静电接地——保护接地

保护地是为了安全目的而把仪器设备金属外壳和电源外部接地系统连接起来的导线。在单相三线制系统中,就是电源插座中的地线。

1、保护接地点

目前一般建筑的接地系统均采用如下图所示的TN-S接地方式,又称三相五线制或单相三线制系统。这种接地系统完善了保护措施,有效地降低了接触电压,可靠地缩短了切除接地故障的时间,是确保安全用电的重要保障。

在防静电工作区,利用电源保护地是最优的选择,保护地的接地点一般选择在配电箱的保护地上,如下图所示。

2、操作步骤

利用电源保护接地系统实现静电接地的实施分两个步骤:

STEP1:防静电工作区(EPA)内站着工作的人员、可移动的小车、座椅等通过防静电地板(或防静电地垫,以下均称防静电地板)接地,防静电地板连接到公共接地点(或公共接地母线,或汇流排,以下均称公共接地点)上。腕带插孔、工作台面、不可移动的小车、储物架/柜等都连接到公共接地点上(Common Point Ground,CPG),如下图:

注意:防静电地板、腕带插孔、工作台面、不可移动的小车、储物架/柜均应并联接到公共接地点上,因为串联接地会导致单点断路引起大面积多处接地不可靠,故不可串联。

STEP2:把CPG与配电箱保护地连接起来。

3、保护地连接点的选择

原则上,单相电源中的第三条线(黄绿线)是保护地,可优先选择作为防静电接地的公人接地点,如下图所示。特殊情况下,若无法采用此方式时,可选择等电位连接的方式。

4、单个工作台的连接

EPA工作区内单个工作台接保护地的方式如下图,台垫接地点、地板接地点、腕带插孔接地点均应并联连接到公共接地点上,然后再将公共接地点与电源插座的保护地相连。

5、单个工作台配置的连接

典型的单个防静电工作台接保护地的方法:首先将所有防静电腕带插孔、防静电台垫、防静电地板等并联连接到同一个CPG上,然后将CPG与配电箱的保护地相连。工作台上所有使用交流电的仪器设备(电烙铁、离子风机、吹风机等)通过插座中的保护地实现了接地,不使用交流的仪器设备、电子工具等通过其表面的耗散材料或导电材料与防静电工作台垫相连后,再与CPG相连接。这样,工作台上所有的防静电器设备、人员、工具和仪器设备都连接到保护地上,处于同一电位,如下图所示。只要保护地接地良好,则EPA内所有导体都处于或接近于大地电位。

上图中限流电阻R1、R2和R3可根据具体的使用场合选用。一般情况下,防静电腕带内已经包含有1MΩ的限流电阻,故R2可以不选用,但如果腕带内没有1MΩ的限流电阻,则R2应当连接上,其阻值为1MΩ。如果防静电台垫、防静电地板采用的是高导电性材料的,应避免使用R2和R3,并直接连接到公共接地点上,但供电系统中一定要加装漏电保护器。事实上,R2和R3由使用者自行决定,若使用R2和R3时,其电阻值建议由ESD防静电设备制造商制定。但若使用防静电地板时,则不需使用R3,应直接与CPG连接。

6、多个工作台的连接

在EPA内可能存在多个工作台,为了布线的方便,推荐下图的连接方式。即每个工作台内的EPA设施并联到一个汇流排上,每个汇流排都连接到公共接地母线(支线)上,公共接地母线(支线)再与公共接地母线(干线)相连。最后,公共接地点母线(干线)再与保护地相连接。这种连接方式也适用于储物柜/储物架等不易移动的防静电设施的连接,也适用于工作台、储物柜/储物架等设施的混合连接,即可以将下图中的任一工作台换成其它不易移动的防静电设施。

应保证公共接地母线(干线)和每一根公共接地母线(支线)的完整性。尤其当公共接地母线是电缆线时,不能剪断后再连接,而应采用专用工具剥开一小段线皮后(尽量不要伤到线芯),再与次一级的支线连接,如下图所示。所有连接点均应采用钎焊、熔焊、压接、卡箍等可靠的连接方式。

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