靜電檢測，如果需要的話，應(yīng)定期用防靜電劑處理。②試驗(yàn)設(shè)備全部裸露在外面的金屬面，應(yīng)通過接地插頭通至試驗(yàn)設(shè)備的電源系統(tǒng)，或是其它的硬接地。為了人身安全免遭電沖擊、試驗(yàn)設(shè)備不應(yīng)置于導(dǎo)電工作臺(tái)表面上，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致這個(gè)表面硬接地。根據(jù)附近電壓源的大小，可以把實(shí)驗(yàn)設(shè)備放在較大電阻的防靜電材料上。在用來給試驗(yàn)設(shè)備供電的電插座內(nèi)，應(yīng)該使用漏電保護(hù)器作為附加的人身安全措施。③溫箱應(yīng)配備接地導(dǎo)流片，以耗散循環(huán)空氣中的電荷。另一方面，在溫箱內(nèi)應(yīng)該使用電離空氣，以耗散由于空氣流動(dòng)產(chǎn)生的靜電荷，或采用屏蔽措施，使帶電空氣離開溫箱中的ESDS器件。應(yīng)該注意，在使用CO2的冷凍箱內(nèi)，CO2

蒸氣可以產(chǎn)生大量的靜電電荷，溫箱內(nèi)的被試零件應(yīng)置于ESDS器件保護(hù)運(yùn)輸斗內(nèi)，或置于溫箱里接地金屬框架上的托盤內(nèi)。用于溫箱內(nèi)的ESDS器件保護(hù)材料的熱穩(wěn)定性，應(yīng)該適應(yīng)整個(gè)試驗(yàn)溫度范圍。④噴霧、清洗、油漆和噴砂設(shè)備在處理ESDS器件時(shí)，應(yīng)該使用適合于防止靜電荷積聚的電離空氣壓縮機(jī)、導(dǎo)電溶劑或電離噴嘴。應(yīng)該采用噴射導(dǎo)電的或抗靜電處理的凈砂漿來代替干噴砂。像與正常清潔溶劑混合的乙醇這類低電阻系數(shù)的溶劑，能減少靜電產(chǎn)生。⑤濕空氣通過保持表面潮濕而使表面導(dǎo)電性增加，有助于耗散靜電荷。隨著相對(duì)濕度的降低，可以積累顯著的靜電電壓。在不能維持高相對(duì)濕度水平的地方，要使用電離空氣耗散靜電電荷。對(duì)于濕度測量應(yīng)采用濕球溫濕計(jì)或校準(zhǔn)的電子溫濕計(jì)，用毛發(fā)表盤式濕度計(jì)往往精度不夠。

⑥在EPA區(qū)域內(nèi)保持較高空氣潔凈度是很重要。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，采取一些凈化空氣措施是非常必要的。圖3-8示出一個(gè)典型EPA工作區(qū)。圖3-8EPA工作區(qū)第3節(jié)防靜電接地及與其它幾種接地的關(guān)系（一）幾種接地概念1、保護(hù)接地保護(hù)接地，就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。當(dāng)沒有保護(hù)接地的電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，其外殼有可能帶電，如果人體觸及電氣設(shè)備的外殼就可能被電擊傷或造成生命危險(xiǎn)。在中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，接地短路電流經(jīng)人身、大地流回中性點(diǎn)；在中性點(diǎn)沒有直接接地的電力系統(tǒng)中，接地電流經(jīng)人、大地，并經(jīng)線路對(duì)地電容構(gòu)成通路，兩種情況都能造成人身觸電。如果裝有接地裝置的電氣設(shè)備絕緣損壞使外殼帶電時(shí)，接地短路電流將同時(shí)沿著接地體和人體兩條通路流過。我們知道；在一個(gè)并聯(lián)電路里，通過每條支路的電流值與電阻的大小成反比，接地裝置的接地電阻越小，流經(jīng)人體的電流也越小，通常人體電阻要比接地電阻大數(shù)百倍，流經(jīng)人體的電流也比流過接地體的電流小數(shù)百倍。當(dāng)接地電阻很小時(shí)，流過人體的電流幾乎等于零。實(shí)際上，由于接地電阻很小，接地短路電流流過時(shí)所產(chǎn)生的壓降很小，故外殼對(duì)大地的電壓很低。人站在大地上接觸外殼時(shí)，人體所承受的電壓很低，不會(huì)有危險(xiǎn)，所以，加裝保護(hù)接地裝置并且降低它的接地電阻是避免觸電危險(xiǎn)的有效措施。2、工作接地將電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)（通常是中性點(diǎn)）直接或經(jīng)特殊設(shè)備（如消弧線圈、阻抗、電阻等）與大地作金屬連接，稱為工作接地。工作接地的作用如下：①主要是中性點(diǎn)接地，這是系統(tǒng)運(yùn)行的需要。中性點(diǎn)接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，對(duì)于低壓系統(tǒng)很有意義，可以方便使用單相電源。另外在兩線一地供電系統(tǒng)中,由于將一線工作接地，借助大地做一相導(dǎo)體，降低了紙路建設(shè)投資.②降低人體的接觸電壓:在中性點(diǎn)絕緣的系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地，而人體又觸及另一相時(shí)，人體所受到的接觸電壓將超過相電壓而成為線電壓，電壓提高1.73倍。當(dāng)中性點(diǎn)接地時(shí)，因中性點(diǎn)的接地電阻很小，或近似于零，與地間的電位差亦近似于零，當(dāng)一相碰地而人體觸及另一相時(shí)，人體的接觸電壓只接近或等于相電壓。因此降低了人體的接觸電壓.③迅速切斷故障設(shè)備.在中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地時(shí)接地電流很小。因此，保護(hù)設(shè)備不能迅速動(dòng)作切斷電源，故障將持續(xù)下去。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中就不同了，當(dāng)一相接地時(shí)，接地電流成為很大的單相短路電流，保護(hù)設(shè)備能準(zhǔn)確而迅速動(dòng)作切斷故障線路，保證其他線路和設(shè)備正常運(yùn)行。④降低電氣設(shè)備和電力線路的設(shè)計(jì)絕緣水平:如上所述，因中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相接地時(shí)，其它兩相的對(duì)地電壓不會(huì)升高到相電壓的1.73倍，而是近似于或等于相電壓，所以在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，電氣設(shè)備和線路在設(shè)計(jì)時(shí),其絕緣水平只按相電壓考慮，故降低了建設(shè)費(fèi)用，節(jié)約了投資。3.重復(fù)接地在有重復(fù)接地的低壓供電系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)，能降低零線的對(duì)地電壓；當(dāng)零線發(fā)生斷路時(shí)，能使故障程度減輕;在沒有重復(fù)接地的情況下,當(dāng)零線發(fā)生斷線時(shí),在斷線點(diǎn)后面只要有一臺(tái)用電設(shè)備發(fā)生一相碰殼短路,其他外殼接零設(shè)備的外殼上都會(huì)存在接近相電壓的對(duì)地電壓。而有重復(fù)接地時(shí)，斷線點(diǎn)后面設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓ud的高低，由變壓器中性點(diǎn)的接地電阻與重復(fù)接地裝置的接地電阻分壓決定，即Ud=Uxr0+rnrn式中Ud設(shè)備外殼外的對(duì)地電壓；Ux——相電壓；r0——變壓器中性點(diǎn)接地電阻；rn——重復(fù)接地電阻。一航rn>r0，故外殼電壓仍然較高，對(duì)人體仍可造成危害。如果是多處重復(fù)接地（并聯(lián)），則接地電阻值很低，零線斷路點(diǎn)后面碰相外殼的對(duì)地電壓Ud也就很小，對(duì)人身的危險(xiǎn)就會(huì)大減輕。由上述分析可知，零線斷線是影響安全的不利因素，故應(yīng)盡量避免發(fā)生零線現(xiàn)象。這就要求在零線施工時(shí)注意安裝質(zhì)量，零線上不得裝設(shè)保險(xiǎn)絲及開關(guān)設(shè)備，同時(shí)在運(yùn)行中注意加強(qiáng)維護(hù)和檢查；圖3-9示出了工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地。圖3-9工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地示意圖4、防雷接地為把雷電流迅速導(dǎo)入大地以防止雷害為目的的接地稱作防雷接地。防雷接地裝置包括以下部分：①雷電接受裝置：直接或間接接受雷電的金屬桿（接閃器）如避雷針、避雷帶（網(wǎng)）、架空地線及避雷器等。②接地線（引下線）：雷電接受裝置與接地裝置連接用的金屬導(dǎo)體。③接地裝置：接地線和接地體的總和。雷電接受裝置、引下線和接地裝置總稱為防雷保護(hù)裝置。各種防雷接地裝置的接地電阻，一航應(yīng)根據(jù)落雷時(shí)的反擊條件來確定。防雷裝置與電氣設(shè)備的工作接地合用一個(gè)總的接地網(wǎng)時(shí)，接地電阻應(yīng)符合其中最小值的要求，各類防雷專用接地裝置的接地電阻，一般不大于下列數(shù)值：*室外單獨(dú)裝設(shè)的避雷針，一航不大于1Ω，在高土壤電阻率地區(qū)，在滿足不反擊的條件下，也可適當(dāng)增大；*變電所構(gòu)架一允許裝設(shè)的避雷針，其接地點(diǎn)除與主接地網(wǎng)相連外，還應(yīng)做集中接地裝置（接地電阻不大于10Ω），但避雷針的接地點(diǎn)與主變壓器的接地點(diǎn)在地下沿接地體的長度必須大于15m；*電力線路架空避雷線的接地電阻，根據(jù)土壤電阻率不同，分別為10-30Ω；*單獨(dú)裝設(shè)的閥型避雷器、管型避雷器、保護(hù)間隙其接地電阻為10Ω；*煙囪的避雷針接地電阻應(yīng)為30Ω；*架空引入線瓷瓶腳接地電阻為20Ω。5、靜電接地將帶靜電物體或有可能產(chǎn)生靜電體與大地構(gòu)成電氣回路的接地叫靜電接地。靜電接地電阻一般不大于100Ω。（二）防靜電接地和其它幾種接地關(guān)系防靜電工程中靜電防護(hù)區(qū)的地線較為常用的敷設(shè)方法有兩種：一種是專從埋設(shè)的地線接地體引出的接地線，單獨(dú)敷設(shè)到生產(chǎn)線的防靜電作業(yè)崗位。以便作靜電泄漏之用，單獨(dú)敷設(shè)的接地導(dǎo)線通常使用大于1mm厚，約25mm寬鍍鋅皮或用截面大于4～6mm2的鋼芯線單獨(dú)引入；二是采用三相五線制供電系統(tǒng)中的地線、引出電源零線的同時(shí)，單獨(dú)引出大地地線作防靜電接地母線，工程上稱謂“一點(diǎn)引出電阻隔離”，電源主變電箱到大地的接地電阻應(yīng)小4Ω，如圖3-10所示。圖3-10三相五線制地線引出圖在一航情況下靜電接地可以和保護(hù)接地或有重復(fù)接地的工作接地共用一個(gè)接地體。靜電接地應(yīng)盡可能避開和某些精密儀器的信號(hào)接地、微小參量儀器的接地共用一個(gè)接地體。因?yàn)殪o電接地泄放靜電有時(shí)可產(chǎn)生較高脈沖，對(duì)儀器產(chǎn)生干擾。靜電接地應(yīng)盡可能避開某些精密儀器的信號(hào)接地、微小參量儀器的接地。因?yàn)殪o電接地泄放靜電時(shí)可能產(chǎn)生較高脈沖，對(duì)儀器產(chǎn)生干擾。靜電接地應(yīng)和防雷接地分開。因?yàn)榉览捉拥卦谛狗爬纂娏鲿r(shí)，可產(chǎn)生較高反擊電壓，通過靜電接地能將反擊電壓引入靜電防護(hù)區(qū)造成安全事故或?qū)x器設(shè)備損壞，在工程中靜電接地應(yīng)與防雷接地相隔20m距離。對(duì)于某些建筑物，由于在設(shè)計(jì)中已將防雷接地和其它接地共用一個(gè)接地體，此時(shí)系統(tǒng)接地電阻必須小于1Ω。另外在其它地線支路（不包括防雷地線支路）必須裝設(shè)防反擊的裝置（壓電元件等）和防雷接地連接，形成等電位體。（三）EPA外靜電接地要求接地裝置是連接電器與大地間的過渡裝置，是專為泄放雷電流和接地短路電流而設(shè)置的。一航來說，直接埋入地中并且與大地接觸的金屬導(dǎo)體或?qū)w組叫做接地體或接地極。連接接地體和電氣設(shè)備接地端子之間的金屬導(dǎo)體叫接地線。接地體和接地線的總和稱為接地裝置。1、接地裝置的裝設(shè)地點(diǎn)接地裝置埋設(shè)位置應(yīng)在距建筑物2m以外。應(yīng)安裝在土壤電阻率較低的地方，并應(yīng)避免靠近煙道或其它熱源處，以免土壤干燥，電阻率增高。不應(yīng)在垃圾，灰渣及對(duì)接地裝置有腐蝕的土壤中埋設(shè)。當(dāng)埋設(shè)在距建筑物入口或人行道的距離小于3m時(shí)，應(yīng)在接地裝置上面敷設(shè)50-80mm厚的瀝青層。如敷設(shè)在腐蝕性較強(qiáng)的場所，采用鍍錫、鍍鋅等防腐措施，或適當(dāng)加截面。如必須敷設(shè)在土壤電阻率較高的場所，不能滿足接地電阻值要求時(shí)，可用人工處理土壤的方法（如加木炭屑和水）來降低土壤電阻率。接地線的敷設(shè)位置應(yīng)不防礙設(shè)備的拆除與檢修。2、接地裝置的埋設(shè)接地裝置的埋入深度及布置方式應(yīng)按設(shè)計(jì)要求施工。一般埋入地中的接地體頂端應(yīng)距地面0.5—0.8m.埋設(shè)時(shí)，角錫的下端要削尖，鋼管的下端要加工成尖或圓管打扁垂直打入地下，扁鋼埋入地下要立放。埋設(shè)前先挖一寬0.6m，深1m的地溝，再將接地體打入地下，上端露出溝底0.1—0.2m，以便焊接接地線。埋設(shè)前要檢查所有連接部分，必須用電焊或氣焊焊接牢固，其接觸面一般不得小于3cm2，不得用錫焊。埋入后接地體周圍要回填新土并夯實(shí)，不得填入磚石焦渣等。為測量接地電阻方便，應(yīng)在適當(dāng)位置加裝接線卡子，以備測量接地電阻之用。3、人工接地網(wǎng)的布置電子設(shè)備接地裝置的布置方式，與土壤電阻率的大小有關(guān)。當(dāng)土壤電阻率小于3×104Ω

.m時(shí)，因電位分布衰減較快，宜采用以棒形垂直接地體為主的簡單棒帶接裝置，當(dāng)土壤電阻率大于3×104Ω

.m，小于5×104Ω

.m時(shí)，因電位分布衰減慢，應(yīng)采用以水平接地體為主的棒帶接地裝置；當(dāng)土壤電阻率在5×104Ω

.m以上，因電位分布衰減更慢，采用伸長形的接地帶效果最好，所有接地裝置均應(yīng)埋在凍土層以下，一般情況下，接地體埋深不應(yīng)于0.5m。垂直打入地下的棒形接地體，一般采用管徑為20~60mm的鋼管或45×45mm的角鋼，厚度為4mm。為了減小棒間的屏蔽作用，棒間距離不應(yīng)于小3m。為了保證接地體具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)埋于地下的接地體，應(yīng)避免腐蝕銹斷。鋼接地體的最小尺寸列于表3-3名稱建筑物內(nèi)屋外地下圓鋼直徑(mm)61016扁鋼截面(mm)22490120厚(mm)234角鋼厚度(mm)22.54鋼管壁厚(mm)12.53.5表3-3鋼接地體最小尺寸表對(duì)于有強(qiáng)烈腐蝕性的土壤（即土壤電阻率《104Ω.cm以下的潮濕土壤，應(yīng)使用較大截面積的導(dǎo)體將導(dǎo)體鍍鋅。若不鍍鋅，則圓鋼直徑不應(yīng)小于25mm，鋼管壁厚不小于5mm，扁鋼截面不小于40×4mm2。對(duì)于大型接地網(wǎng)，為了便于分別測量接地電阻值，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)還應(yīng)設(shè)立測量井。4、敷接地線的施工安裝①接地線敷設(shè)前要加以矯直。應(yīng)按水平或垂直敷設(shè)，但不準(zhǔn)與建筑物傾斜結(jié)構(gòu)平行。接地線