靜電放電抗擾度試驗(yàn)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(yàn)研究院 山東濟(jì)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(xiǎn)的場所是非常危險(xiǎn)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(biāo)準(zhǔn)里面針對許多產(chǎn)品都有靜電放電抗擾度試驗(yàn)的要求，它檢驗(yàn)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(yàn)介紹

靜電放電抗擾度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)方法，針對設(shè)備使用過程中能夠觸碰到的導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)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(yàn)布置仍按照臺式或落地式設(shè)備進(jìn)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(yàn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)或面，安裝后不再能接觸的點(diǎn)或面比如底部或靠墻面等，則不需要試驗(yàn)，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(dǎo)電層接觸，若聲明為絕緣層，則只進(jìn)行空氣放電，不進(jìn)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(hù)器就能自動切斷電源，保護(hù)人員和設(shè)備的安全，是一種保護(hù)接地。

一種是系統(tǒng)里提供穩(wěn)定基準(zhǔn)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(yùn)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(diǎn)接地和多點(diǎn)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(yàn)的應(yīng)用分析

一個帶有揚(yáng)聲器的電子模塊，在做靜電放電抗擾度試驗(yàn)的過程中，由于它的揚(yáng)聲器表面是絕緣的，因此對它進(jìn)行空氣放電，在施加空氣放電的過程中，在揚(yáng)聲器的表面發(fā)生了放電現(xiàn)象，分析原因?yàn)閾P(yáng)聲器表面雖然絕緣，但是后面帶有金屬外殼，導(dǎo)致放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，而發(fā)生放電以后，電荷通過揚(yáng)聲器后面的外殼經(jīng)過電源線進(jìn)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(fèi)時費(fèi)力，不容易實(shí)現(xiàn)，另外一種方案為在揚(yáng)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(jì)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(dāng)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(jìn)行泄放，是一種簡單、有效的一種方式[2]。