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3.3 地面上限電阻值的確定

確定地面上限電阻值需選取下列主要參數:

3.3.1 地面所在場所的計算能量和計算能量級別劃分,應符合下列規定:

1 場所中被加工介質的最小點火能,可按本規范表B.0.1~表B.0.3確定;

2 能量耦合參數應根據工藝條件確定,并應符合本規范表3.2.3的規定;

3 應根據本規范式(3.2.2)計算 ;

4 應根據本規范第3.2.2條第3款的規定劃分計算能量級 。

的選取就是KenEmin兩個值的選取。

Emin值的選取,在生產工房中可能有多種危險物質,就需要分別選取Emin。在本規范表B.0.1~表B.0.3中沒有列出的物質的最小點火能量,可按其他現行有關標準規范選取;如果同一物質的Emin值有差別,應選其中最小的Emin值。

Ken值的選取,根據現場條件按表3.2.3的規定選擇與Ken相對應的值,并分別計算出,取其中最小值。根據值的大小,按本章第3.3.2條初選地面電阻值。凡是本規范表5.1.4、表5.2.12、表5.3.4、表5.4.6、表5.5.3中已直接列出計算能量分級或地面電阻值的,可不再選擇Ken值。

3.3.2 易燃易爆場所地面上限電阻值,應根據場所的計算能量級別初選,并符合下列規定:

1 級,初選地面極對地電阻值應小于1.0×106Ω;

2 級,初選地面極對地電阻值應小于1.0×108Ω;

3 級,初選地面極對地電阻值應小于1.0×1010Ω。

的選取就是KenEmin兩個值的選取。

Emin值的選取,在生產工房中可能有多種危險物質,就需要分別選取Emin。在本規范表B.0.1~表B.0.3中沒有列出的物質的最小點火能量,可按其他現行有關標準規范選?。蝗绻晃镔|的Emin值有差別,應選其中最小的Emin值。

Ken值的選取,根據現場條件按表3.2.3的規定選擇與Ken相對應的值,并分別計算出,取其中最小值。根據值的大小,按本章第3.3.2條初選地面電阻值。凡是本規范表5.1.4、表5.2.12、表5.3.4、表5.4.6、表5.5.3中已直接列出計算能量分級或地面電阻值的,可不再選擇Ken值。

3.3.3 導(防)靜電地面極對地電阻值初設后,應根據極對地電阻值的大小選C值。R值越大,C值應越小。RC的相對關系值,宜按本規范附錄C選取。

導(防)靜電地面極對地電阻值R初選后,應根據其大小選C值。地面電阻R值越大,與其相對的電容C值越低。RC的相對關系值,參照本規范表C.0.1和表C.0.2選取。

地面電容C值與其構造有關,如在地面找平層上加涂導電層或加設接地網時,其C值會增大,如樹脂類地面。

地面RR0CC0之間的關系,均隨地面極對地電阻R值的大小有所變化。當R值大于106Ω時,RR0、CC0的差別不大;當R值小于或等于106Ω時,RR0、CC0的差別有所增大。根據大量實測數據統計,大部分情況是RR0CC0,計算中取RR0、CC0對安全更為有利。

3.3.4 參加生產活動的Up及相關的C0t0 值,可根據工藝條件,按本規范表D.0.1選取。

Up值的選取。人在從事生產過程中,當有諸多的操作動作時,取最大的起電峰值電壓Up;若有若干互相連通的工房,又無法有效隔斷生產的危險介質時,Up值取若干工房中的最高值。Up及相關的C0t0值,可按本規范表D.0.1選取。

Up選定后,應作為該工房的限制電壓,在該工房中生產、活動的人,動作起靜電電壓不能超過Up值。否則,就有可能產生危險。對超過Up值的動作,就必須采取其他的防靜電措施,以確保安全。

3.3.5 計算導(防)靜電地面所限制的Upmax值時,應與R、Ct0值相適應,可按表D.0.2查出Up=1000V時的Upmax值,再按式(D.0.2)換算出Upmax值;也可按式(E.0.1-1)、式(E.0.1-2)和式(E.0.1-3)直接算出Upmax值。

本規范表D.0.2中的Upmax值是在Up=1000V、R=R0C=C0條件下求的;根據本規范中式(D.0.2)換算與Up相對應的Upmax值;確定 Upmax值的第二種方法,是依據本規范中式(E.0.1-1)、式(E.0.1-2)和式(E.0.1-3)直接計算。

3.3.6 人在導靜電地面上活動時所限制的靜電峰值能量必須小于易燃易爆物質的計算能量。

根據本規范第3.3.1條~第3.3.5條的逐步推導,得出基礎數據Ken、Emin、CUpmax,然后再按本規范公式(不等式)(3.3.7)進行比較,當公式(3.3.7)成立,即數據相差不到兩個量級時,則過程結束;若公式(3.3.7)成立,但兩數相差在兩個量級及以上時,再增大初設R值重算;若不等式不成立時,則要減小初設R值重算;直到不等式成立而計算數值相差不到兩個量級為止。公式(3.3.7)左邊的Ken ·Emin表示易燃易爆物質的計算能表示人在導(防)靜電地面上活動時所限制的靜電能量。顯然,人在導(防)靜電地面上活動時所限制的靜電能量必須小于易燃易爆物質的計算能量,否則就會產生燃爆危險。

3.3.7 人在導(防)靜電地面上活動時所限制的靜電峰值能量與易燃易爆物質的計算能量的關系,應符合下式要求:

根據本規范第3.3.1條~第3.3.5條的逐步推導,得出基礎數據KenEminCUpmax,然后再按本規范公式(不等式)(3.3.7)進行比較,當公式(3.3.7)成立,即數據相差不到兩個量級時,則過程結束;若公式(3.3.7)成立,但兩數相差在兩個量級及以上時,再增大初設R值重算;若不等式不成立時,則要減小初設R值重算;直到不等式成立而計算數值相差不到兩個量級為止。公式(3.3.7)左邊的Ken ·Emin表示易燃易爆物質的計算能表示人在導(防)靜電地面上活動時所限制的靜電能量。顯然,人在導(防)靜電地面上活動時所限制的靜電能量必須小于易燃易爆物質的計算能量,否則就會產生燃爆危險。

3.3.8 導(防)靜電地面上限電阻值的驗算程序,應按本規范附錄F的要求進行。

3.3.9 生產和使用對靜電敏感的電器和電子元件、組件和設備的行業,應按其對靜電敏感的程度劃分防靜電工作區。當靜電安全電壓小于或等于±100V時,其極對地電阻應小于1.0×107Ω;當靜電安全電壓大于±100V時,其極對地電阻應小于1.0×109Ω。

靜電對電子元件、組件和設備放電可致其損傷、擊穿、誤動作或故障。電子產品隨著集成度越來越高,產品的靜電安全電壓(損傷閾值)越來越低,現在發展到Umin為50V、30V、25V,甚至到10V、6V,設計應根據行業新的技術要求,設計選擇導(防)靜電地面電阻值。

關于靜電安全電壓,國內外有多個相關規程和技術要求,如:

1 電子行業在《防靜電工作區技術要求》GJB 3007中,按照防靜電工作區內的指定空間所允許的對地靜電電位值,將防靜電工作區分為兩級:

A級:允許的對地靜電電位不超過±100V;

B級:允許的對地靜電電位不超過±1000V。

2 電子行業在《電子產品防靜電放電控制大綱》GJB 1649中,對靜電放電敏感元器件、組件和設備的允許放電電壓分為三級:

1級:易遭0~1999V靜電放電電壓危害的電子產品;

2級:易遭2000V~3999V靜電放電電壓危害的電子產品;

3級:易遭4000V~15999V靜電放電電壓危害的電子產品。

要求組件和設備的設計應能為最敏感的靜電放電(ESD)元器件提供ESD保護,其最低要求是:組件——2000V,設備——4000V。

3 國際電工委員會標準《電氣或電子元件、組件和設備防靜電技術要求》IEC 61340—5—1—2007中規定,當對靜電敏感的電子元件、組件和設備靜電安全電壓(Umin)大于±100V時,要求人體總的泄漏電阻(含地面電阻/人穿防靜電鞋/人體電阻的總和)應小于109Ω;當對靜電敏感的元件、組件和設備靜電安全電壓(Umin)小于或等于±100V時,人體總的泄漏電阻應小于3.5×107Ω。

就導(防)靜電地面而言,為控制人體靜電放電對靜電敏感產品所造成的危害,采取措施是必須的,但分級太多也沒有必要,因為導(防)靜電地面具有泄漏人體靜電的作用,但不能解決所有靜電危害,還需要根據設防的具體要求,采取綜合的靜電防護措施。綜合比較上述情況,本規范對電子行業的產品,以靜電安全電壓(Umin)±100V為界。Umin≤±100V為具有要求較高的檔,當Umin>±100V時為具有一般要求的檔。

3.3.10 導(防)靜電地面上限電阻值的測量方法,應符合本規范附錄G的規定。

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