ГОСТ Р 53734.1-2014 (МЭК 61340-1:2012). Национальный стандарт Российской Федерации. Электростатика. Часть 1. Электростатические явления. Физические основы, прикладные задачи и методы измерения

6. Основные решения проблем и защита от опасных проявлений

 

6.1 Общие положения

В то время как выявление проблем, связанных со статическим электричеством не было целью настоящего стандарта, краткий обзор их решения необходим в качестве введения в описание методов измерения соответствующих параметров, связанных со свойствами материалов. Проблемы, связанные со статическим электричеством, определяются спецификой производства, процессов или материалов и обстоятельств. Измерение электростатических параметров - первостепенная необходимость, предшествующая принятию эффективных решений.

Описание порядка обращения с компонентами, чувствительными к воздействию разрядов статического электричества, приведено в ГОСТ Р 53734.5.1 и ГОСТ Р 53734.5.2, а защита от опасных проявлений статического электричества в [4]. Общий обзор представлен в 6.2.

6.2 Основные подходы

Во многих случаях необходимо определить область, в которой необходимы специальные предосторожности. Это может быть участком защиты от ЭСР (УЗЭ) при производстве электроники или взрывоопасной зоной в промышленности. Для всего персонала, работающего на этих участках, необходимо понять потребность в электростатическом контроле на границах участков и мерах защиты, которые должны быть соблюдены на этих участках.

Первый принцип - исключить применение изоляционных материалов и гарантировать, что все проводящие материалы или предметы из металла заземлены. Если электризация неизбежна, что наиболее часто и наблюдается, степень заряженности можно иногда ограничить путем снижения числа соприкосновений и последующих разделений контактов. Это достигается предотвращением трения твердых материалов и снижением линейной скорости жидкостей. Ионизация коронным разрядом - очень полезное средство сокращения нежелательной поверхностной плотности зарядов на изолирующих поверхностях. Устройства, которые основаны на этом принципе и в которых применяют острые заземленные электроды, используют для нейтрализации зарядов статического электричества в электронной промышленности.

Поскольку накопление зарядов статического электричества существенно зависит от влажности воздуха, влияющей на влажность поверхностей, общее решение получить более низкие уровни заряженности сводится к стремлению поддерживать влажность воздуха настолько высоко насколько высокой, насколько это возможно в отношении других рисков. Например, в электронной промышленности относительная влажность воздуха поддерживается в пределах от 40% до 60%. Для большинства случаев использование высокой относительной влажности не основная, а только вторичная мера защиты от опасных проявлений статического электричества.

Интенсифицировать утечку зарядов с изоляционного материала на землю можно применением антистатической добавки.

Для твердых изоляторов обычно практикуют применение проводящей матрицы в материале добавлением углерода или металлических частиц, пластин или волокон. При этом, следует учесть, что эти системы эффективны только тогда, когда во всей матрице выдерживается электрическая непрерывность и что, следовательно, такие системы чувствительны к механическим воздействиям и изменениям температуры. Кроме того, в данном контексте они могут создать проблему для проведения измерений. Заряд вообще не может мигрировать с изолирующего континуума к проводящей матрице и, таким образом, характеристики рассеивания или проводимости существенно различаются в зависимости от того, какой заряд рассматривается: заряд в объеме или на поверхности. Эти различия в применяемых методиках следует тщательно учитывать при проведении любого испытания.

Проблемы статического электричества в основном возникают там, где материал является изолятором или там, где нет хорошего контакта с землей. Типичный пример - пневмотранспорт сыпучих материалов, когда даже металлические частицы сохраняют заряд, если они находятся во взвешенном состоянии в воздухе. В этом случае, ионизация окружающей среды может обеспечить снижение (если не полную нейтрализацию) зарядов на материале.

Накопление металлической пыли на активных ионизаторах может привести к опасным искрам. Поэтому при обращении с металлической пылью рекомендуется использовать пассивные или радиоактивные ионизаторы. Для обеспечения безопасности и эффективности применения пассивных и активных ионизаторов важно в соответствии с инструкциями изготовителя проводить их регулярную чистку и проверку исправности.

Одна из наиболее распространенных проблем - незаземленные проводники. Часто мелкие металлические объекты или детали в сборке могут накапливать заряды и стать источником возникновения зажигающих или вызывающих повреждения разрядов. Предпочтительно заземлять такие объекты и предотвращать накопление на них зарядов.

Во взрывоопасной среде в условиях возможной электризации металлический или проводящий объект никогда не должен оставаться незаземленным. Т.к. это приводит к риску возникновения разряда, способного стать источником зажигания взрывоопасной среды.

Очень важно, чтобы персонал, работающий во взрывоопасных зонах или с электронными системами, чувствительными к воздействию разрядов, не мог бы оказаться электростатически заряженным. Там где необходимо обеспечить соблюдение данного требования в производственных условиях, это достигается заземлением персонала посредством проводящих браслетов, применением проводящего пола и проводящей обуви.

Пол должен быть достаточно чистым, и его состояние должно регулярно контролироваться, иначе заземление через пол и обувь не будет осуществляться.

Для защиты чувствительной электроники, особенно во время транспортирования, рекомендуется использовать экранирующую упаковку, защищающую от воздействия электрических полей. Упаковочный материал, контактирующий с устройством, не должен быть диэлектриком, чтобы исключать существенную электризацию упаковки или устройства.