防静电体系中接地系统的搭建

1接地装置

接地体和接地线构成接地装置。接地的目的一般是用于防雷，同样也可以用于静电感应、电磁感应和雷电波入侵的防护，其实质都是等电位设置，都是将异常的电压与电流进行接地释放。

 

1.1 接地体

接地体区域设置。良好的接地体应设置在避雷用(1)接地体与三项供电接地点20米以外，其原因如下:首先避雷接地体会在雷击时对地进行高压泄放，会在一定区域内形成“跨步电压”，因此这个泄放点20米以内不会有干净的零电位存在;其次，三项电零线无相对平衡电压或者说存在非平衡电流接地,故三相电的接地点同样非干净的零电位点。(2)接地体的设置。应不小于三点作为接地触点，即每隔5米，挖深1.5米以上坑，将2米以上金属管打入坑内，再用3毫米以上的铜排将这接地接触点进行连接，焊接未最优，根据标准使用绝缘皮导线连接作为干线引入室内。埋设过程中可以施加适量木炭粉(也有使用工业盐的情况，但工业盐对金属存在一定的腐蚀性，所以不建议使用)，增加导电性。(3)接地体测试。参照GB501693接地电阻应<4欧姆,且每年不少于一次。

1.2 防静电地线

防静电地线通过30-40安培的开关，使用6平方毫米铜线引出。检查线可以在防静电地线局部引出，用于日常的测试。

1.3 测量

静电地与静电地线之间的电阻应符合5~15欧姆，理想应为0欧姆，如测量结果趋于无穷大，则防静电地线或测量线有断线情况。防静电地与设备地间电阻，这一阻值为防静电地线本身线阻和设备地线本身线阻组成。这一阻值范围较大，通常可以达到千欧的等级。

2等电位的设置

通常的工厂中，地线的设置会分为三个部分:静电地、设备地、电源地。各种接地设置的目的均有不同，处于安全角度的考虑，人体的防静电接地、设备接地、电源地应分别连接至接地体，并要求其等电位，如果设备或电源漏电，其形成的漏电压可能会连接至人体防静电接地上，造成人员触电风险。

3耗散材料接地

静电防护区中静电敏感器件的使用区域或流转区域应进行等电位设置，通常使用接地设置，在工作区域的地面或工作台面应使用耗散材料进行接地，耗散材料的表面

阻值通常为10⁵-10¹²欧姆，以控制静电释放的强度及速度。

3.1 防静电地板

通常工厂中的水泥地面具备接地的条件，水泥地面的表面电阻及接地电阻一般可以满足10-10”欧姆的标准。但其一致性较差，大面积的水泥地面所具有的表面电阻及接地电阻会因水泥材料的差异造成接地电阻超标的情况，所以在防静电等级较高且要求人体接地的区域需铺设防静电地板。

防静电地板使用耗散材料制成，铺设时需在防静电地板下发铺设导电铜网，并将导电铜网有效连接至防静电地板，完成铜网铺设后应在其经纬两向进行连接并通过10⁶欧姆/20瓦的功率电阻连接至防静电地线，其连接点按照距离均匀铺设，有效距离应不大于5米。防静电地板铺设完成后应使用表面电阻测试仪测试表面电阻及接地电阻，其阻值应符合ESD STM7.1或IEC61340-5-1中的10⁴≤R<10⁹(单位:欧姆)。

3.2 防静电工作台面

防静电台垫顶层绿色面为耗散材料，底层黑色为绝缘材料，其绿色表面电阻值应符合ESDSTM4.25，IEC61340-2-3中的10≤R⁵<5x10⁷(单位:欧姆)。防静电工作台面铺设后

应使用接地扣增加10⁶欧姆的接地电阻连接至防静电地线上，其接地电阻要求符合ESDSTM4.1,IEC61340-2-3中的10≤R⁵<5x10⁷(单位:欧姆)

 

4 工具及设备接地

通常工厂中使用大量的交流或直流电动工具，例如:电批、洛铁、焊炉等，这类的电动工具会直接接触到静电敏感器件，其不接地的情况下一般会携带一定漏电压，会直接将漏电压加载到与其接触的静电敏感器件上。例如不接地的交流电批其楼电压可高至 70伏，所以必须将其进行接地。

工具的接地应接至电源地或设备地上，决不可与人体防静电地进行连接，这有可能会造成人员的触电风险。

工具接地后可使用万用表进行漏电压及接地电阻测试，由于不同工厂生产的产品对漏电压的要求不同一般可以将漏电压的范围控制在0.05-5伏之间。接地电阻应控制在ESD20.20要求的2欧姆。

设备的接地需使用设备地进行连接，其漏电压及接地电阻的要求应根据不同设备的具体要求进行设定。

5 人体接地

人体接地通常使用腕带、防静电鞋、防静电脚跟带、具有接地功能的防静电服进行接地。防静电人体接地应接入人体防静电接地线，切不能与电源地或设备地进行连接，以免造成触电风险。

5.1 防静电服

防静电服使用耗散材料制成，其主要的作用是屏蔽、抑制摩擦电压及接地功能，具有接地功能的防静电服是通过导线将防静电服的各个部分进行连接的，有些防静电服的设计可以通过导线独立接地，另外有些可以将其连接至防静电鞋上通过防静电鞋进行接地。防静电帽和防静电手套可以看做为防静电服的附属物，其标准要求可参照防静电服的测试标准。防静电服的衡量指标可以用表面电阻测试仪测试其两点之间的表面电阻与接地电阻，另外，人体行走电压及表面摩擦电压也可以作为防静电服衡量标准。

5.2 防静电手环

防静电手腕是人体接地的另一种方式，其通过手环将人体静电通过1兆欧的限流电阻接地释放，为确保其有效性可以连接至接地报警器后进行接地。在实际的使用中还有一种无绳的防静电手环，这种手环并不是严格意义上的防静电手环，其放电原理是通过手环中内置的放电电阻进行静电释放，这种释放的模式只能将2000伏以上的静电通过电弧放电的形式进行放电，也就是说其静电电压只能控制到2000伏左右，这类无绳腕带一般仅局限于易燃易爆品的防静电操作要求中。

5.3 防静电鞋

防静电鞋的鞋底材质使用耗散材料制成，穿着后与人体接触与地面形成静电释放回路，应配合防静电地板或耗散材料的台垫使用，水泥地面也可以配合防静电鞋使用，但一定要注意前文提到的水泥地面接地及表面电阻的一致性。

6 结论

文章对接地装置、等电位设置、耗散材料、工具及设备接地、人体接地五个方面对防静电体系中的接地系统进行阐述。其中的原则应建立在安全第一的前提下，这也是新版ESD20.20的要求。另外文章对接地体的施工及控制进行了着重关注，提及了等电位的安全设置。总之，接地系统是一项立体工程，涉及到整个研发、生产、检测过程，随着接地系统的不断提升，接地数据的收集分析、实时监控也将逐步纳入到接地系统中，不断提升的防静电需求也将不断促进接地系统的升级。