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电子信息系统防静电设计探讨

摘要:近年来电子信息技术得以全面普及及应用,这也使电子信息系统在一些大型企业中发挥着非常重要的作用。但由于电子信息系统具有自身的特性,在具体运行过程中,电子信息系统机房极易受到静电影响,给电子信息系统带来了较大的危害。特别是静电对计算机中的半导体器件会带来较大的破坏。计算机半导体器件在不断发展过程中对静电越发敏感,因此静电极易造成计算机元件的损坏,或是由于无器件对静电的敏感而造成计算机误动或是运算错误,从而影响计算机的正常工作。

关键词电子信息系统;机房;静电;危害;防静电设计

对于电子信息系统而言,静电对其存在着较大的危害,特别是静电对于计算机半导体器件的损害,特别是一些大规模集成电路及一些双极性电路中,一旦静电过高,则会造成电路崩溃。同时静电还会干扰计算机元件对于信号的输入,从而使计算机工作产生错误。因此需要对静电对机房所造成的危害进行分析,并做好机房防静电设计,确保电子系统的安全。

1静电造成的危害

通常情况下,静电对于电子设备所带来的危害主要表现在静电引力作用下会吸附浮游尘埃。静电放电时会引发介质击穿。当在静电作用下时,软伯装置会发生错误信号或是出现暂时性故障无法正常运行。而对于元器件,则会在瞬间被击穿。在机房内,工作人员穿戴的衣帽手套等纤维物质,在摩擦作用下会静电产生,一旦其负载的电荷达到一定程度上则会放电产生电火花,瞬间会释放较大的电压或是放电功率,一旦携带电子的身体与电子设备接触,则会导致某些元器件被击穿,人体也会产生电感应。

2机房防静电设计

2.1防静电接地

防静电接地防护中,系统接地质量的好坏会直接对电荷的释放能力带来一定的影响,因此在具体接地设计时,需要对接地的要点进行严格把控。在防静电接地过程中,埋设与检测方法需要与相关规定相符,一般情况下各防静电测试点与防静电地线间电阻以小于4Ω为宜,理想条件下是0Ω。防静电地面与设备地面间电阻随两接地线间地面干湿程度不同,对地电流影响不同。三相五线供电时,通常把大地线作为防静电地线(但零线、地线不得混接),需要注意的是防静电的地线一定不能接在电源零线上更不能与防雷地线共用。为保障安全我们规定接地线颜色以黄绿色线为宜,截面积规定:接地主干线应≥10mm2;设备和工作台的接地线应≥2mm2支干线截面积应≥6mm2。防静电设备连接端子应确保接触可靠,易装拆,允许使用各种夹式连接器如锷鱼夹、插头座等。钎焊是接地主干线的主要连接方式。

2.2系统等电位的联结

利用等电位可以对机房的静电环境进行净化,有效的对工作人员和系统设备进行保护。因此在机房接地系统中,需要做好等电位联结设计。在具体设计过程中,辅导模式对电子信息系统设备的干扰频率、机房等级和规模等因素进行综合考虑,从而将等电位联结分为S型、M型以及SM混合型。在具体进行接地系统设置时,需要确保每台计算机都要与防静电接地体进行单独连接,在进行接地线埋设时,需要保证接地线和接地桩之间的连接具有较好的牢固性。另外,计算机显示器还需要安装防护屏,同时防护屏的引线一端还要与静电接地线之间有效的连接在一起,这样能够将静电有效的导入大地。

2.3浪涌保护器的设施

可以在变电所总配电室、电子信息系统机房的UPS室内和重要设备用电处等设置浪涌保护器,其对于计算机防静电具有非常重要的意义。另外,对于计算机系统的主机还需要安装SPD保护设备,在具体安装时要针对具体情况对保护装置进行合理设置,确保机房电子信息系统的安全运行。

2.4防静电地板

防静电地板又名耗能散静电地板,是指在机房四周墙面安装角钢支架,金属屏蔽网与机房接地铜排相连,组成一个完整的机房屏蔽系统,具有接地、抗干扰、抗静电的作用。当它接地或接到任何较低电位点时,使电荷能够耗散,表面电阻及系统电阻值均为:2.5×104Ω~10×109Ω。目前市场上的防静电地板主要有以下几种:无边防静电地板、防静电PVC地板、加强型防静电地板、三防防静电地板、全钢防静电地板、全钢通风防静电地板、陶瓷防静电地板、铝合金防静电地板,至于机房使用过程中选择哪种防静电地板应视环境而定。

2.5静电屏蔽

当一个导体处于静电平衡状态下时,其内部场强为零,如果把一个导体的内部挖空,其壳内的场强则为零。利用这个原理在实际机房防静电设计过程中,我们可以采用金属网或是金属板将信号源包围起来,这样内部信号无法向外部发射,而外部信号也无法进入到内部来。即所包围的区域内不会受到外部电场的影响,从而起到良好的屏蔽效果。在电子信息系统机房进行静电屏屏蔽时,可以针对机房的屏蔽情况和性能上的不同,将机房屏蔽分为不同的级别,将屏蔽性能最化的定为A级。

2.6温度、湿度控制

带电体表面的电荷会向四处进行散播,其散播途径具有多样性特点,即可以通过带电体表面、带电体体内进行散播,同时带电体表面的电荷也能够向空气中泄放,而且当周围温度和湿度较大时,表面的电荷向空气中泄放的速度也会随之加快。因此在电子信息系统机房防静电设计过程中,需要对机房内的电子设备的防静电温度和湿度进行有效控制,通常情况下,温度控制在24℃±2℃(夏季)、20℃±2℃(冬季),湿度控制在35%~65%,相对湿度应在50%~85%,这是机房内最适宜的湿度和温度,一旦超出这个值或是低于这个值,都会对电子设备的精度及正常运行带来一定的影响。

2.7人体静电防护系统

防静电工作服、鞋袜、防静电腕带是构成人体静电防护系统主要组成部分,具有静电泄露、中和、屏蔽的作用。防静电工作服主要是利用含有导电纤维的静电导电织物的面料缝制而成的,利用衣物上的导电纤维形成的电荷通向大地来释放静电荷。利用纤维的电晕放电中和静电荷的消电原理。利用电阻变化较小的静电导电材料,制作成工作人员的防静电鞋、袜通过导电材料连接大地把人体的静电泄放出去。防静电手环主要是由紧贴手腕的不锈钢外壳通过线内1MΩ电阻由导线,铁夹接地,使皮肤上的瞬时静电电压小于100V。这样不仅可以随时泄放掉人体携带的静电,而且防止电火花的产生烧毁敏感元器件。

对于电子信息系统机房而言,其静电设计直接关系到机房内电子设备的正常运行,因此需要认识到静电对电子设备的危害,重视对静电防护的研究,从而保证静电设计的科学性和合理性,有效的降低静电对机房内电子设备运行安全带来的影响。

作者:樊磊 单位:黑龙江省新桥机房工程有限公司

参考文献

[1]刘蕊霞.电子信息系统机房的防雷、防静电设计[J].现代建筑电气,2011,5,30.

[2]贾煜.电子信息系统机房静电防护技术与设计[J].科技与企业,2015,4,22.

[3]王鸣晓,周淑玲.计算机机房静电防护技术的应用[J].山东气象,2011,6,15.

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