靜電放電抗擾度試驗整改方法研究與應(yīng)用

胡德隆 劉桂秋 竇慧 潘勇

山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院 山東濟南 250102

靜電放電現(xiàn)象是人們生活中經(jīng)常會發(fā)生的一種現(xiàn)象，它是不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移，它產(chǎn)生的電壓常常會有幾千伏，它放電產(chǎn)生的火花在有爆炸或火災(zāi)危險的場所是非常危險的，同時人們在使用儀器設(shè)備的過程中，通過靜電放電也可能會對儀器設(shè)備造成影響，輕則工作不正常重則損壞，所以國家標準里面針對許多產(chǎn)品都有靜電放電抗擾度試驗的要求，它檢驗的是電氣和電子設(shè)備在面對操作者及其操作者對鄰近物體的靜電放電時，工作正常與否的能力。

1 靜電放電抗擾度試驗介紹

靜電放電抗擾度試驗方法標準是GB/T17626.2-2018，它分為兩種放電方式：接觸放電和空氣放電。按耦合方式來分，則分為直接放電和間接放電。接觸放電是優(yōu)先選擇的試驗方法，針對設(shè)備使用過程中能夠觸碰到的導電部位施加，空氣放電則用在不能使用接觸放電的場合，比如絕緣外殼的縫隙、顯示屏縫隙、按鈕、按鍵、指示燈等。直接放電是對設(shè)備直接施加靜電放電，間接放電是對水平/垂直耦合板進行放電，來模擬設(shè)備鄰近物體發(fā)生靜電放電對它的影響。

對于臺式設(shè)備，受試設(shè)備應(yīng)放置在離接地參考平面（0.8±0.08）m高的非導電桌子上，對于落地式設(shè)備，受試設(shè)備用0.05m-0.15m厚的絕緣支撐與接地參考平面隔開，這兩類設(shè)備的電纜都需要用厚度約為（0.5±0.05）mm厚的絕緣支撐與接地參考平面隔開[1]。

對于不接地設(shè)備，試驗布置仍按照臺式或落地式設(shè)備進行布置，不過需要注意的是，由于不接地設(shè)備或設(shè)備的不接地部件不能自行放電。若在下一個靜電放電脈沖施加前電荷未消除，受試設(shè)備或受試設(shè)備的部件上累積電荷可能使電壓為預(yù)期試驗電壓的兩倍。因此雙重絕緣設(shè)備的絕緣體電容經(jīng)過幾次靜電放電累積，可能充電至異常高，然后以高能量在絕緣擊穿電壓處放電。為模擬單次放電，在每次放電之前應(yīng)消除受試設(shè)備上的電荷。

水平/垂直耦合板應(yīng)通過接電線與接地參考平面相連，靠近接地線的兩端接有阻值為470kΩ的電阻，它的作用是防止靜電放電發(fā)生器對耦合板放電后，施加在耦合板上的電荷即刻消失，增加了靜電放電對受試設(shè)備的影響。

對于放電點的選擇，靜電放電只施加在正常使用時人員可接觸到的受試設(shè)備的點和面，對于一些比較特殊的情況，比如維修或保養(yǎng)的時候才能接觸到的點或面，安裝后不再能接觸的點或面比如底部或靠墻面等，則不需要試驗，對于表面涂漆的情況，如果廠家未說明涂漆是絕緣層，則發(fā)生器的放電頭應(yīng)穿入漆膜，以便與導電層接觸，若聲明為絕緣層，則只進行空氣放電，不進行接觸放電。

2 接地方式介紹

常見的接地方式有三種方式，一種是金屬外殼跟大地連接，它的原理是限制漏電設(shè)備對地的泄露電流，使其不超過某一安全范圍，一旦超過某一整定值保護器就能自動切斷電源，保護人員和設(shè)備的安全，是一種保護接地。

一種是系統(tǒng)里提供穩(wěn)定基準電位的接地，為配電系統(tǒng)提供一個參考電位并使配電系統(tǒng)正常和安全的運行，為了使配電系統(tǒng)各部分的穩(wěn)定，要求接地回路的阻抗要盡可能小，這種屬于系統(tǒng)接地，它按不同接地方式又分為浮地方式、共地方式、電容接地方式。還可以分為單點接地和多點接地。

另外一種是屏蔽線的屏蔽層接地，屏蔽線是使用金屬網(wǎng)編織層把信號線包裹起來的傳輸線，目的是抑制電磁干擾，屬于屏蔽接地，它又分為單端接地和雙端接地兩種方式，一般來說單端接地主要用于模擬信號，能夠避免屏蔽層上的低頻電流噪聲，防止干擾模擬量設(shè)備，雙端接地一般用于數(shù)字信號或差分信號。

3 接地在靜電放電抗擾度試驗的應(yīng)用分析

一個帶有揚聲器的電子模塊，在做靜電放電抗擾度試驗的過程中，由于它的揚聲器表面是絕緣的，因此對它進行空氣放電，在施加空氣放電的過程中，在揚聲器的表面發(fā)生了放電現(xiàn)象，分析原因為揚聲器表面雖然絕緣，但是后面帶有金屬外殼，導致放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，而發(fā)生放電以后，電荷通過揚聲器后面的外殼經(jīng)過電源線進入到電路里面，造成設(shè)備工作不正常，整改措施一種是加大絕緣空隙，防止靜電的發(fā)生，但是這種方案費時費力，不容易實現(xiàn)，另外一種方案為在揚聲器后面外殼上引出一根接地線與電路的地相連，起到泄放電荷的作用，降低靜電放電的影響，接上接地線再重新施加靜電放電，受試設(shè)備可以正常工作，表明此種整改方案簡單有效，整改后的效果圖見圖1。

圖1 整改后的圖片

4 結(jié)語

靜電放電現(xiàn)象是日常生活中比較常見的一種現(xiàn)象，設(shè)備或產(chǎn)品在設(shè)計生產(chǎn)過程中需要到考慮靜電放電的影響，特別是對于一些帶有金屬外殼，容易發(fā)生靜電放電現(xiàn)象的設(shè)備，當發(fā)生靜電放電現(xiàn)象以后，確保產(chǎn)生的電荷不要對設(shè)備本身造成影響，用接地的方式對電荷進行泄放，是一種簡單、有效的一種方式[2]。