2026-01-21
防靜電接地工程(ESD Grounding)的核心目標是通過物理手段將電荷迅速、安全地導入大地,從而保護敏感電子元器件、易燃易爆環境或人體安全。
其方案設計通常遵循以下四大基本原理:
1. 泄漏與耗散原理 (Dissipation)
這是最基礎的原理。通過使用導靜電(Conductive)或靜電耗散(Dissipative)材料,為靜電電荷提供一條通往大地的低阻抗路徑。
1)直接接地: 針對金屬等導體,直接用導線連接到接地系統。
2)間接接地: 針對人體或非金屬物體,通過防靜電手環、導電地板、防靜電臺墊等媒介連接到接地系統。為了安全,這些媒介通常內置一個 $1\text{M}\Omega$ 的電阻,既能泄放靜電,又能防止人員意外觸電。
2. 等電位連接原理 (Equipotential Bonding)
靜電危害主要源于物體間的電位差導致的放電。
1)原理: 將工作區內所有導電物體(設備外殼、工作臺、人體、貨架等)互相連接并接入同一個接地匯流排。
2)效果: 即使整個系統的電位升高,只要各物體之間保持“零電位差”,就不會產生電火花或破壞性的電流。
3. 靜電中和原理 (Neutralization)
對于無法通過接地導走的絕緣體(如塑料、玻璃、普通織物),接地手段會失效。
1)原理: 利用離子風機(Ionizers)產生大量的正負離子。
2)效果: 當帶電絕緣體靠近時,會吸引空氣中相反極性的離子,從而中和掉表面的靜電荷。
4. 靜電屏蔽原理 (Shielding)
在儲存或運輸過程中,靜電防護依賴于“法拉第籠”效應。
1)原理: 使用導電層覆蓋敏感器件(如防靜電包裝袋)。
2)效果: 外部靜電場產生的電荷會分布在屏蔽層的外表面,其內部電場強度為零,從而保護內部產品不受感應電荷影響。
防靜電接地系統典型結構圖
方案設計關鍵指標
項目常見標準要求備注接地電阻通常 $< 10\Omega$(有些高標準要求 $< 2\Omega$)保證電荷能迅速排入大地手環對地電阻$7.5 \times 10^5 \sim 3.5 \times 10^7 \Omega$保護人員安全并確保泄放速度地面/臺墊電阻$1.0 \times 10^5 \sim 1.0 \times 10^9 \Omega$介于導電與絕緣之間的耗散范圍系統布局建議設立獨立靜電接地極避免與防雷地線或強電零線混用造成干擾
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