LED工厂车间防静电接地系统设计解决方案.docx

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LED工厂车间防静电接地系统设计解决方案

LED工厂车间防静电接地系统

技

术

设

计

方

案

介

绍

设计单位：

广州莱安智能化系统开发

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广州市天河区中山大道建中路5号天河软件园海天楼3A06

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第一章公司简介

广州莱安智能化系统开发成立于是2002年，专业从事数字网络视频监控系统、智能视频分析、机房动力环境监控、机房建设、雷达测速、闯红灯电子警察抓拍、电子治安卡口、智能操纵等智能化系统开发的大型综合型企业，欢迎来电洽谈业务！

质量方针：

以人为本、质量第一　

公司成立至今，坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服务、微利提取的原则服务于社会。

我公司为您提供的产品，关键设备采用高质量进口合格产品，一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品，各种产品企业都通过ISO9001国际质量体系认证。

有一支精良的安防建设队伍，由专业技术人员为您设计，现场有专业技术人员带领施工，有良好职业道德施工人员。

我公司用户拥有优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。

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全新理念、一流的技术、丰硕的体会，开辟数字新生活

专注——维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求，莱安坚持“全新的理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”，专注于核心竞争力的建设是莱安取得今天成功的根本，也必将是莱安再创辉煌的基础！

分享——“道不同，不相谋”，莱安在公司团队之间和与股东、渠道伙伴、客户之间均提倡平等、共赢、和谐、协同的合作文化，在迎接外部挑战的进程中，咱们一起期待进展和超越，一起分享激情与欢乐！

“合作的聪慧”是决定莱安青春永葆的最终动力！

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第二章静电接地系统工程技术

接地是静电防护的一项重要技术，也是最大体、最有效的防护技术方法之一，静电接地技术既涉及到静电理论问题，也与工程设计、施工有关，还要受到周围环境的制约和阻碍。

因此，静电接地技术是一项综合的、复杂的系统工程。

良好的静电接地系统能够确保静电电荷的迅速泄漏，从面幸免静电危害的发生。

总之，静电接地是一切静电灵敏器件及其组装产品，在生产、加工、仓储、运输和利用保护进程中必不可少的技术方法。

一、静电接地概念

众所周知，所谓接地确实是电气连接到能供给、同意大量电荷的物体，如大地、舰船或运载工具外壳等。

1.  静电接地的作用：

静电接地的要紧作用有三，其一是将静电泄漏至大地，避免物体积蓄静电电荷；其二是抑制带电物体静电电位上升，从而限制由此产生的静电放电；其三是屏蔽带电体，避免静电感应的危害。

地面工程的静电接地系统是很重要的，它要紧作用是提供人体和移动式推车、椅子和料架等静电释放、泄漏通道，避免带静电，爱惜人身和设备平安，减少噪声，避免干扰，确保生产产品不受静电放电和噪声的损害。

2.  静电接地的方式和类型

静电接地址式有硬接地（hard ground）和软接地（soft ground）之分。

所谓硬接地是直接与大地电极作导电性连接，软接地那么是通过一足以限制流过的电流达到平安值（人为<5ma）的电阻连接到大地电极（eaifh elestiode）。

而这大地电极那么是指埋于地下与大地维持良好的电气连接的金属体或金属体组，它能够是管状的、棒状的、板状的、式网状的，为接地系统提供接大地的基准点。

 静电接地一样有以下三种类型：

（1）    直接接地：

将金属导体直接与大地进行电气连接，使金属导体的静电电位接近于或等于大地的电位。

（2）    间接接地：

静电导体，静电亚导体通过与表面全数或部份紧密接触的金属导体与大地进行电气连接。

（3）    跨接接地：

两个或两个以上彼此绝缘的金属导体进行导电性电气连接以成立一个供电流流动的低阻抗道路，然后再接地。

3. 静电接地的成效和范围（对象）

（1）    静电接地的成效：

① 避免物体带电有效，而防物体的静电产生无效；

② 对金属导体有效，对绝缘的静电非导体无效；

③ 带静电不必然在接地刹时能将静电泄放掉，而要有一个泄漏静置的时刻；

④ 跨接必需还要用接地才具有成效。

（2）    在机房和干净车间中，静电接地的范围：

（Ⅰ）防爆危险区域和静电防护要求很高的范围

① 在金属导体上有可能产生静电或带静电的，不论其大小如何，必需进行防静电接地；

② 金属导体在受静电感应可能时，也不论其大小如何，必需将其接地；

③ 静电导体或静电亚导体有产生静电或带电可能时，也应在其上装设紧密接触的金属导体，进行间接接地；

（Ⅱ）加工的装置设备工具器具，所带静电将危害产品，应进行静电接地。

（Ⅲ）加工、调试、组装、检测、包装和维修等接触静电危害产品，应进行静电接地。

      一样，设施和设备的金属导体，采纳硬接地址式，直接接地或跨接接地类型；金属导体外部的静电导体、静电亚导体，如防静电地板，采纳硬接地址式的间接接地类型；而操作人员及其所利用的器具工具，那么采纳软接地址式的直接接地类型。

二、静电爱惜接地分系统的设计

机房、干净车间（厂房）的接地系统能够分为：

雷电爱惜分系统；故障爱惜接地分系统；信号接地分系统；静电爱惜接地分系统和大地电极分系统。

静电爱惜接地分系统要紧由人体静电爱惜接地系统（腕带、服装、鞋、袜等），防静电地面接地系统和静电防护操作装置（包括工具、器具、工艺装置等）接地系统组成。

  1.大地电极分系统的设计：

静电防护接地系统一样由接地支线、接地干线（接地母线接地引下线）和接地体（大地电极）组成。

这是硬接地，静电防护接地系统也能够软接地，即操作工位通过一限流电阻，接到接地母线上，本文所述的防静电地面工程接地均是直接到接地体的硬接地址式。

（1）    大地电极的类型要紧有以下类型

① 环形状：

沿建筑物滴水线—周围，设置一个接地环，并在接地环每 打一根长3m长的接地棒。

② 辐射状：

将水平导体铺设成辐射状。

（38m外）

③ 格栅形：

将埋设在下15cm左右深的导体组成一个矩形网格，使该区域组成一个等位面。

④ 垂直接地棒管组：

垂直打入地下约3m深的多根导体棒（或导体管）组成的接地体。

 环形接地体

 1.可直接进行设计,易于装配

2.附件易于买到,可延伸到水面

 岩层靠近地表不适用

水平辐射接地体

 1.能较好取得低电阻低脉冲阻抗

2.星星状布设时是较好的射频地网

 土壤电阻易受干燥程度的阻碍。

水平格栅接地体

 1．表面电位梯度最小

2．当岩层上不能利用垂直接地体时能获低接触

3．与垂直接地体组合，能稳固电阻转变

 如不采纳垂直接地棒，土壤干燥时，电阻易受土壤干燥程度的阻碍而转变。

垂直棒（管）组接地体`

 1．设计简单，易于装配

2．附件易买到，能延伸到地下水面

 1．脉冲阻抗高。

2．岩层靠近地表时不适用。

金属板接地体

 在局部地域内可做到低电阻接触

 造价高，难装配。

事实上，垂直棒（管）组接地体由于设计简单，易于施工，造价低，容易取得低电阻，一直被普遍推行利用。

当岩层靠近地表，无法施工时，可采纳水平棒（扁钢）组接地体，一样能够达到较好的成效。

（2）    人工垂直棒（管）组接地体垂直打入地下的棒或管子组，一样采纳3根圆钢或3根钢管，连接组成等边三角形或直线列引出，

圆钢

 铜棒直径应不小于10mm

扁钢

 扁钢截面不该小于100mm2

扁钢厚度不该小于4mm

角钢

 角钢厚度不该小于4mm

钢管

 钢管外径应大于40mm

钢管壁厚应大于

如土壤是侵蚀性较强的土壤，应采取热镀锌等防腐方法或加大截面。

连接采纳40×4 mm2镀锌扁钢带。

（3）    人工垂直棒（管）组接地体的安装

人工垂直棒（管）组接地体的安装应注意如下几点:

① 装设地址应在建筑物或设施周围，离出入口和墙面到少3m,为的是尔后维修方便。

躲开高温干燥环境界面和水泥砂石地面，选择黑土层较厚的草地花园区域，同时远离防雷爱惜引下线和接地体至少12m（20m）。

② 防静电要求高的导静电地面工程干净车间面积大于1000m2，最好车间前后左右对称两个或四个防静电接地体。

以便静电电荷的迅速消散。

③ 人工垂直棒（管）组接地体的棒（管）间距≥3m以减小相邻地体的屏蔽作用，埋入地下，顶端与地面的距离至少要－，为的是幸免接地体蒙受机械损坏，同时也减小气候对接地体电阻的阻碍。

 ④ 采纳人工垂直棒（管）组时，先挖φ大小，深2m左右，间距3－5m形成Δ或一沟3个，内深，宽－的连接坑，然后将3m长的棒（管）打入沟底土层下1m多，使顶端离地面－。

⑤ 人工垂直棒（管）组接地体的连接应焊接，最好连接的扁钢包覆着棒（管）焊接以增大接触面积，完后焊接处涂刷一层沥青之类进行防腐处置。

⑥ 复土时要扮实，完后浇上适量水，以使土壤与垂直棒充分接触，降低接地电阻。

 2．机房架空活动地板的静电接地系统设计

防静电接地系统对机房铺设架空防静电活动地板工程是很重要的一项内容。

有的单位防静电活动地板铺设的专门好，可是没有安装静电接地系统。

静电电荷无法泄放，必然会造成静电危害，有的单位上千平方米面积的活动地板，活动地板间用一块小铜箔连接，边缘只有一个引出头与地端连接，这不只是一个出头不符合要求，而且板间接触也不靠得住。

正规的靠得住的静电接地系统有两种类型：

（1）架空活动地板下空间设接地干线（母线）铜排（大面积机房），或沿墙角周围安装接地干线（母线）铜排（小面积机房）。

然后每隔几块（依照要求）从支撑或横梁接一根接地支线（花色塑胶电线）接至干线铜排上。

（2）架空活动地板下空间布设接地铜网格，然后每隔几块（依照要求），从支撑或横梁引接一根接地支线（塑胶电线）接至这铜网格上。

二者相较较，前者施工更简单，费用更低，有效性好，而后者可兼静电接地和直流工作接地，具有更好的抗干扰能力。

1－墙                                           1－墙

2－接地干线（铜排）                             2－活动地板

3－网格与铜排的连接点                           3－接地干线（铜排）

4－接地支线（铜网格）         4－接地支线与活动地板横梁或支座的连接点线（铜排）

5－接地干－接地干引出线                         5－接地干线引出线

                                                6－接地支线

3.地板贴面和涂层、自流坪的静电接地系统设计

   干净车间内的地板贴面和涂层自流平，其静电接地系统一样要设置接地干线和支线，一样接地干线是采纳铜排，沿周围墙脚布置，再通过引出线连接到大地电极上，而支线一般是采纳铜箔带网格，网格的大小取决于地板是导静电型的仍是静电耗散型的，粘胶导电层的导电性和干净车间的重要性。

对导静电型地板为保证静电衰减时刻<，要求粘胶（导电层）导电性能要好，取1×103Ω－1×104Ω，且干净车间防静电性能要求高，其他网格要小一点，在墙角边缘的铜箔带网格横纵出头都要与接地干线铜排电气连接，确保充分的接触面和靠得住性。

这接地网格有的单位不是采纳铜箔带而是采纳铜裸线，相较之下，这铜裸线埋下要控槽，增大工作量，更重要的是接触面积小，容易变形，接触不靠得住，希望仍是采纳铜箔带为宜。

有的防静电涂层地面工程上万平方米静电接地网只有2个输出头接到地柱上，而引出线很细，这是不符合要求的。

树脂型自流坪的导电层未加接地网格，是沿墙每30m2在导层上装设1m长的铜箔带引出接地。

4. 接地干线和支线材料

经常使用的接地干线和接地支线

 干     线

 支     线

室内

 室外

紫铜排（带）

 25×3mm

 25×3mm

镀锌扁钢

 25×4mm

 40×4mm

铜芯软线

 ≮4mm2

多股铜芯花色电缆线

 ≮10mm2

 ≮10mm2

铜箔带

铜裸线

 ≮10mm2

 ≮10mm2

 >4mm2

三、静电接地电阻的计算和测试

“化工部企业静电接地设计技术规定”标准（CD-90A-1880）静电接地电阻应<100Ω,YD/T754-1995“通信机房静电防护通那么”、SJ/J0583－1994“电子设备制造防静电技术要求”中规定静电爱惜接地电阻应<10Ω。

有的机房和电子元器件、组件，干净车间要求防静电性能更高。

SJ/J10630－1995“电子元器件制造防静电技术要求”规定，静电爱惜接地电阻要求小于4Ω，乃至微电子芯片前道工序干净车间和接触芯片的组装干净车间要求更高，ANSI ESD S20、20－1999“爱惜电气和电子器件，组件及设备，静电放电操纵大纲”规定接地电阻要求小于1Ω。

接地电阻要求越高，对接地极及其连接的设计也要求越高，相应的造价费用便大，对接地极周围环境土壤也要求高，为达到比较合理的设计，减少造价费用和保证性能质量，在设计时对接地电阻应做必要的理论计算，工程终止时进行实地测试。

1.接地系统引接线电阻的计算：

引接线的电阻：

R＝ρ·L/S（Ω）

式中:

 ρ- 引接导线材料的电阻率（Ωm）见下表3

L- 引接导线的长度（m）

S- 引接导线的截面积（cm2或m2）

材料

 铜

 铁

 铝

 铁铝合金

 黄铜

电阻率×10-8Ωm

 10

 140

 2-6

2.接地系统的接地极接地电阻的计算

（1）单根:

垂直接地棒的工频接地电阻R1,水平接地体工频接地电阻R2.

   R1=ρ/2пL·Ln ·4 L （L+2h）/ d （L+4 h）   

   R2=ρ/2пL （Ln ·L2/ h d+A）

式中:

      d- 接地棒（管）的直径

L- 接地棒的长度;

ρ- 大地电阻率（Ωm）

h- 接地体顶面埋设深度cm

A- 水平接地体形状系数。

见表5

（2）多根并联：

垂直接地棒的接地电阻

    Rn1＝R1/nηn1Ω

    Rn2= R2/ nηn1Ω

式中:

      n- 接地体的根数

  ηn1- 垂直接地装置利用系数（3根η=）

ηn1- 水平接地装置利用系数（2根ηn1=, 3根ηn1=）

土壤类型

 电阻率Ωcm

 电阻率Ωcm

湿的有机土

 10-103

 粘土

 2-100

干土壤

 103-103

 表层土壤肥土等

 1-50

潮湿土壤

 102-104

 砂砾

 50-1000

红岩

 102-106

 粘土页砾比例的述土壤

 3-200

 5-150

 不同砂砾比例的上述土壤

 10-1000

红壤（江西）

 15-200

 紫色土（四川）

 25-250

赤红土（广东）

 30-500

 苏打盐土（黑龙江）

 1-10

形状

3．接地电阻的测试

（1）接地体接地电阻的测量：

接地电阻的测量是防静电地面工程重要的一项工作，因为：

① 接地电阻的设计计算值是基于各类假设和近似的；

② 要确保要求的接地电阻值，不然要增强；

③ 通过日常按时的测量，确信接地体是不是正常，是不是需要维修和加固。

接地体接地电阻的测量通常利用的三角测量法和电位降法，最普遍使摇表头式接地电阻表和数字式接地电阻表。

测量接地线图如图4－5：

测量时要注意确保P1 C1 P2 C2在一条线上，选择适合的能打入探针棒的草地土层，以减小测量误差。

（2）接地引线电阻的测量

  能够利用接地电阻表测量室内接地支线端点通过接地干线（室内铜排、室外引下线）至地面上地极连接端点的引线电阻。

（3）土壤电阻率的测量

土壤的电阻率的测量如图4－7所示。

土壤电阻率：

ρ＝ Ω cm 式中：

     a＝探针棒电极间距R＝接地电阻表的读数（Ω）R的测量方式采纳四电极法。

注意事项：

a）探针棒电极可取Ф8－10mm，长度L＝30－45cm

b） 探针棒电极间的间距a可取6－9m

c） 测出3处的数据取平均值

第三章接地體總體布置設計

一、接地址式

防靜電接地體總體布置設計應視地形、地勢、土質等情況而定，並無必然之規，而應根據具體條件進行設計。

現提供下述幾種方式供參考。

共分垂直、水平及二者混合的布置方式。

1、垂直方式

如圖1-4，分一字形、十字形及魚骨形。

特別要指出的每根垂直接地體之間的距離不應小於5米，否則有屏蔽作用，降低降阻成效，此方式僅在垂直接地體周圍按下圖（垂直接地體的埋設）施用降電阻劑，此法適用於地形狹窄，但能深挖或有條件利用機械鑽孔的情況。

2、水平方式

如圖5-8亦分一字形、十字形及魚骨形。

不打垂直接地體，只打水平接地體，並在其周圍按下圖（水平接地體的埋設）施用降電阻劑，此方式成效差、最好不用。

但在地形寬闊而地質情況又不便深挖並無機械深鑽的情況下，只好利用此法，但接地體要盡量拉長。

3、混合方式

如圖1-4，水平連接線亦要挖到盡可能深，使其成為水平接地體，並在其周圍施用降電阻劑。

垂直接地體周圍當然亦同時施用降電阻劑。

此法適用於地形狹窄而又不便深挖的的條件差的情況。

水平與垂直接地坑的深度都可適當比規定值淺些。

最後，應該指出的是：

上述施工方式是對一样工程而言；對一些大型或尖端技術工程常常要用大型網格狀地網，乃至利用貴金屬組成地網，這時可在原設計的地網中的金屬接地體周圍按下圖（垂直接地體的埋設）或下圖（水平接地體的埋設）的方式施用降電阻劑、即能滿足降阻的要求。

二、施工方式

1、在現場按3：

2的比例，把降阻劑加水攪拌均勻，成漿糊狀。

当即倒入放好接地體的坑中，再填滿細土並夯實。

2、施工圖示

3、在垂直接地極利用降阻劑施工，無機械打孔條件時，可預定敷設降阻劑的接地極外徑，加工一鋼管作為外模，放在人工開挖的大口接地坑中（如下圖）。

把接地極放在鋼模中央，使它們處於垂直位置。

鋼模外面用細土回填，調制好降阻劑，倒入鋼模與接地極之間，然後用起重機向上拉出鋼模。

再澆水夯實

三、測量

1、降電阻劑回填夯實後，即可測試電阻值，隨著時間的推移，土質沉實後，電阻值還會有下降的趨勢。

2、不得與水平接地體平行進行測量，而應與其垂直引出測量線和打測量接地極。

應盡量避開河流、地下金屬管道、高壓輸電線路等導體和磁場，無法避開時，要與其相垂直引出測量線。

3、對土質極壞（如满是石頭的土壤）或無法打足接地體的極端狹窄的工地，還有測量路徑電阻值極大時，應降低對接地電阻合格值的要求。

必要時亦可考慮在測量輔助極處亦打深孔並灌入降電阻劑，以便測量結果更反映真值。

第四章电子厂房静电接地施工方式

一、各种防静电接地相关术语

1）地

　　任何一点的电位按惯例取为零的大地或导电物质。

2）接地

电气连接到能提供或同意大量电荷的物体上（如在地、舰船或运载工具金属外壳等）。

3）（静电）接地

将金属导体（通过接地极）与大地进行电气上的连接，使金属导体的电位接近大地电位的方法。

4）接地

a、直接接地或通过一个低阻抗同地相连。

b、通过一个具有很小或几乎为零电阻（阻抗）的导线或其他导体与地连接。

5）软接地

通过足够的阻抗接地，把电流限制在人身平安的电平（一样为5mA）之下。

软接地所需要的阻抗取决于靠近接地址的人员可能接触的电压电平。

6）直接接地

将金属体与大地进行导电性连接的一种接地址式。

7）间接接地

为使金属之外的物体进行静电接地，将其表面的全数或局部与接地的金属体紧密相接的一种接地址式。

8）

一个公共装置，在静电放电防护工作区内与该装置连接的无器件被接地。

9）接地参考平面

一个平的导电表面，其电位被用作为公共参考电位。

10）静电接地连接系统

带电体上的电荷向大地泄漏、消散的外界导出通道。

11）人体接地

通过利用导电垫、导电地面、导电鞋或其他各类接地用具令人体与大地维持通导状态的方法。

12）接地（电）极

埋入大地以便与大地良好接触的导体或几个导体的组合。

13）对地电压

带电体与大地之间的电位差（令大地电位为零）。

14）（静电）连接

将彼其间没有良好导电通路的物体导电性连接，使彼其间大体上处于相同电位的方法。

15）搭接

a、使两个物体之间具有导电性的任何固定结合。

这种结合能够是两个物体导电表面间的直接接触，也能够是加装在两个物体之间牢固的电气连接。

b、在电气工程中，将各金属部份连接在一路，使它们对直流电和低频交流电电流呈现低电阻电气接触的一种方式。

16）单点接地

每一个电路或屏蔽体对地仅有一个连接点的接地形式。

理想的情形是一个分系统只接在同一个接地址，这种方式可避免结构中流过返回电流。

17）搭接线［条，片］

a、一种用于搭接的金属编织线或金属条［片］。

b、当部件和结构之间不能用其他方式维持足够的电接触时，一种在它们之间提供必要导电性的金属编织线或金属条［片］。

18）泄漏电阻

物体在不带电的情形下，从被测点到接地连接系统间的等效电阻。

19）泄漏电流

指带电体上的电荷通过各类泄漏途径向大地泄漏的电流。

20）静电泄漏通道

带电区的静电荷通过带电体内部和表面而使之泄漏的途径。

21）杂散电流

任何不按指定的通路流动的电流，这些非指定的通路能够是大地、与大地连接的管线和其它金属物体或构筑物。

第五章车间内接地及等电位连接设计

一、设计依据

　　依据GB50057-94（2000版）《建筑物防雷设计标准》第六章、防雷击电磁脉冲；第三节、屏蔽、接地和等电位连接第条要求：

所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZ0A区或LPZ0B区与LPZ1区的界面处做等电位连接；信息系统的各类箱体、壳体、机架等金属组件应成立一等电位连接网络，并与建筑物的共用接地系统连接。

内部金属装置与等电位连接带之间的连接导体采纳铜材时,最小截面积为6mm2,采纳铝材时,最小截面积为10mm2,采纳铁时,最小截面积为16mm2；铜或镀锌钢等电位带的截面积不该小50mm2。

　　依据GB50057-94（2000版）《建筑物防雷设计标准》第三章、建筑物的防雷方法；第三节、第二类防雷建筑物的防雷方法要求