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空管设备机房的静电危害和防护
柯懿, 杨璐
（民航宁夏空管分局, 银川 750000）
【摘 要】现代化的通信设备是以集成电路为核心装备起来的高新技术产品, 但集成电路有一个致命弱点, 就是易遭受静电损害. 一旦遭受静电损害, 就会造成通信设备品质降低, 发生功能性错误甚至全机瘫痪等.论文通过分析静电产生的原因以及静电对电路造成的危害, 说明了静电对通信设备的危害形式和后果, 最后提出了相应的预防措施.
【关键词】 静电； 危害； 预防； 空管设备
【中图分类号】 TP308 【文献标志码】 A 【文章编号】 1673-1069 （ 2017 ） 10-0177-02
【作者简介】 柯懿 （1985-） , 男, 陕西汉中人, 助理工程师, 从事民航通信研究.
1 引言
20 世纪 80 年代, 我国电子信息产业随着国家产业政策的调整将其列为国家的重要发展方向后, 计算机、 通信等产业进入了快速发展期； 在电子工业中, 随着现代电子信息技术的迅猛发展, 不断要求电子产品日益向轻、 薄、 短、 小、 高密度等方向发展的同时, 集成电路的集成度也不断提高. 由于科技的发展与进步, 一些细微的问题也相应暴露出来, 静电危害的问题也日趋显著.
随着社会的不断发展和进步, 民航飞行量的不断增多, 近年来空管设备不断增多,相应设备机房的环境也越来越受到了人们的关注, 怎样保护好机房的电磁环境, 使机房的电子设备不受其他设备的干扰,以及由于机房环境原因造成的静电危害, 成为维护人员关心的问题, 要解决静电危害带给人们的困扰, 首先就要了解和认识静电产生的原因和特点, 只有掌握了静电的特性, 我们才能针对它做出相应的措施, 最终找出和解决问题.
2 静电的基本概念
在电子工业生产中, 产生的静电具有高电位、 小电量、 对地分布电容小、 泄露与放电时间短的特点.设备、 生产环境或人体上的静电电位可达几千伏以上.电子生产环境所积累的静电量一般不高, 通常为微库伦 （uC, 1×10 -6 C） 级、 纳库伦 （nC,1×10 -9 C） 级.放电时间多为微秒 （us, 1×106s） 级、 纳秒 （ns, 1×10 -9 s） 级.但瞬间放电的峰值能量可达几百瓦以上, 峰值电流达几至十几安培, 足以造成微电子器件的损坏.
3 静电对空管设备造成的危害
宁夏地处西北, 长年干旱少雨, 空气相对干燥, 特别是冬季, 容易产生静电, 各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电, 尤其是在干燥的环境中.静电电压非常高, 可达到数千伏到十千伏, 但能量较小.静电放电 （Electrostatic Discharge, ESD） 会击穿集成电路和精密的电子元件、引起电子设备故障或误动作、 引爆粉尘和油雾等, 集成电路一般只能承受 8 千伏以内的直接接触静电.所以静电对空管的危害主要有以下几个方面.
3.1 尘埃吸附
空管设备的基本组成是计算机和大规模集成电路,所以当尘埃对电子器产生影响的同时,势必会影响设备的正常使用. 灰尘是看不见, 摸不着的, 无孔不入, 无处不在的灰尘对电子器件的危害很大, 在产生静电时, 一颗直径几微米的尘埃吸附在芯片上, 便可造成电路板短路, 使用寿命缩短, 甚至造成设备损坏.
3.2 静电放电及产生的宽带电磁脉冲
静电放电可产生从低频到几兆赫兹的宽频带干扰.对民航电子仪器、 电子设备等产生电磁干扰和静电噪声, 当放电能量达到一定程度, 可造成地空通信系统的中断, 甚至造成高频电台的损坏, 使其不能正常工作.
3.3 人体静电
空管设备的维护维修离不开人为操作,人体也是一个导体, 也可产生静电, 通过摩擦, 人体可等同于一个电容器件, 储存电能. 当一个电能储存到一定程度的机务员接触设备时, 很有可能会产生放电火花,对通信设备造成损坏,影响地空通信.因此在维护维修设备前, 做好防静电措施是至关重要的.
4 空管设备机房静电的防护
4.1 机房的设计
空管机房布局设计及其设备安装中一般都能严格按有关标准进行静电防范, 如电源接地良好、 铺设防静电地板等.尤其是人员相对频繁出入的机房, 做好防静电工作尤为重要. 在机器运行过程中, 静电轻则引起突发性故障, 重则可能造成数据丢失, 程序运行紊乱, 以致整个系统失控. 据有关资料统计：由静电而引发的计算机的故障率占 50豫~70%.
4.2 静电的屏蔽与接地
空管设备机房必须安装防静电地板,原理是通过地板下面的金属支架和接地铜片相连接, 在静电产生时, 由地板传给金属支架和铜片, 最终导入大地. 机房内湿度严格按照通信导航监视维护维修规程的要求控制在合理的范围内,也可减少静电的产生.
4.3 熟悉设备运行维护中的静电防护技术
严格制定并落实机房管理制度, 在设备正常运行中, 非设备维护人员不准入内.需要进入者应在机房外做好防静电措施, 进入机房后如带电插拔板卡, 必须佩戴防静电手环, 防止静电击穿设备电子元件. 针对更换下来的故障电路板, 应将其装入防静电屏蔽袋内, 封闭包装, 贴上防静电标志, 返厂修理或更换.
4.4 对相关机务人员进行安全教育基本知识教育
在空管行业内, 定期开展专项安全教育, 结合五种关键设备及五个运行环境, 从人、 机、 环境、 管理等方面进行危险源识别, 加强业务操作培训和指导, 可采用外聘和内培相结合的方式对具体维护维修的注意事项进行讲解： 在设备拆箱、 搬运、安装、 维护前, 必须对相关人员进行系统的防静电基本知识教育, 使其了解静电对设备的危害、 静电产生的根源及静电防护措施, 自觉提高防静电意识.
5 空管设备的接地与防雷
空管设备的接地与防雷是非常重要的问题,据有关规范的测试数据表明, 雷电从引下线等外部避雷设施泄放时, 50豫左右的电磁能量可通过各类电线(管道)进入建筑物及建筑内的电子设备, 通过感应、 耦合等方式对各类电子器件和线路造成损害.据不完全统计,设备敏感元件的损坏,至少总量的30豫以上是因为机房接地不合理(或不良)和雷电所造成的.一次雷电平均向地面输送十几库伦的电荷,闪电时云层与大地间的电位差上升到几百至几千万伏.闪电通道中的电流平均可达到几万安培以上, 释放的能量有上千万焦耳.如此高的能量破坏作用是非常大的.雷电除了具有热效应、 高电位点击、动力效应的破坏作用外, 还有静电感应和电磁脉冲效应, 可对电气设备和系统造成破坏.
5.1 设备安全保护接地
将设备不带电的金属外壳部分与接地体之间进行良好的金属连接, 以保护人员的伤害, 杜绝不必要的损失.
5.2 屏蔽接地
将设备馈线屏蔽层接地, 防止电磁辐射的干扰, 同时也可以减小电子通信设备的干扰影响到其他电子设备.
5.3 直流接地
为了确保稳定的参考电位,将通信电子设备中的适当金属体作为 “逻辑地” .一般设备采用金属底板作为 “逻辑地” , 通常将 “逻辑地” 和模拟信号的接地系统称为直流接地.
5.4 信号接地
接地表面作为各种信号电路的返回电路通道.
5.5 防静电接地
为防止静电对某些设备的接地, 用来泄放静电, 防止静电积累对敏感器件造成损害或引发爆炸、 燃烧事故.
5.6 防雷措施
为了预防雷电危害, 不但要有完善的避雷系统, 建筑物内还应采用共地系统和等电位连接,就是将建筑内每层墙壁网格钢筋、 金属框架、 管道、 电气系统的保护接地等和防雷接地引下线实行电气连接, 使各点处于同等电位, 防止雷电反击.所有信息系统, 电源系统的电缆宜从接地基准点引入和引出,要求较高时应使用屏蔽电缆, 屏蔽层与接地基准点连接.
设备论文范文结:
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