电子设备的静电放电的原理和危害

　　这篇机电工程师论文发表了电子设备的静电放电的原理和危害，电子设备的技术改善让广播电视机房中的电子设备数据丢失，出现工作上不同程度的混乱，从而缩短了电子设备的使用寿命，论文探讨了静电放电的原理及危害以及防护静电放电的技术措施。
 

　　【关键词】机电工程师论文,广播电视,机房电子设备,静电放电防护

　　引言

　　在新技术革命的浪潮中，引发了各行各业的设备更新与升级，在广泛应用各种电子设备的同时也提高了对设备工作环境的要求。电子设备中应用微电子元器件比较广泛，但是由于其电磁敏感度高、集成度高、密度高、功耗小等特点，容易被电磁脉冲干扰，从而损害设备，降低其使用性能。所以，在安装和使用电子设备时，要加强对静电放电的防护工作，采取措施防止其危害电子设备，进而影响广播电视的正常运行。

　　1静电放电的原理及危害

　　静电放电是一种近场的危害源，在生产和生活中比较普遍。在部件绝缘击穿场强低于带电体附近场强的时候，就有带电体的静电荷全部或部分消失现象，就是我们所说的静电放电。在发生此现象时，会出现瞬间高电流、强电场、高电压、电磁辐射等，也会出现电磁脉冲。静电在广播电视机房中的危害是：

　　①静电极易吸附油污、灰尘等，进而形成尘埃层，减弱显示器、电视荧屏的图像亮度与清晰度;

　　②在吸附灰尘后，静电会导致金属外壳屏蔽功能和散热功能出现降低，弱化设备原本性能;

　　③在设备表面一定范围，静电可以构建较强电场，外壳静电电压能到达一千伏以上。静电电场在强度较高时，会对显像管电子书扫描轨迹产生干扰，出现图像混乱，图像上有干扰性波纹;

　　④静电发电发生时，导体上会有电压脉冲，电压脉冲沿信号连线进入与导体连接的元器件中，时常会有击穿器件栅级的现象发生，导致晶体管PN结单元被烧坏等问题[1]。如果静电放电较小的情况下，会轻度损伤元器件的内部;而如果静电放电较大的话，则会导致元器件完全无法再正常运行下去;

　　⑤在MHz或GHz范围中，电弧会形成强磁场，将电视信号的所有工作频段遮盖，造成巨大的影响。此外，电弧形成的电磁场还可能辐射耦合在信号线位置。信号线不得不起天线作用，将电磁场进一步引到设备里面，造成电路电平有信息漏失、翻转等等故障。由于较宽的静电放电频谱，电磁波不只能进入离散频点，也可以进到窄带电路里面，在各种耦合方式下对设备薄弱点发挥作用;

　　⑥静电在人体中的能量达到限度时会让人感觉到电击、触电，导致工作人员产生精神负担，对正常工作造成不利影响。所以，要做好广播电视机房的静电放电防护工作，保障各种设备的正常运行。

　　2防护静电放电的技术措施

　　2.1做好预防和介质隔离

　　为了有效防止静电产生，广播电视机房的温湿度要保持在一定范围之内，室温最好是在18~27℃之间，室内相对湿度最好保持在30~55%。同时，要有效利用绝缘介质将关键的设备电路与外部隔开一定距离，比如聚酯材料、ABS塑料、1mm厚PVC塑料等是比较常用的绝缘介质，能够有效抵挡8kV经典电压。在隔离关键设备和外部方面，可以做的工作是：

　　①在广播电视机房的内部铺设上防静电式地板。地板本身具有较好的导静电性能，利用导电胶将防静电式地板和建筑地面紧固地粘到一起。使用的导静电地面体积，其电阻率最为适合的是每厘米1×108Ω或1×109即可，保持长期稳定的导电性能，并定期通风换气，不容易积累灰尘;

　　②在设计其机架时，要将设备结构考虑在内。在安装设备内部电路时要注意和用户平时能接触的部位比如安装孔、通风口、接缝等，相隔距离至少要20mm;

　　③广播电视机房中面板上的开关和连接器调节手柄最好使用塑料件，从而做好隔离[2]。对于一些不常用的开关和调节手柄，最好用塑料型的防尘罩全部罩住，以免落灰;

　　④在通风口附近与机箱接缝附近安装的金属部件与散热器，他们的拐角和边要设计为圆弧状，从而减小电子设备和人接触的面积。总而言之，就是尽量阻隔电子设备和外界的接触，从而避免发生静电放电。如果是间接放电的情况，那么避免间接放电电磁场变化影响部件的措施是，使敏感部分和外壳之间的距离增大。

　　2.2做好屏蔽工作

　　屏蔽指的是为了防止出现过大静电，引发过大电流从而对内部电路运行造成严重影响，而设置的对信号线其起保护作用的屏蔽层、屏蔽罩、机房设备外壳等等，这些屏蔽装置同时也能对电磁感应形成的干扰做到一定程度的预防，屏蔽在广播电视机房中是防护工作的范畴内。屏蔽工作主要利用屏蔽材料，有效发挥屏蔽性能，保证机箱在导电过程的高效联结，从而防止被静电放电干扰到。依据标准的技术规则，假如设备外壳未与地面相接，那么其耐击穿的电压应为20kV;如果设备外壳接地，那么其耐击穿电压应该至少有1.5kV，与此同时其电路线径宽度至少要有2.2mm[3]。在发生静电放电的短时间内，金属屏蔽外壳电位要比地电位高，而且高出较大差距。静电电荷释放后它的电位会逐渐下降，直至变为零，进而将局部维护设施的作用有效发挥出来。在发生静电放电的最初时间里，也有很大可能出现次静电放电现象，会对电路产生一定冲击。为此，单单使用屏蔽方法，还无法彻底防止静电放电造成的不利影响，还需要通过接地来防护静电放电。

　　2.3做好接地工作

　　接地工作在广播电视机房的作用是有效避免静电放电产生的影响，确保电子设备能够正常使用，避免对人们健康和安全造成威胁。接地工作主要是利用防静电材料，比如非金属导体、金属等连接地面和物体，从而借此将电荷迅速释放出去。接地工作中的搭接技术比较重要，主要指利用化学、物理方法来固定金属部件结构。广播电视机房的接地工作通常可以分为避雷接地、屏蔽接地、系统接地、工作地线、设备接地等。接地工作各个方面的具体技术要求是：

　　①接地电阻要求在合理范围内达到最小，技术规范一般要求其接地电阻要比1Ω小;

　　②工作地线接地电阻要比百分之五单条输入阻抗的并联值小;

　　③避雷地线的接地电阻不能大于4Ω;

　　④移动设备的接地地阻不能大于1Ω;

　　⑤机房输出与输入地线应该分别接地，两者之间的间距要大于3m。除此之外，在接地工作中要需要注意以下一些事项：①保证各类开关的金属外壳、屏蔽层和设备外壳和接地点连接良好，并且与接地点的距离越近越好;②接地方式采用单点接地，保证未通过静电电流位置的安全性，如果一些部位可能会通过静电电流，那么就要利用多点联合方式与地面相接;③信号线接入机箱会从共模滤波器通过，共模滤波器接地端与机箱接地端连到一起的内部电路，可能和外壳共地，可能就和内部电路隔离;④在使用搭接技术时，要考虑搭接材料和方式的导电性能，并时常清洁搭接部位。

　　3结语

　　广播电视机房电子设备的静电放电防护工作比较复杂，主要是因为机房分布的电子设备大多有较强精密性。在设计机房时，要依照经济、安全和高质量原则，在国家技术标准要求下进行。在装置、调节电子设备时，要加强对细节的关注，充分利用隔离、接地、屏蔽等防护措施，提高广播电视机房安全性。

　　参考文献

　　[1]董现国，曹明.广播电视机房设备的静电放电防护[J].黑龙江科技信息，2016(17)：71.

　　[2]余晖.广播电视机房的静电防护[J].中国传媒科技，2014(4)：35~37.

　　[3]甘洪涛，郑学良.广播电视机房设备的静电防护和防雷设计[J].电子世界，2016(2)：141~143.

　　作者：孔维淑 单位：鹤壁市第二电视转播台

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