浅谈工业维修车间的静电防护

王潇　牛余朋　李伟　王元芝　张鹏里

摘要：文章阐述了电子工业静电防护的意义以及静电放电对工业维修厂房的危害，介绍了静电防护在工业维修车间的具体措施，并提出了针对ESD来保证工业维修质量安全的解决方案。

关键词：电子工业；工业维修车间；静电防护；静电放电；ESD；静电事故 文献标识码：A

中图分类号：TM151 文章编号：1009-2374（2015）11-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.075

由于工业产品在维修作业以及使用过程中因ESD（静电放电）而引起的电火工品击穿而导致的产品损毁的事故不断发生；另外，随着工业产品维修水平的不断成熟，工业维修的数量和种类愈来愈多，伴随着产品质量问题、人员安全问题也越显严重。分析工业维修厂房的静电放电危害，制定相应的静电防护方法以及拟定有效的防静电放电实施方案对于确保工业维修车间的质量安全具有十分重要的意义。

1 电子工业静电防护的意义

静电防护与静电危害是相对的，静电防护是为了防止静电造成伤害。随着电子技术的发展，微电子元件的集成度越来越高。一个极端微弱的静电电压就可能击穿元器件，造成断路或短路，使器件失效或者报废，电子器件的损伤进一步影响到组件、设备和系统的可靠性。在电子工业中进行静电防护，对减少静电事故提高成品率，具有重要的意义。静电防护是针对静电危害而言的。静电危害主要有五个方面：静电对电子产品的危害；静电对洁净工艺和环境的危害；静电放电产生电磁干扰；静电放电引燃易燃易爆气体和粉尘；静电对人的伤害。静电危害对安全生产、公共安全、产品质量产生了极大的影响，因此，静电防护具有重要的意义。

2 ESD对工业维修的危害

在工业维修过程中，操作号手利用工装工具对火工品等工业产品进行分解再装；装运各单机及其零部件，利用桁吊转移工业产品；操作号手接触并且离开操作对象时等相关维修的活动都存在着两物体相接触、分离，因此，在任何时候都会产生ESD。静电放电产生的电磁脉冲，起频带宽度超过1GHz，这种高频强辐射电磁场对电火工品的危害十分严重。ESD多数是高电位、强电场、瞬间大电流的过程，脉冲宽度一般是ns级或μs级，脉冲电流可达几十安培甚至上百安培。在静电放电过程中会产生上升沿极陡、持续时间极短的大电流脉冲，并产生强烈电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲（ESD EMP），它的电磁能量会引起电火工品的误点火、爆炸，造成事故。

某年某型导弹由于静电放电，在发射时使计算机停止工作，姿态失控，发射失败；某年某型飞机上的导弹突然点火，造成重大经济损失，并有上百人受伤。经调查，事故原因是导弹屏蔽接头不合格，静电突然放电引起点火。众多的静电事故一次次地强调着ESD防护的重要性。

3 工业维修车间静电防护措施

3.1 保护地

保护地是为了安全目的而把工业维修车间的工装设备和电源外部接地系统连接起来的导线，也就是在单相三线制系统中电源插座的地线。利用电源保护地系统实现静电接地。

首先EPA（防静电工作区）内的操作号手、工装设备、工作椅等通过防静电地板（涂有防静电涂料的地面）接地，防静电地板连接在公共接地母线上。防静电工作手环、工作台面、不可移动设备、储物货柜等都并联连接到公共接地母线上；再将公共接地母线与配电箱的保护地连接。

3.2 防静电手环系统

操作号手在对电火工品的操作时应当使用防静电手环，通过防静电手环系统将人体电荷泄放。人体电荷经手腕、手环、限流电阻、手环插孔流入到公共接地母线，从而保证了操作号手的人体电荷的安全泄放。

3.3 防静电工作服

普通的服装可能会积聚大量的静电电荷，导致静电危害工业产品，防静电工作服利用金属纤维、亚导电纤维或防静电合成纤维的电晕放电与泄露放电机理，减少衣服或人体上的电荷积聚，因此要求进入维修厂房的人员必须穿着防静电工作服。

防静电服上的静电电荷要通过人体、防静电鞋、地板流入到公共接地母线，要求必须保证防静电服与皮肤紧密接触。最好是紧身的防静电服，针对领口、袖口和下摆采用收紧的结构，并且不使用衬里，以保证防静电服与皮肤的紧密接触，使服装上的电荷可以通过人体向大地泄露，不允许穿着短袖的防静电工作服。

3.4 防静电工作台

操作号手在操作火工品时要求必须在防静电工作台面上操作。防静电工作台的工作表面要为工业产品提供静电泄放通路，同时考虑到操作人员的安全性，一般采用静电耗散材料，防静电工作表面直接与工业产品相接触，是除人员接地以外最重要的ESD防护措施。

3.5 其他防静电设备

维修厂房中的其他工装设备也应具备防静电要求。例如防静电储物架、工具推车、专用工装设备等。其表面均应采用静电耗散材料并可靠接地。在未配置防静电地板的区域运送产品，装卸时，必须保证操作人员、产品、转运车等可靠接地或者处于同一电位。

3.6 湿度控制

由于相对湿度提高到70%以上，大多数物体表面都显出较好的导电性，由静电起电原理可知，接触分离产生静电的几率大大降低，静电起电率减少很多。因此，环境湿度对防静电材料物品技术性能的影响是客观事实。严格控制维修车间的相对湿度可以保证静电防护效果。我国航天标准规定一般EPA保持40%RH～60%RH，极限范围30%RH～70%RH。要求维修车间在EPA区域内安装温湿度传感器对环境进行测量，避免发生ESD事件。

4 维修车间静电防护系统的监视与测量

维修车间的静电防护相关设施设备由于过期、技术方面或者周围环境变化的原因，会出现性能下降或者失效的情况，为了确保其使用状态持续良好，制定维修车间静电防护系统的监视与测量方案，可以为车间管理人员和车间操作人员提供正确的指导。

4.1 每日需要监视与测量的项目

4.2 每月需要监视与测量的项目

4.3 每半年需要监视与测量的项目

参考文献

[1] 刘尚合，徐晓英，武占成，魏光辉.静电防护理论与技术[A].中国物理学会静电专业委员会第十次学术年会论文集[C].2002.

[2] 刘尚合，宋学君.静电及其研究进展[J].自然杂志，2007，（2）.

[3] 王俊涛.人体ESD模拟器的研究[J].生物医学工程，2008，（6）.

（责任编辑：蒋建华）