蘇吉焰

【摘要】靜電作為常見電荷，廣泛存在于日常生活之中。而鑒于廣電機房中的眾多電子設備都較為“嬌貴”，在遭遇靜電放電現(xiàn)象時，極有可能會導致設備宕機、數(shù)據(jù)消除等問題，甚至會造成設備障礙、功能受損、使用壽命減少等危害。因此，應高度重視并加強靜電防護，切實采取有效防護舉措，以減少靜電影響。基于此，文章就廣電機房電子設備靜電放電的相應危害及其防護措施展開全面探討，以供借鑒參考。

【關鍵詞】廣電機房;電子設備;靜電放電防護

中圖分類號：TN92 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.23.030

1. 靜電放電機理與危害

1.1 靜電放電機理

靜電是一種呈現(xiàn)靜止狀態(tài)的電荷，當攜帶靜電的物體觸碰接地或者與其電位有差距的物體時，會出現(xiàn)電荷轉移現(xiàn)象，即靜電放電。在廣播電視機房中，各種電子設備較多，電子設備自身是帶電體，當其場強比周邊絕緣擊穿場強還要大時，會造成帶電體的靜電荷部分或整體消失，此時可能會出現(xiàn)高電壓、強電場、放電電弧，還可能會產(chǎn)生強烈的電磁輻射。

電暈放電，屬于帶電體尖端位置附近的放電，放電發(fā)生時通常會伴有一定的藍光和輕咔聲，不易被發(fā)現(xiàn)。

刷形放電，在絕緣體一邊有多條火花的擊穿放電，且通常會伴有一定的聲光，此種形式的放電發(fā)生時，還有可能會引燃其他可燃物。

火花放電，火花較為集中的擊穿放電，發(fā)生時會伴有較亮的閃光或短促的爆裂聲，容易引燃其他可燃物。

雷形放電，懸浮粒子產(chǎn)生的放電，聲光較為明顯，非常容易引燃其他可燃物。

1.2 靜電放電危害

靜電放電危害方式較多，并通過多種途徑對機房電子設備造成影響，主要有以下幾種：

處于電子設備表面的靜電具有強度較高的電場，受電壓差影響，可以超過1kV。這種靜電場對CRT監(jiān)控設備有著較為嚴重的影響，如干擾電子束正常運行，造成圖像發(fā)生變形紊亂。

靜電放電時會同時產(chǎn)生干擾脈沖、電磁波，這些會引起電子設備的信號輻射噪聲，即靜電噪聲。這類噪聲處于MHz或GHz范圍的頻率，能覆蓋和影響電視的工作信號頻段，同時還影響網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、信號接入，造成機房電腦、播控等敏感電子設備宕機受損。

靜電放電產(chǎn)生的電磁場在輻射作用下，可能會耦合到信號線中，再導入電子設備內部，造成設備電路電平出現(xiàn)翻轉、誤操作以及信息漏失等現(xiàn)象。靜電放電時，其寬廣的頻譜導致出現(xiàn)極為離散的頻點，甚至可能會進入窄帶電路，容易與電子設備的薄弱點產(chǎn)生耦合，造成影響。

靜電放電時會產(chǎn)生電流，并在導體上形成電壓脈沖，通過信號線和電子設備器件的連線，傳導至各個元器件中，進而可能擊穿MOS器件柵極和輸入口PN結，鎖死CMOS電路，熔毀設備焊接線和鈍化層，損壞晶體管。若靜電放電量較小時，雖然無明顯破壞電子設備的元器件，但在內部可能會出現(xiàn)輕微損傷，隨著放電次數(shù)變多，這種損傷會逐步累加，直至工作性能喪失、設備完全損毀。

靜電感應會逐漸積累產(chǎn)生高壓靜電荷，而電子設備中含有很多集成電路、晶體管，其中MOSFET柵極和其他的絕緣電阻≥10Ω，在高壓凈電荷作用下，容易損壞，造成短路，甚至引起器件起火。此外，播放監(jiān)控電子設備一般為陰極射線管，其外部的靜電場累計≥1000V，在靜電場作用下，電子束受到嚴重干擾，會造成圖像播放混亂。

靜電自身有吸附作用，電子設備上攜帶靜電會吸附較多灰塵，影響其散熱效果和屏蔽功能，久而久之還會影響設備內部儲存器件的使用壽命。對于敏感性儲存器件，如磁頭、磁帶、硬盤等，還可能造成儲存、讀取障礙，造成信號不穩(wěn)、數(shù)據(jù)丟失、介質損毀。

靜電也會對人體造成一定的損傷，在觸摸、操作電子設備時，如有靜電會對人體造成觸電感覺，雖然電流不大，但長久下來，會造成人的精神緊張、身體疲憊，干擾正常工作秩序。

2. 靜電放電防護措施

2.1 隔離措施

隔離是有效防護的靜電放電危害的一種方式，其功能是將管理端口前移，將靜電隔離，并從工作環(huán)境、機房設計、設備布置等方面進行有效隔離：

工作環(huán)境。使用絕緣介質，如PVC、ABS等材質的塑料，將容易產(chǎn)生靜電的設備、重要的設備隔離開，以抵擋具有kV的靜電電壓。另外，鋪設防靜電地板，導靜電地面的性能要長期穩(wěn)定有效，敷設的導電膠要均勻牢固，體積電阻率控制在1×107～1×1010Ω/cm，不易積累灰塵。

機房設計。機架要結合電子設備外形、款式、結構進行設計，涉及的電路要避開安裝孔、接縫及通風口等位置，防止工作人員直接觸碰，且隔離的距離應≥20mm;

設備布置。操作面板上的開關、按鍵、調節(jié)柄選擇塑料材質，安裝同樣材料的防塵膜、防塵罩進行保護。臨近電子設備機箱的接縫、散熱器改裝成“∩”形狀，一些邊角也改成同樣形狀，避免直接產(chǎn)生靜電。電子設備與設備之間盡量保持一定距離，較容易產(chǎn)生靜電或者導電部位要和外殼之間保持一定距離，防止電磁場對電子設備部件造成影響。

2.2 屏蔽措施

屏蔽是有效防護靜電的第二種方式，其功能是防止靜電放電的大電流沖擊電子設備的內部電路，而造成設備損毀。靜電放電時，會有電流迅速沖擊金屬外殼，大約1-2μs即會造成金屬外殼的電位高出很多，然后在靜電電荷釋放后，迅速降低，這一升一降會出現(xiàn)次靜電放電沖擊，如果僅僅靠屏蔽措施防護是不夠的，需要配合接地措施。如果一些帶有敏感器件的電子設備，其外殼沒有接地，機箱需具有≥20kV電壓的抗擊穿能力;如若外殼接地，機箱需具有≥1.5kV電壓的抗擊穿能力，這樣可以有效減少二次電弧，同時，其放電路徑>2.2mm。通過屏蔽措施進行有效阻隔，在保持機箱導電效果的同時，最大限度將靜電干擾阻隔起來。

2.3 接地措施

防護靜電的有效方式還有搭接和接地，其中，搭接是將兩種或兩種以上的物體采用機械或化學的方式固定連接起來，使物體之間絕緣的導體產(chǎn)生導電性連接，形成電流流動順暢的低阻路，將壓差降低至最小。接地是將各類導體、防靜電物品與地面連接，遇到靜電電流時，能將積累的電荷泄排，減少靜電電流對電子設備的損傷。接地地線可以有效減少靜電干擾，降低靜電電流的密度和阻抗，通常按照工作性能分為工作地線、保護地線以及避雷地線三種。在廣電機房中，輸入、輸出地線都要分別進行接地，間距應≥3m，注意接地電阻的數(shù)值，其中工作地線電阻不能超過各個單線輸入阻抗的并聯(lián)值5%，避雷地線電阻應<4Ω。根據(jù)實際，可以增設一些措施，進一步保障接地效果，具體包括：

（1）對于預計有靜電電流通過的位置采取多點接地，沒有靜電電流通過的位置可以采取單點接地。（2）將電子設備機械的金屬外殼部分，與金屬機架一起連接進行接地。（3）電纜線、連接器以及金屬開關等和機箱保持連接，并靠近機箱的接地點。（4）機箱內的信號線通過連接線接入，且要共模濾波，與機箱接地點保持一致。（5）電子設備機箱的接地地線應粗且短，以確保能夠快速引導電流，地線長寬比應盡量不超過5：1。（6）搭接方式要牢靠，并注意搭接材料的電化學性能及搭接位置的清潔性，不能有其他雜質附著，且在絞接部位需補充搭接。（7）電子設備內部電路要么與外殼共同接地，要么與內部電路進行隔離，防止互相影響?？偠灾?，接地主要功能是將靜電電流疏導出一條低阻抗的通道，防止靜電對電子設備產(chǎn)生干擾。

2.4 環(huán)境措施

環(huán)境的溫度、濕度發(fā)生變化，都會導致物體內外部及周邊的介質電導率發(fā)生變化，當出現(xiàn)靜電電荷時，導電的快慢程度不同，物體的帶電量也會不同。一般情況下，相對濕度>80%，所有物體的靜電電量都不大;濕度<30%且溫度較低時，物體的靜電量會增加很大。如圖1所示，當相對濕度>40%時，靜電帶電壓急速下降，且濕度40%～70%之間處于較好的狀態(tài)，因此，在條件允許的情況下，廣電機房要保持一定的濕度，以有效釋放空氣中各類游離電荷，減少電荷濃度，避免靜電對電子設備的影響?？紤]到機房設備的性能，濕度不宜超過60%，以免損壞設備，降低設備使用壽命。機房的溫度保持在18℃～27℃，可以通過水銀溫度計進行測量。濕度可以通過放置加濕器方式，過于干燥時，進行補水增濕，過于潮濕時再干燥除濕，進而將機房內溫濕度控制在較好的狀態(tài)。

3. 結語

廣電機房作為廣電體系的核心之一，也是各項數(shù)據(jù)輸入與傳輸?shù)拿芗瘏^(qū)域，其電子設備均是精密度高且關聯(lián)度高的儀器。因此，對于廣電機房的靜電放電防護應多方面考慮，結合現(xiàn)有工作環(huán)境與場地，提前規(guī)劃，該加固的地方加固，該擴容的地方擴容，統(tǒng)籌運用隔離、屏蔽、接地、搭接等多種防護措施，加強工作人員安全培訓與教育，以此才可有效防范靜電放電現(xiàn)象，保證設備得以安全、穩(wěn)定運行。

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