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3.3 地面上限电阻值的确定


3.3.1  地面所在场所的计算能量和计算能量级别划分,应符合下列规定:

    1  场所中被加工介质的最小点火能,可按本规范表B.0.1~表B.0.3确定;

    2  能量耦合参数应根据工艺条件确定,并应符合本规范表3.2.3的规定;

    3  应根据本规范式(3.2.2)计算min值;

    4  应根据本规范第3.2.2条第3款的规定划分计算能量级别

3.3.2  易燃易爆场所地面上限电阻值,应根据场所的计算能量级别初选,并符合下列规定:

    1  级,初选地面极对地电阻值应小于1.0×106Ω;

    2  级,初选地面极对地电阻值应小于1.0×108Ω,

    3  级,初选地面极对地电阻值应小于1.0×1010Ω。

3.3.3  导(防)静电地面极对地电阻值初设后,应根据极对地电阻值的大小选C值。R值越大,C值应越小。R与C的相对关系值,宜按本规范附录C选取。

3.3.4  参加生产活动的Up及相关的C0和 t0值,可根据工艺条件,按本规范表D.0.1选取。

3.3.5  计算导(防)静电地面所限制的Up max值时,应与R、C和t0值相适应,可按表D.0.2查出U'p=1000V时的U'p max值,再按式(D.0.2)换算出Up max值;也可按式(E.0.1-1)、式(E.0.1-2)和式(E.0.1-3)直接算出Up max值。

3.3.6  人在导(防)静电地面上活动时所限制的静电峰值能量必须小于易燃易爆物质的计算能量。

3.3.7  人在导(防)静电地面上活动时所限制的静电峰值能量与易燃易爆物质的计算能量的关系,应符合下式要求:

3.3.8  导(防)静电地面上限电阻值的验算程序,应按本规范附录F的要求进行。

3.3.9  生产和使用对静电敏感的电器和电子元件、组件和设备的行业,应按其对静电敏感的程度划分防静电工作区。当静电安全电压小于或等于±100V时,其极对地电阻应小于1.0×107Ω;当静电安全电压大于±100V时,其极对地电阻应小于1.0×109Ω。

3.3.10  导(防)静电地面上限电阻值的测量方法,应符合本规范附录G的规定。

条文说明

3.3  地面上限电阻值的确定

    确定地面上限电阻值需选取下列主要参数:

    3.3.1、3.3.2  min值的选取。因为minKen·Emin,所以min值的选取就是Ken和Emin两个值的选取。

    Emin值的选取,在生产工房中可能有多种危险物质,就需要分别选取Emin在本规范表B.0.1~表B.0.3中没有列出的物质的最小点火能量,可按其他现行有关标准规范选取;如果同一物质的Emin值有差别,应选其中最小的Emin值。

    Ken值的选取,根据现场条件按表3.2.3的规定选择与Ken相对应的值,并分别计算出min值,取其中最小值。根据min值的大小,按本章第3.3.2条初选地面电阻值。凡是本规范表5.1.4、表5.2.12、表5.3.4、表5.4.6,表5.5.3中已直接列出计算能量分级或地面电阻值的,可不再选择Ken值。

3.3.3  导(防)静电地面极对地电阻值R初选后,应根据其大小选C值。地面电阻R值越大,与其相对的电容C值越低。RC的相对关系值,参照本规范表C.0.1和表C.0.2选取。

    地面电容C值与其构造有关,如在地面找平层上加涂导电层或加设接地网时,其C值会增大,如树脂类地面。

    地面RR0CC0之间的关系,均随地面极对地电阻R值的大小有所变化。当R值大于106Ω时,RR0CC0的差别不大;当R值小于或等于106Ω时,RR0CC0的差别有所增大。根据大量实测数据统计,大部分情况是RR0CC0,计算中取RR0CC0对安全更为有利。

3.3.4  Up值的选取。人在从事生产过程中,当有诸多的操作动作时,取最大的起电峰值电压Up;若有若干互相连通的工房,又无法有效隔断生产的危险介质时,Up值取若干工房中的最高值。Up及相关的C0t0值,可按本规范表D.0.1选取。

    Up选定后,应作为该工房的限制电压,在该工房中生产、活动的人,动作起静电电压不能超过Up值。否则,就有可能产生危险。对超过Up值的动作,就必须采取其他的防静电措施,以确保安全。

3.3.5  本规范表D.0.2中的U'p max值是在U'p=1000V、RR0CC0条件下求的;根据本规范中式(D.0.2)换算与Up相对应的Up max值;确定Up max值的第二种方法,是依据本规范中式(E.0.1-1)、式(E.0.1-2)和式(E.0.1-3)直接计算。

3.3.6、3.3.7  根据本规范第3.3.1条~第3.3.5条的逐步推导,得出基础数据KenEminCUp max,然后再按本规范公式(不等式)(3.3.7)进行比较,当公式(3.3.7)成立,即数据相差不到两个量级时,则过程结束;若公式(3.3.7)成立,但两数相差在两个量级及以上时,再增大初设R值重算;若不等式不成立时,则要减小初设R值重算;直到不等式成立而计算数值相差不到两个量级为止。公式(3.3.7)左边的Ken·Emin表示易燃易爆物质的计算能量,右边的表示人在导(防)静电地面上活动时所限制的静电能量。显然,人在导(防)静电地面上活动时所限制的静电能量必须小于易燃易爆物质的计算能量,否则就会产生燃爆危险。

3.3.9  静电对电子元件、组件和设备放电可致其损伤、击穿、误动作或故障。电子产品随着集成度越来越高,产品的静电安全电压(损伤阈值)越来越低,现在发展到Umin为50V、30V、25V,甚至到10V、6V,设计应根据行业新的技术要求,设计选择导(防)静电地面电阻值。

    关于静电安全电压,国内外有多个相关规程和技术要求,如:

    1  电子行业在《防静电工作区技术要求》GJB 3007中,按照防静电工作区内的指定空间所允许的对地静电电位值,将防静电工作区分为两级:

        A级:允许的对地静电电位不超过±100V;

        B级:允许的对地静电电位不超过±1000V。

    2  电子行业在《电子产品防静电放电控制大纲》GJB 1649中,对静电放电敏感元器件、组件和设备的允许放电电压分为三级:

        1级:易遭0~1999V静电放电电压危害的电子产品;

        2级:易遭2000V~3999V静电放电电压危害的电子产品;

        3级:易遭4000V~15999V静电放电电压危害的电子产品。

    要求组件和设备的设计应能为最敏感的静电放电(ESD)元器件提供ESD保护,其最低要求是:组件——2000V,设备——4000V。

    3  国际电工委员会标准《电气或电子元件、组件和设备防静电技术要求》IEC 61340-5-1-2007中规定,当对静电敏感的电子元件、组件和设备静电安全电压(Umin)大于±100V时,要求人体总的泄漏电阻(含地面电阻/人穿防静电鞋/人体电阻的总和)应小于109Ω;当对静电敏感的元件、组件和设备静电安全电压(Umin)小于或等于±100V时,人体总的泄漏电阻应小于3.5×107Ω

    就导(防)静电地面而言,为控制人体静电放电对静电敏感产品所造成的危害,采取措施是必须的,但分级太多也没有必要,因为导(防)静电地面具有泄漏人体静电的作用,但不能解决所有静电危害,还需要根据设防的具体要求,采取综合的静电防护措施。综合比较上述情况,本规范对电子行业的产品,以静电安全电压(Umin)±100V为界。Umin≤±100V为具有要求较高的档,当Umin>±100V时为具有一般要求的档。

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导(防)静电地面设计规范 GB50515-2010
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