防静电机房

防静电机房（精选5篇）

防静电机房 篇1

摘要：广播电视台机房防雷防静电是设备日常维护棘手及难以彻底解决的问题, 本文从如何操作, 用科学地方法避雷防静电, 保护设备正常运行。

关键词：防雷,防静电,屏蔽,接地保护

2015年全国将取消模拟信号改用高清数字信号全覆盖。广播电视行业数字化、产业化转型时期开始了, 广播电视行业新的技术模式和业务模式对于数字设备系统运行的稳定性、安全性提出了更高要求, 我台处于兴安岭山区, 属于高山雷区, 如何做好雷雨季节防雷工作及日常干燥季节防静电放电工作, 确保机房数字播出设备安全稳定运行, 是我们电视技术人员感到棘手和需要不断研究的问题。

1 雷电的产生

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种壮观而又有点令人生畏的自然现象, 雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中, 积雨云一般高度可达20公里左右, 云层在对流过程中因磨擦而带电就形成了带电荷的云层, 云层的上部多为正电荷, 下部以负电荷为主, 在大气电场以及温差起电效应等作用下, 正负电荷在云层不同部位积聚, 当带有不同电荷的云层与大地凸出物接近, 电压达到一定程度, 云与地之间发生激烈放电, 同时出现强烈的闪电, 闪电的平均电流为3万安培, 最大电流可达30万安培。闪电放电时温度高达2000℃, 空气受热急剧膨胀, 随之发生爆炸的轰鸣声, 这就是雷鸣。

雷电分为直击雷和感应雷:

(1) 直击雷:在积雨云中聚集很多电荷, 随着电荷不断积累, 云层中形成了强大的静电高压电场。在电场力作用下大量电荷要找到一个通道来泄放, 对地面上的高大物体形成尖端放电, 以卸载电荷。这时云层携带的是正电荷, 大地携带的是负电荷。当正负电荷相互碰撞时, 就会形成瞬间的中和反应, 这就是直击雷。直击雷的电压峰值通常可达几万伏甚至几百万伏, 电流峰值可达几十KA乃至几百KA, 所蕴藏的能量在极短的时间 (其持续时间通常只有几us到几百us) 就释放出来, 从瞬间功率来讲其破坏性很强, 对建筑物和人、设备危害巨大。

(2) 感应雷:云层在放电的瞬间, 形成强大的电磁场, 这种电磁场会在地球表面的金属导体上感应出异性电荷, 感应过程中产生出强大瞬间电磁场, 电荷的瞬间积累构成高压电场放电, 从而形成感应雷。感应雷作用范围广泛, 雷击概率远大于直击雷, 感应雷产生的高强度感应电荷会在金属网络中形成强大的瞬间高压电场, 对用电设备高压弧光放电, 最终会导致电气设备烧毁, 尤其是对电子等弱电设备的破坏最为严重, 强大的电场会导致通讯网络和电气设备瞬间被击毁, 包括有线、无线通讯网络, 电力输配电网络和其他金属材料制成的线路系统, 每年, 被感应雷电击毁的用电设备达千万件以上, 而且这种高压感应电还会对人身造成伤害。

2 集安电视台防雷措施:

2.1 机房建筑防雷

防直击雷常规采用避雷针、避雷带、避雷网等物件将雷电流接收下来, 并通过引下线将雷电引到埋在地下闭合环网中泄防雷电能量。感应雷的防护措施主要有:屏蔽、安装防雷器、等电位处理, 合理的布线也可以增加感应雷的防护效果。我们广电大楼周围地下不小于1m处安装了水平闭合铁环, 环上每隔5m钉入一根长2.5m 50×50厘米角铁与封闭环焊接.环线周围灌注降阻剂, 将楼基础内的钢筋网、楼板钢筋、梁内钢筋、柱筋相互与避雷针引下线焊接, 再与地下闭合环可靠焊接, 构成一个避雷阻抗值小于4欧姆立体法拉第笼和等电位自然防雷网架, 法拉第笼的网格越密集, 衰减作用越大, 利用这些材料把雷电流引入大地, 从而保护设备和人身安全。

2.2 接地与屏蔽保护

接地质量是否良好是防雷效果重要措施, 我台在机房后院用8号铜线交错编织面积为200多平方米的地网, 深埋地下一米作为保护接地网, 要求接地系统的接地体和线材的截面要足够大。与避雷网隔开。

电子设备中的微电子元器件是十分脆弱的, 由雷电产生的反击电压和暂态电磁脉冲可以直接辐射到这些元器件上, 也可以在电源或信号线上感应出暂态过电压波, 沿着线路侵入设备中, 使设备工作失灵或损坏。合理布线可以利用屏蔽体来阻挡或衰减电磁脉冲的能量传播是一种有效地防护措施。常用的屏蔽体有设备的金属外壳, 有室外屏蔽金属网和电缆的金属屏蔽网等, 采用屏蔽措施对于保证电子设备的正常运行来说是十分重要的, 以此来防止设备被雷电损坏。把机房内各种设备利用线材铜排进行物理链接, 使各种设备在雷电流入侵时形成等电位体, 这样设备与设备、设备与大地之间就不会产生电位差。机房内所有信号线及低压电源线都采用有金属屏蔽层的电缆, 没有屏蔽的导线应套上铁管加以屏蔽。将信号线电源线屏蔽层沿线路多点接地, 形成等电位体系使屏蔽层与地之间形成回路降低干扰。为了防止有低频干扰电流的电磁场透过屏蔽层与电缆的芯产生低频干扰, 要求把屏蔽层单点接地。安装防雷器, 避免因雷电以及大型电气设备的瞬间过电压通过电源、天线、无线电信号收发设备等线路侵入室内电气设备和网络设备中, 造成设备或元器件损坏, 人员伤亡, 传输或储存的数据受到干扰或丢失, 甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿, 数据传输中断, 局域网乃至广域网遭到破坏, 通过配置不同等级能量的防雷器, 逐级把强大的瞬间过电压分流到大地, 以达到设备能承受电压, 减少雷击造成损失。

3 广播电视设备另一个隐患是静电放电 (ESD)

静电放电:物质都由原子构成, 原子中有电子和质子, 质子带正电, 电子带负电。在正常状况下, 一个原子的质子数与电子数量相同, 正负电平衡, 当物质获得或失去电子时, 它将失去电平衡而变成带负电或正电物质, 正电荷或负电荷在材料表面上积累就会使物体带上静电。放电是电荷的快速中和得到平衡的过程, 其过程形成高电压、强电场、瞬态大电流 (放电电弧) , 泄放电流可能超过20安培, 如果这种放电在集成电路或是其他静电敏感元件上进行时, 将会对设计仅为导通微安或毫安级电流的电路造成严重损害, 造成声表面滤波器件IC内各种微电路半导体结二极管双极晶体管结型场效应管可控硅误动作造成设备 (元件) 或元件的损坏或数据的丧失, 造成不可恢复的功能降低或丧失。这种静电积累可高达1k V以上, 就CRT监控设备而言, 这种高强度静电场可干扰电子束的运动, 引起图像紊乱:电弧会在MHz甚至GHz范围内产生一个强磁场, 覆盖了电视信号所有的工作频段, 是典型的干扰源。由于静电放电的频谱极宽, 不仅仅是一些离散的频点, 甚至可以进入窄带电路, 通过各种各样的耦合方式作用到设备的一些薄弱点上, 当静电能量较小时, 一次静电放电不足以使元器件完全失效, 而会在其内部造成轻度损伤, 这种损伤具有累加性, 随着放电次数的增加, 最终导致元器件完全丧失工作能力。另外携带静电的物体容易吸附尘埃, 使设备大量积尘降低仪器金属外壳散热和屏蔽效果, 影响设备性能。现在ESD对于电路引起的干扰、对电子元器件、CMOS电路及接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。

3.1 预防为主

首先机房必须保持一定的温湿度, 室温保持在18-28℃, 过高或过低都将影响设备的正常运作和精度, 相对湿度保持在50%-85%之间, 过低则容易产生静电, 过高设备容易结露。在机房内部敷设架空的活动防静电地板, 导静电地面可采用导电胶与建筑地面粘牢, 导静电地面的体积电阻率为1×10-1×1010Ω/cm, 其导电性能应长期稳定有效, 且不易积尘;天花板, 墙壁都应使用防静电材料。要注意控制人体静电, 最有效的措施是让人体与大地相“连接”即“接地”, 技术操作及值班人员应配备防静电工作服装, 可以消除或控制人体静电的产生, 从而减少工作过程中最主要的静电来源。将电缆屏蔽网层与机器设备的金属外壳连接好, 其接点离机箱接地点越近越好;由连接器进入机箱的信号线要经过共模滤波, 共模滤波的接地端要接机箱的地, 机箱的接地线要粗而短, 长宽比尽量做到小于5∶1。

3.2 搭接和接地

搭接和接地也是防止静电放电干扰的重要手段。所谓搭接, 是指通过机械或化学方法把金属物体间进行结构固定, 从而使两个或两个以上互相绝缘的金属导体进行导电性连接, 以建立一个供电流流动的低阻抗通路, 从而使彼此之间的压差降到最低, 要求机箱与电缆层之间360°搭接。日常维护中设备上不用的输入端不允许不连接或悬浮状态, 而应直接通过电阻与地线连通.将金属导体、非金属导体、防静电材料或其它制品等与大地连接, 将静电放电的能量通过低电流密度和低阻抗的链接降至所有敏感器件损伤阀值之下, 快速而安全地将静电泄放和中和, 使静电电平不超过安全限度, 以达到防静电的目的。

机房的接地地线可分工作地线和保护地线及避雷地线3种, 机房工作地线的接地电阻应不大于各条单线输入阻抗并联值的5%, 避雷地线的接地电阻应小于4Ω, 机房输入地线与输出地线应分别接地, 间距不少于3m。要求内部电路要么与外壳共地, 要么与内部电路隔离, 设备的地与机箱、机架相连, 机箱机架分别接入保护地线, 操作机器时要戴上防静电手套及套上机架上防静电手环, 总之, 要为静电放电设计一条低阻抗的通路, 防止高压静电放电造成电击, 造成设备损坏, 危及人身安全。

广播电视机房电子设备都是精密仪器, 对其进行有效防雷防静电措施应从多方面着手, 要因地制宜, 纵观全局, 点面结合, 综合运用隔离、屏蔽、接地、搭接等防雷电及静电防护加固技术, 才能使设备具备抗雷电防静电放电的作用, 保证人员和设备的安全。

参考文献

[1]胡冰播出机房防雷《广播与电视技术》2006年11期

[2]徐世平高山台广播电视发射机房防雷探讨《黑龙江科技信息》2011年07期

[3]张宝铭, 林文荻静电防护技术手册北京:电子工业出版社, 2000

[4]刘尚合, 武占成静电放电及危害防护北京:邮电大学出版社, 2004

数据中心机房的防静电设计 篇2

人类社会发展到21世纪,互联网无孔不入地渗透到人类活动的各个领域,覆盖全球的互联网实际上是在大量的“数据中心机房”支持下运转。今天,几乎所有大中型机构(政府部门、企业、科教院校)都建立了自己的数据中心,全面管理本机构的IT系统。各种数据中心已经成为像交通、能源一样的经济基础设施。随着数据中心广泛建设,由于数据中心在建筑过程中缺乏对静电危害的足够重视,静电危害的问题也日益突显出来,造成数据中心机房设备莫名死机、重启,严重的甚至因设备静电击穿损坏导致火灾事故。

1静电危害的严重性

静电放电主要是在瞬间放电电流对电路的感应所产生的噪声,以及放电电流使基准地电位如机壳地、信号地的电位发生偏移波动,从而导致对电路正常工作的干扰。这种电磁脉冲干扰有可能引起电子产品的误动作以及信息的丢失,使计算机程序出错或数据丢失。同时,静电放电的损害往往只有10%造成电子元器件当时完全失效,通常表现为短路、开路以及参数的严重变化,超出其额定范围,器件完全丧失了其特定功能;而另外90%会潜伏下来,造成积累效应。一般情况下,一次ESD(Electro-Static discharge,静电释放)后不足以引起器件立即完全失效,但元件内部会存在某种程度的轻微损伤,通常表现为参数有小的偏差或漂移,潜在失效并不明显,因而极易被人们忽视。若这种元器件继续带伤工作,随着ESD次数的增加,积累效应越来越明显,其损伤程度会逐渐加剧,最终必将导致设备完全瘫痪。为此,数据中心机房建设过程中防静电设计尤为必要。

2 某数据中心机房的防静电设计

2.1 某数据中心机房概况及相应的防静电等级

某工程为某企业数据中心机房项目,机房区域为建筑物内的地上1、2层,每层建筑面积约4 000m2,二层总面积为8 000m2。本数据中心机房按B级机房标准设计,防静电设计按照三级防静电工作区设计。

2.2 数据中心机房装修部分的防静电设计

根据机房设备工艺要求,数据中心机房的地面采用表面电阻、对地电阻应为1.0×107Ω的防静电架空活动地板(图1)。活动地板下设置防静电接地LEB端子箱、防静电接地铜排、防静电接地端子。数据中心机房内的设备机柜、门、窗及工作台等金属部分采用导线与防静电接地端子可靠连接(图2)。机房内的墙面、柱面采用防静电涂料。顶棚和门表面等可选用低起电材料,并满足摩擦起电电压绝对值不大于1 000V的要求。同时各类装修设计的饰面平整简洁、装饰面不使用容易起静电的高分子绝缘材料。

2.3 数据中心机房的空调设计防静电要求及措施

在满足机房设备工艺要求的条件下,在空调设计时增加空调系统的加湿环节,把数据中心机房内的空气相对湿度控制在45%~65%范围内,降低或减少静电放电的危害。同时数据中心机房空气调节系统的送回风口、风管以及各种工业管道的输出、输入口装置,应选用导电材料制作,或表面涂刷防静电涂层。送回风口和各种输出、输入口装置与配管系统之间应有可靠的电气连接,并可靠接地。

2.4 数据中心机房防静电接地系统设计

本工程原设计中防静电系统采用的是共用接地系统,但是工艺设备供应商提出防静电接地系统需采用单独接地。因此,笔者查阅了《电子信息系统机房设计规范》GB 50147-2008、《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010、《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》GA 267-2000及《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343-2004等规范,均非常明确地规定了采用共用接地系统。

经过笔者与工艺设备供应商进行深入沟通后,了解到工艺设备供应商坚持采用单独接地主要原因是担心共用接地系统可能会对机房设备产生干扰。为此,笔者对防静电接地常规做法(图3)进行了优化。把原利用建筑物接地钢筋作为接地线,改为单芯95mm2屏蔽电缆作为接地主干线(图4)引下至建筑物共用接地网。这样从设计上既能满足机房设备不受干扰,又满足了规范共用接地系统的要求。

2.4 数据中心机房防静电的其他措施

数据中心机房防静电设计只是机房防静电的第一步,严格的防静电管理措施才是保障机房消除静电危害的关键。人员进入机房应穿防静电鞋;操作或维护机柜设备前使用静电泄放装置消除身上的静电;定期检测防静电接地电阻、防静电材料的性能,这样才能保证机房的静电安全。

3 结束语

数据中心防静电设计只是数据中心装修工程中的一部分内容,但这却是决定着数据中心能否安全可靠运行的关键因素之一。防静电设计应该引起工程业主、设计人员、监理人员及施工人员的广泛的重视,严格按图施工和验收,满足设计的各项要求。随着国家各项静电防护规范的相继出台,各类电子工程的防静电设计一定会得到健康、长足的发展。

摘要：本文以某数据中心防静电设计为例,论述数据中心防静电设计在装修、空调及接地方面的具体做法。

关键词：数据中心机房,防静电设计,防静电材料,防静电接地

参考文献

[1]美国防静电协会.静电放电控制大纲ANSI/ESD S20.20-1999[S].

[2]国际电工委员会.静电环境下电子元器件防护—一般要求IEC-61340-5-1-1998[S].

[3]国际电工委员会.静电环境下电子元器件防护—使用指南IEC-61340-5-2-1999[S].

[4]中国电子工程设计院.GB50174-2008电子信息系统机房设计规范[S].北京:人民出版社,2009.

[5]上海电子工程设计研究院有限公司.GB50611-2010电子工程防静电设计规范[S].北京:中国计划出版社,2010.

机房静电的危害及防护措施 篇3

关键词：计算机机房,静电,危害,产生途径,防护措施

日常生活中的静电放电现象频繁发生, 研究表明, 当电压大于8 k V时可以看到静电放电发出的光亮, 当电压大于6 k V时可以听到静电放电的声音, 当电压大于3 k V时可以感觉到有静电放电发生, 当静电电压低于3 k V时, 也会发生静电放电过程, 很多静电放电过程是在悄无声息地进行的。如何减少计算机机房的静电, 较好地起到防护作用, 是防雷工程设计时要考虑的重要方面之一[1,2,3,4]。现重点介绍在工作中减少静电发生的一些行之有效的方法。

1 静电对计算机系统的危害

静电对计算机硬件和系统软件都可能造成较大危害。静电对计算机系统造成的危害主要表现出以下现象:磁盘读写失败, 打印机打印混乱, 通讯中断, 芯片被击穿甚至主机板被烧坏等。当静电电压较低时, 静电放电产生的电气噪声会对逻辑电路形成干扰, 引发IC芯片内逻辑电路死锁, 导致数据传输或运算出错, 也可能对芯片形成轻微的物理损伤而提前老化或潜在失效;当静电电压超过250 V时, 静电放电就能击穿电脑芯片了。静电放电对电脑的破坏作用具有隐蔽性、潜在性、随机性和复杂性的特点, Intel的研究表明, 在引起电脑故障的诸多因素中, 静电放电是最大的隐患, 将近1/2的电脑故障都是由EOS (过电应力) /ESD (静电放电) 引起的。

2 计算机机房静电产生的途径

计算机机房静电产生途径主要有以下4个方面:一是机房地板上的地毯易产生静电积累。二是工作人员穿着的毛纤类衣物, 是静电产生的温床, 同时穿着橡胶、绝缘性的鞋也无法放掉静电。三是设备正常工作时产生的静电, 如采用了EMI抗干扰滤波电路的开关电源, 显示器等在工作过程中就会产生静电。四是从线路上侵入的感应静电, 如不同种类的线路合并布设, 会在线路表皮交错感应静电;机房外的电磁干扰、设备工作时的电磁干扰, 也会在线路表皮感应静电。

3 防护措施

3.1 机房电磁屏蔽

机房电磁屏蔽的基本原理是依据“法拉第笼”, 根据接地导体静电平衡的条件, 笼体是一个等位体, 内部电位为0, 电场为0, 电荷分布在笼体的外表面上, 从而消除外界电磁感应对机房内设备的影响。根据这一原理, 机房空间内应设置金属屏蔽网或金属屏蔽室, 屏蔽网间电气导通, 可靠接地;机房内的金属门、窗、防静电地板等, 应使用金属导线 (最好是绝缘包裹的导线) 与室内的汇流排作等电位连接。机房宜选择在建筑物底层中心部位, 其设备应远离外墙结构柱及屏蔽网等可能存在强电磁干扰的地方。

3.2 合理布线

强电线路与弱电线路分开敷设, 防止强电干扰;布置信号线路的路由走向时, 应尽量减少由线缆自身形成的感应环路面积。强电、弱电分开敷设, 通常的机房在外部都能够做到, 但是在许多机房, 预留的电源、信号线缆较长, 在室内空间有限的情况下, 会被打卷存放。施工时要把打卷的线缆留出适当的长度后, 割掉多余的部分, 让线缆尽量平铺放置。进入机房的线缆屏蔽层、金属桥架、光缆的金属接头等, 应在进入机房时做1次接地处理, 即与机房内汇流排可靠连接。防静电地板下面的线缆, 强电线缆与弱电线缆在地面平铺, 距离很近, 甚至相互交叉穿行, 在工程中, 应当把它们分开敷设, 保持合理间距。

3.3 接地及等电位连接

接地是消除静电最基础的一环, 接地的好坏直接关系到静电消除的效果。通常情况下, 机房的接地采用共用接地装置, 阻值一般要求不大于4Ω;如果设备有特殊要求, 应按照最小值接入。在工程中常用的做法:一是机房的接地干线采用铜质材料, 截面积不小于16 mm2, 并与机房内设置的局部等电位接地端子板可靠连接。机房内的其他接地线路, 与该接地端子板可靠连接, 主要用于消除不同接地之间的干扰和反击。二是机房内的金属机柜外壳、金属设备外壳、线缆屏蔽层、金属桥架、屏蔽网 (包括静电底板) 等均与局部等电位接地端子板电气导通。

3.4 要求严格的机房还应增加的做法

一是保持机房适当的湿度。主要用于释放机房空气中游离的电荷, 降低空气中电荷的浓度。机房的湿度应适当, 以不结露为宜, 以免因湿度过大损坏设备。根据机房的温度条件, 在室内放置1个湿度计, 过度干燥时, 开启加湿器;湿度过大时, 开启除湿器 (有独立空调的, 可以使用空调的除湿功能, 而不必单独设置除湿器) , 将湿度控制在合理的范围内。二是工作人员穿戴防静电服装, 配带腕带。工作人员在进入机房前, 应穿戴好防静电工作服, 并在接触设备前, 触摸一下接地良好的金属设施, 释放身上的静电。在机房内操作的人员, 长时间工作时, 最好戴上腕带, 腕带的另一端应就近可靠接至设备机架或外壳。三是使用静电消除设备。在综合采取上述措施仍然不能满足系统运行要求时, 可以使用一些静电消除设备。如离子风静电消除器、感应式静电消除器等, 可以在一定程度上进一步缓解静电放电的危害。

4 结语

计算机机房静电防范最经济、有效的方法为接地及等电位连接。由于不同的计算机机房所处环境、设备的耐受能力、系统的重要性等方面不同, 还要进行综合考虑, 采取适当的静电防护措施。采用本文提及的措施, 降低静电产生, 消除已产生的静电, 足以满足系统运行要求, 同时还可以有效防止雷电波侵入。

参考文献

[1]柳建平.机房静电的危害与预防[J].中国有线电视, 2008 (3) :307.

[2]吴晓英.计算机房静电危害及其防护[J].闽西职业技术学院学报, 2006 (2) :136-138.

[3]肖腾厚.计算机房静电故障的防止[J].计算机工程与应用, 1989 (8) :53-54.

广播电视机房设备的静电放电防护 篇4

关键词：电子设备,静电放电,防护方法

近年来, 新型的技术开始运用在广播电视中, 引起了电视机设备的更新。因此, 广播电视工作对设备的稳定性和工作条件提出了更高的要求。静电放电现象属于一种近场电磁脉冲危害源, 它会导致广播电视机房中的电子设备损坏, 丢失数据, 工作程序混乱。引起电子设备的使用时间缩短, 使用性能严重削弱, 会为安全播出节目埋下安全隐患。因此, 人们应该采用有效的方法来防止静电放电的问题发生。

1 静电放电的原理及其危害

静电放电是一种常见的近场危害源。它是当带电体周围的场强超过部件的绝缘击穿场强时, 而发生带电体上静电荷部分或全部消失的现象, 此现象伴随形成高电压、瞬间大电流、强电场、电磁辐射并形成电磁脉冲。我们人体也是主要的静电源, 其原因有三大方面:一是人体很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电, 人体自带电荷容易通过器件放电; 二是人体与大地之间的电容典型值为150PF, 少量的人体静电荷即可导致很高的静电势;三是人体的电阻较低, 人体处于静电场中容易产生感应电。静电可以在人体形成且在放电时很容易损坏灵敏的内部电路元件。

静电的危害包括: (1) 静电容易吸附灰尘和油污, 并形成一层薄薄的尘埃层, 致使电视荧屏或显示器图像清晰度和亮度降低; (2) 静电容易吸附尘埃造成降低金属外壳散热和屏蔽功能, 大大折扣设备性能; (3) 静电可以在设备表面的一定范围内建立较强的电场, 外壳静电电压高达1KV以上。高强度静电电场容易干扰显像管电子束的扫描轨迹, 导致图像紊乱, 出现干扰波纹; (4) 静电放电过程会在导体上产生电压脉冲, 并顺着信号连线进人每个与它相连的元器件, 常常会导致出现MOS器件栅极的击穿, 烧坏晶体管PN结单元等故障;较小的静电放电会使元器件内部轻度损伤, 较大的静电放电会使元器件完全丧失工作能力。

2 设备的静电放电防护方法

2.1 隔离方面

应该注意延长设备的核心位置与外壳之间的距离, 这样有利于防止静电放电过程中产生的电磁场威胁到设备的部件。通常情况下, 人们都习惯使用绝缘介质来隔离, 使其核心电路和外部分隔开。最佳的隔离方法是绝缘体, 有利于阻止静电释放引起一定程度的损伤。一般都会采用以下防护方法:

2.1.1 在安设设备的过程中, 应该考虑到结构方面的问题。在安装电子设备时, 尽量不要与人体的各个部位接触。规避的距离应该在控制在20mm以上。如果有条件, 可以考虑将金属零件的框架或者散热器改成圆弧形状, 以此来缩小设备与人的接触面积。

2.1.2 在广播电视机房的操作, 应该根据技术标准来进行。在铺设防静电地板时, 应该运用具有良好导电功能的导电胶, 促使导静电地面与建筑地面之间粘贴牢固, 并且需要保证机房内的干净整洁, 经常通风换气, 防止积尘。

2.1.3 应该将面板上的控制开关以及连接器上的调控手柄, 都更改成塑料材质的。长期搁置的手柄开关也需要在上面覆盖一层塑料防尘罩。

2.2 屏蔽工作

屏蔽工作指的是, 保护信号线的屏蔽层、机房设备的外壳或者屏蔽罩等, 以此来避免发生静电过大, 引起过大电流, 严重影响到内部的电路运行。还可以防止电磁感应产生的干扰作用。屏蔽工作属于一种防护工作。通过使用屏蔽材料, 发挥屏蔽的功能, 维护机箱导电过程中的有效连接, 有利于孔子主静电放电产生的影响。标准的技术规则要求, 外壳没有接地的设备应该具有20KV的耐击穿电压;外壳接地的设备, 则应该具有超过1.5KV的耐击穿能力;同时电路线经的宽度应该在2.2mm以上。

实验操作结果证明, 在静电放电开始的瞬间, 在金属屏蔽外壳中产生的电位要比地电位更高, 而且差距较大。同时, 静电电荷的释放会时电位逐渐下降, 最后归零, 这样有利于发挥局部维护设备的作用。在静电放电的初级阶段, 也极有可能会产生次静电放电的情况, 并且还会冲击到电路。因此, 仅仅依靠屏蔽方法还不够, 还需要采取接地的措施来进一步的保护静电放电。

2.3 接地工作

接地工作有利于防止静电放电造成干扰, 保证设备的安全使用, 维护人们的健康安全。接地工作指的是, 借助金属或者非金属导体等防止静电的材料, 连接物体与地面, 以此来迅速地泄放电荷。接地技术中还有一项搭接的工作, 指的是利用物理或者化学方法将金属部件的结构固定下来。金属部件间导电性连接并提供的低阻抗通路, 从而使压差降到最低。

机房接地一般可分为设备接地、工作地线、系统接地、屏蔽接地及避雷接地。接地电阻越小越好, 一般技术规范要求机房接地电阻不大于1Ω。移动设备接地电阻小于1Ω;工作地线的接地电阻不大于单条输人阻抗并联值的5%;避雷地线的接地电阻应小于4Ω;机房输入地线与输出地线应分别接地, 间距不小于3m。接地还需要注意: (1) 确保设备的外壳、屏蔽层及各类开关金属外层与接地点良好连接, 且越靠近接地点越好。 (2) 采取单点接地方式, 确保没有静电电流通过的部位安全, 对有可疑有静电电流流过的部位要采取多点联合接地方式。⑶信号线接入机箱要经过共模滤波器, 共模滤波的接地端与机箱接地相连内部电路与外壳共地或者采取与内部电路隔离措施。⑷注重搭接方式、搭接材料的导电性能, 要保持搭接部位的清洁。

3 结论

综上所述, 广播电视的机房布置是一项非常复杂的工作。在机房中分布着大量的精密的电子设备, 而且精密型较强。人们应该坚持高质量、安全和经济的工作原则, 根据机房的设计原则, 严格地根据国家专业技术的标准来进行。在广播电视台设备的装置、调节和保护的过程中, 应该注重细节。需要的时候还应该戴上防静电手带, 以此来防止电子设备威胁人们的身体。有关工作人员应该因地制宜, 采用隔离、屏蔽和接地等防护方法, 有利于促进广播电视机房稳定的静电放电防护工作, 保障运行人员和电子设备的安全, 促进安全的播出工作等。

参考文献

[1]高鸿.广播电视机房静电的防护[J].科技传播, 2014 (17) .

[2]刘仰会.静电防护措施在电视机生产中的应用[J].电子设计工程, 2010 (01) .

防静电机房 篇5

随着IP数据设备的不断发展, IP数据设备一些莫名其妙的故障也在困扰着广大的维护人员, 如IP数据设备重启、瞬断、误码率高等等, 产生这些故障的原因是多方面的, 其中机房环境是造成这些故障最主要的因素之一。机房环境包括温湿度、洁净度、电磁干扰、静电感应、雷电感应、地线系统、电压波动大等等, 本文通过某大型IDC数据机房的静电感应电压所引起的数据设备重启和瞬断故障加以分析和探讨, 期望对我们以后数据机房的维护工作能有所帮助。

2 静电对通信设备造成的故障

2007年8月3日早上10时50分左右, 在我国西北某大型通信IDC数据机房内, 突然发生了数台IP数据设备几乎同时出现重启的故障, 该次重启故障的数据设备有80kVA的UPS系统所带的2台中兴T64G、1台CISC03550、1台华为3528;60kVA的UPS系统所带的1台3952-1也发生了重启故障。但此时监控UPS系统输出的F435上并没有相关事件的记录, 事后在2个UPS系统的主机以及动力监控系统上均没有发现告警信息, 说明这两台UPS电源系统运行正常。

后经检查核实, 该次重启的设备均是当时为了应对该数据机房内频繁出现重启故障事故而应急新增加的新设备, 且这些应急IP数据新设备由于安装时时间紧张而均未加装地线系统。

据调查和了解, 由于西北地区的水质比较硬, 原精密空调的水管由于结有很厚的水垢, 而造成其它通信机房内精密空调的进出水管堵塞, 几乎酿成严重的通信事故, 因此空调维护人员就将该数据机房内的精密空调的加湿功能被人为地取消了, 致使该机房内的空气非常干燥。由于西北地区本身也比较干燥, 加之数据机房的IP数据设备本身又是发热量很大的设备, 且机房又是密封的, 因此该机房内一直比较干燥, 长期处于低湿状态。2008年1月份我们测试该机房内的实际湿度只有10%～13%左右, 见图1。图1中的温湿度计是我们专门新购买的六只并经过几天校验后的读数, 六只温湿度计上所测得的实际温湿度数值与室内机房精密空调上所显示的温湿度数值也都基本吻合。

然而室内墙壁上的温湿度计显示的湿度却达到40%以上, 经检查发现, 室内墙壁上的温湿度计从几年前 (有的是2002年、有的是2003年) 购买回来后就一直没有校验过, 因此该机房内墙壁上的温湿度计也基本都处于失效状态。

由于该机房内处于严重低湿状态, 因此在机房内的静电感应电压很高, 尤其在冬季, 若不小心碰到门、窗和设备外壳上时, 到处会被电到, 产生“啪”的放电声。经过我们测试, 设备外壳上的静电感应电压高达1 000V以上的情况比比皆是, 严重超过通信行业对通信机房规定的静电感应电压不超过200 V的要求, 有的设备外壳上的静电感应电压竟然高达2 500V!见图2 (测试仪表读数单位为k V) 。而IP数据设备板卡上的电路十分精密, 电路之间的间隙非常小, 且电路上有若干芯片, 芯片内的耐压也更低, 一般都不超过100 V, 因此当数据电路板卡和设备外壳上的静电感应电压达到一定的放电临界电压时, 就很容易会在其它相关联的某偶然因素的影响下, 产生放电现象, 造成IP数据设备的瞬断、重启或误码等故障现象。

3 静电放电对通信设备的影响

通信行业相关规范和标准对机房内温、湿度及静电感应电压的规定要求见表1。

IP通信机房内静电感应电压过高时会对通信设备造成以下严重影响:

(1) 造成IP数据设备宕机或重启故障:当集成电路板上瞬间放完电荷后, 静电现象消失, 设备又重新启动。

(2) 静电放电还会形成频谱很宽的干扰电磁场:这些干扰电磁场很容易感应到通信设备内, 扰乱系统的正常运行, 例如误码率增大、设备误动作等, 极大地影响数据设备工作的可靠性, 同时还可以引起周围设备产生的瞬断、重启和误码等故障现象。

(3) 静电对IP数据设备内集成电路的损伤:静电对集成电路的损伤主要表现于静电的放电造成芯片内热波士顿次击穿现象、金属喷镀熔融、介质击穿、表面击穿、体积击穿等, 使集成电路彻底损坏或由于静电引起的潜在损害;

(4) 静电造成电路的潜在损伤会使其参数变化、品质劣化、寿命降低, 使通信设备运行一段时间后, 随温湿度、时间、电压的变化出现各种故障。

4 通信机房静电防护措施

由于静电与其它环境条件 (如温度、湿度、洁净度等) 有较明显的相关性, 因此在我国通信行业标准《通信机房静电防护通则》YD/T 75495中, 对这些环境条件都有具体明确的规定要求。通信机房的静电防护应从以下几个方面予以考虑:

(1) 静电对机房环境湿度的要求

在相对湿度30%以下时, 纯棉制器也是静电源。因此为了防止通信机房产生静电现象, 主要的中心通信机房设备对环境湿度都有严格的要求, 而不应低于40%。一般只要保证通信机房内湿度达到40%以上时, 就很少会产生静电感应现象, 因此防止机房内静电感应产生的主要根源就是提高机房内的湿度, 然而由于通信机房内的通信设备, 尤其是IP数据设备, 都是高能耗设备, 会产生很大的热量, 这些热量本身就会分解和吸收密封很严的通信机房内的水分子, 从而客观上就降低了通信机房内的湿度, 此外在某些地方和季节, 室外气候的干湿度也会随着季节气候的变化而产生很大的变化, 因此在实际中, 有很多机房很难保证机房内的湿度达到40%以上, 因此对于普通的通信机房的温湿度下限降低到了20%。为了保证通信机房内的湿度达到规范和标准的要求, 建议:

(1) 通信机房专用的精密空调的除湿和加湿功能必须发挥正常的功能和作用, 更不得由于其它原因而擅自取消通信机房专用精密空调的加湿和除湿功能;

(2) 在小型机房内, 若使用普通的舒适性而无加湿和除湿性功能的空调时, 当室内外空气比较干燥, 可以每日派人将拖把打湿拖地, 并根据室内外气候干燥情况, 增加或减少拖地的次数;

(3) 若在上述两个条件都达不到或满足不了的边远小型通信机房内, 在气候干燥的季节里, 可以在通信机房的角落里放置半桶水的方法, 让桶里的水分自然蒸发, 以提高和增加通信机房里的湿度。

上述防止通信机房内静电感应电压增高的加湿措施同时也是绿色节能的措施。因水从液态汽化到气态时所吸收的热量为水升温1℃吸热热量的539倍!因此当水桶里的水分汽化水蒸汽后, 不但可以提高通信机房内的湿度, 从而有效降低通信机房内的静电感应电压, 同时还可以大大吸收机房内通信设备所产生的巨大热量, 从而还可以达到绿色节能的措施。是一举两得的好措施。

(2) 通信机房和IP数据设备的洁净度要求

在IP数据电路板上, 由于芯片极脚及电路之间的距离都相当小, 都是毫米和微米级间距, 当在电路板上存在较大的灰尘时, 数据电路之间的绝缘强度就相应地会下降, 造成通信设备和IP数据电路板上的耐压强度相应降低, 因此还应保持通信机房及IP数据设备上的洁净度达到相关规范和标准的要求;

(3) 静电防护的基本原则

抑制或减少机房内静电荷的产生, 严格控制静电源;安全可靠及时消除机房内产生的静电荷, 避免静电荷积累, 静电导电材料和静电耗散材料用泄漏法, 使静电荷在一定的时间内通过一定的路径泄漏到地;绝缘材料用离子静电消除器为代表的中和法, 使物体上积累的静电荷吸引空气中来的异性电荷, 被中和而消除。定期对防静电设施进行维护和检验。

(4) 静电对保护接地要求

静电保护接地必须要做, 且静电保护接地电阻应不大于10Ω;防静电活动地板金属支架、墙壁、顶棚的金属层接在静电地上, 整个通信机房形成一个屏蔽罩。通信设备的静电地、终端操作台地线也应分别接到总地线母体汇流排上。

保持机房内一定的湿度和静电保护接地是防止通信机房产生静电的最基本也是最有效的措施。

(5) 静电对地面的要求

当采用架空布线方式时, 应采用静电耗散材料做为铺垫材料, 铺设后地板上表面电阻及任一点与地之间的系统电阻值均为:1×105Ω～1×109Ω;当采用地板下布线的方式时, 可铺设防静电活动地板, 表面电阻及系统电阻值均为:1×105Ω～1×109Ω。

(6) 静电对墙壁、顶棚、工作台和椅的要求

墙壁和顶棚表面应光滑平整, 减少积尘, 避免眩光, 允许采用具有防静电性能的贴墙纸及防静电涂料, 可选用铝合金箔材做表面装饰材料;工作台、椅、终端台应是防静电的。

(7) 静电对人员和操作的要求

操作者必须进行静电防护培训后才能操作;进入通信机房前, 应穿好符合GB 12014要求的防静电服和符合GB 4385要求的防静电鞋;使用的工具必须是防静电的;在机架上插拔印制电路板组件或连接电缆线时, 还应该戴防静电手腕带;手腕带接地端插入机架上防静电塞孔内, 腕带的泄漏电阻值应该在1×105Ω～1×107Ω范围内。

外来人员进入机房应穿防静电服和防静电鞋, 没有采取防静电措施的人员, 不得触摸和插拔印刷电路板组件, 也不得触摸其它元器件、备板备件等。

5 机房静电的测量

(1) 静电电压的测量

机房内静电电压的测量可利用非接触式静电电压表或静电探测器直接读出静电电压的数值, 测试时应注意使探头与被测物表面的距离符合该仪器量程所规定的要求。

(2) 材料静电泄漏性能的测量

对固体板材、薄膜、织物及其他绝缘材料的表面电阻率和体积电阻率可按GB 1410中规定的三电极法进行测量。

6 结语

IP数据通信机房的“三度”问题, 尤其是现在越来越多的无人值守数据通信机房的高、低湿度问题往往被人们所忽略, 即使维护人员在监控系统上看到IP数据通信机房内的高、低湿告警时也往往不够重视, 导致了IP数据设备上由于低湿所引起静电感应电压严重超标或者湿度过高而引起绝缘强度下降, 甚至将IP数据机房内精密空调的加湿和除湿功能被人为地取消, 这是很严重的认识上的错误, 造成了IP数据机房内存在严重的故障隐患, 也是引起国内省内的多次数据通信机房内产生IP数据设备莫名其妙的重启和瞬断故障的最重要的原因之一, 对此应引起广大维护人员的足够重视, 当IP数据通信机房内环境条件同时都能保持“三度”的标准要求时, 才能真正保障IP数据通信设备的正常可靠地运行。

参考文献

[1]通信标准.通信机房静电防护通则.YD/T754-95

[2]通信标准.通信中心机房环境条件要求.YD/T1821-2008

[3]国家标准.固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法.GB1410-89

[4]国家标准.防静电工作服.GB12014-2009

[5]国家标准.防护服装防静电毛针织服.GB/T23464-2009