淺析空管設備機房的靜電危害與防護

柯懿+楊璐

【摘 要】現代化的通信設備是以集成電路為核心裝備起來的高新技術產品，但集成電路有一個致命弱點，就是易遭受靜電損害。一旦遭受靜電損害，就會造成通信設備品質降低，發生功能性錯誤甚至全機癱瘓等。論文通過分析靜電產生的原因以及靜電對電路造成的危害，說明了靜電對通信設備的危害形式和后果，最后提出了相應的預防措施。

【Abstract】Modern communication equipment is the high-tech products based on the core of integrated circuit， but the integrated circuit has a fatal weakness， that is vulnerable to electrostatic damage. Once subjected to static damage， it will result in lower quality of communication equipment， functional errors and even paralysis of the whole aircraft. By analyzing the causes of static electricity and the harm of static electricity to the circuit， this paper illustrates the harm form and consequence of static electricity to communication equipment， and finally puts forward corresponding preventive measures.

【關鍵詞】靜電；危害； 預防； 空管設備

【Keywords】electrostatic； hazards； prevention； air traffic control equipment

【中圖分類號】TP308 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）10-0177-02

1 引言

20世紀80年代，我國電子信息產業隨著國家產業政策的調整將其列為國家的重要發展方向后，計算機、通信等產業進入了快速發展期；在電子工業中，隨著現代電子信息技術的迅猛發展，不斷要求電子產品日益向輕、薄、短、小、高密度等方向發展的同時，集成電路的集成度也不斷提高。由于科技的發展與進步，一些細微的問題也相應暴露出來，靜電危害的問題也日趨顯著。

隨著社會的不斷發展和進步，民航飛行量的不斷增多，近年來空管設備不斷增多，相應設備機房的環境也越來越受到了人們的關注，怎樣保護好機房的電磁環境，使機房的電子設備不受其他設備的干擾，以及由于機房環境原因造成的靜電危害，成為維護人員關心的問題，要解決靜電危害帶給人們的困擾，首先就要了解和認識靜電產生的原因和特點，只有掌握了靜電的特性，我們才能針對它做出相應的措施，最終找出和解決問題。

2 靜電的基本概念

在電子工業生產中，產生的靜電具有高電位、小電量、對地分布電容小、泄露與放電時間短的特點。設備、生產環境或人體上的靜電電位可達幾千伏以上。電子生產環境所積累的靜電量一般不高，通常為微庫倫（μC，1×10-6C）級、納庫倫（nC，1×10-9C）級。放電時間多為微秒（μs，1×106s）級、納秒（ns，1×10-9s）級。但瞬間放電的峰值能量可達幾百瓦以上，峰值電流達幾至十幾安培，足以造成微電子器件的損壞。

3 靜電對空管設備造成的危害

寧夏地處西北，長年干旱少雨，空氣相對干燥，特別是冬季，容易產生靜電，各類物體都可能由于移動或摩擦而產生靜電，尤其是在干燥的環境中。靜電電壓非常高，可達到數千伏到十千伏，但能量較小。靜電放電（Electrostatic Discharge，ESD）會擊穿集成電路和精密的電子元件、引起電子設備故障或誤動作、引爆粉塵和油霧等，集成電路一般只能承受8千伏以內的直接接觸靜電。所以靜電對空管的危害主要有以下幾個方面。

3.1 塵埃吸附

空管設備的基本組成是計算機和大規模集成電路，所以當塵埃對電子器產生影響的同時，勢必會影響設備的正常使用。灰塵是看不見，摸不著的，無孔不入，無處不在的灰塵對電子器件的危害很大，在產生靜電時，一顆直徑幾微米的塵埃吸附在芯片上，便可造成電路板短路，使用壽命縮短，甚至造成設備損壞。

3.2 靜電放電及產生的寬帶電磁脈沖

靜電放電可產生從低頻到幾兆赫茲的寬頻帶干擾。對民航電子儀器、電子設備等產生電磁干擾和靜電噪聲，當放電能量達到一定程度，可造成地空通信系統的中斷，甚至造成高頻電臺的損壞，使其不能正常工作。

3.3 人體靜電

空管設備的維護維修離不開人為操作，人體也是一個導體，也可產生靜電，通過摩擦，人體可等同于一個電容器件，儲存電能。當一個電能儲存到一定程度的機務員接觸設備時，很有可能會產生放電火花，對通信設備造成損壞，影響地空通信。因此在維護維修設備前，做好防靜電措施是至關重要的。

4 空管設備機房靜電的防護

4.1 機房的設計

空管機房布局設計及其設備安裝中一般都能嚴格按有關標準進行靜電防范，如電源接地良好、鋪設防靜電地板等。尤其是人員相對頻繁出入的機房，做好防靜電工作尤為重要。在機器運行過程中，靜電輕則引起突發性故障，重則可能造成數據丟失，程序運行紊亂，以致整個系統失控。據有關資料統計：由靜電而引發的計算機的故障率占50%～70%。

4.2 靜電的屏蔽與接地

空管設備機房必須安裝防靜電地板，原理是通過地板下面的金屬支架和接地銅片相連接，在靜電產生時，由地板傳給金屬支架和銅片，最終導入大地。機房內濕度嚴格按照通信導航監視維護維修規程的要求控制在合理的范圍內，也可減少靜電的產生。endprint

4.3 熟悉設備運行維護中的靜電防護技術

嚴格制定并落實機房管理制度，在設備正常運行中，非設備維護人員不準入內。需要進入者應在機房外做好防靜電措施，進入機房后如帶電插拔板卡，必須佩戴防靜電手環，防止靜電擊穿設備電子元件。針對更換下來的故障電路板，應將其裝入防靜電屏蔽袋內，封閉包裝，貼上防靜電標志，返廠修理或更換。

4.4 對相關機務人員進行安全教育基本知識教育

在空管行業內，定期開展專項安全教育，結合五種關鍵設備及五個運行環境，從人、機、環境、管理等方面進行危險源識別，加強業務操作培訓和指導，可采用外聘和內培相結合的方式對具體維護維修的注意事項進行講解：在設備拆箱、搬運、安裝、維護前，必須對相關人員進行系統的防靜電基本知識教育，使其了解靜電對設備的危害、靜電產生的根源及靜電防護措施，自覺提高防靜電意識。

5 空管設備的接地與防雷

空管設備的接地與防雷是非常重要的問題，據有關規范的測試數據表明，雷電從引下線等外部避雷設施泄放時，50%左右的電磁能量可通過各類電線（管道）進入建筑物及建筑內的電子設備，通過感應、耦合等方式對各類電子器件和線路造成損害。據不完全統計，設備敏感元件的損壞，至少總量的30%以上是因為機房接地不合理（或不良）和雷電所造成的。一次雷電平均向地面輸送十幾庫倫的電荷，閃電時云層與大地間的電位差上升到幾百至幾千萬伏。閃電通道中的電流平均可達到幾萬安培以上，釋放的能量有上千萬焦耳。如此高的能量破壞作用是非常大的。雷電除了具有熱效應、高電位點擊、動力效應的破壞作用外，還有靜電感應和電磁脈沖效應，可對電氣設備和系統造成破壞。

5.1 設備安全保護接地

將設備不帶電的金屬外殼部分與接地體之間進行良好的金屬連接，以保護人員的傷害，杜絕不必要的損失。

5.2 屏蔽接地

將設備饋線屏蔽層接地，防止電磁輻射的干擾，同時也可以減小電子通信設備的干擾影響到其他電子設備。

5.3 直流接地

為了確保穩定的參考電位，將通信電子設備中的適當金屬體作為“邏輯地”。一般設備采用金屬底板作為“邏輯地”，通常將“邏輯地”和模擬信號的接地系統稱為直流接地。

5.4 信號接地

接地表面作為各種信號電路的返回電路通道。

5.5 防靜電接地

為防止靜電對某些設備的接地，用來泄放靜電，防止靜電積累對敏感器件造成損害或引發爆炸、燃燒事故。

5.6 防雷措施

為了預防雷電危害，不但要有完善的避雷系統，建筑物內還應采用共地系統和等電位連接，就是將建筑內每層墻壁網格鋼筋、金屬框架、管道、電氣系統的保護接地等和防雷接地引下線實行電氣連接，使各點處于同等電位，防止雷電反擊。所有信息系統，電源系統的電纜宜從接地基準點引入和引出，要求較高時應使用屏蔽電纜，屏蔽層與接地基準點連接。endprint