Содержание
Диэлектрический коврик – подстилка под ноги из материала, не проводящего электрический ток. Выступает мерой защиты против электричества.
Переменный ток
Группы электриков комплектуются специальной одеждой. По большей части резиновые изделия. Диэлектрические материалы изолируют ток, выступая базисом создания мер защиты персонала от сетей промышленной частоты. Потенциал неопасен, поскольку заряд прикосновением будет происходить, пока позволит размер емкости человеческого тела. Затем, поскольку сопротивление излучения велико, пострадавший устранит себя от опасности.
Указанные меры не всегда помогают работающим с высоковольтным оборудованием. Резиновую подошву потенциал пробивает, возможен летальный исход. Чтобы дополнительно снизить опасность, перед электрическими щитами и шкафами с высоким напряжением рекомендуется стелить диэлектрические коврики. Чаще изготавливаются из резины, добавляют сопротивления меж грунтом, подошвой. Толще покрытие, выше потенциал способно выдержать. Дополнительно по поверхности выполняется рифленый рисунок глубиной 3-5 миллиметров, снижает площадь контакта, повышает сопротивление стеканию тока по поверхности изделия.
Предельное напряжение, выдерживаемое диэлектрический ковриком, указывает производитель. Для резины толщиной 6 мм составит 20 кВ тока промышленной частоты. Хватит работать с подстанцией 10 кВ.
Диэлектрический коврик изготавливается из специальных сортов резины, стойко выдерживающих действие агрессивных сред. Поскольку использование изделия подразумевается крупным предприятием, в трансформаторной будке, прочих малоприятных местах. Сопротивление увлаженного (покрытого кислотой, щелочью) коврика резко падает. Появляется опасность летального исхода.
Использовать коврики следует по любым типам покрытий, исключая диэлектрические. Стелют поверх бетона, кирпича, цементной стяжки, земли. Однако в лабораториях (также нужна защита против поражения электричеством) другая опасность. Избегает человека, преследует микросхемы. Статическое электричество. Будет показано ниже: в неблагоприятных условиях возможно навредить аппаратуре, себе (через понижение заработной платы размером урона).
Статическое электричество
Нечего говорить, статическое электричество появилось раньше других видов. Предваряя эру Христа, проблемой занимались некоторые ученые мужи. Перипетии эпопеи прочитайте в теме Постоянный ток. На историю развития электричества приводятся прочие ссылки. Статическим электричеством называют избыток заряда, скопленный поверхностью диэлектрика, обособленного проводника, лишенного заземления. Прикосновение к предмету немедленно вызовет перераспределение электронов силой законов природного равновесия.
Заряды могут скапливаться внутри диэлектриков, распределяясь объемно. Если устелить пол резиновым ковриком, человек прикасаясь к аппаратуре, навредит. Электричество начнет перераспределяться, одновременно поражая микросхемы. Применяется специальная обувь, снабженная изолирующей подошвой. Вдобавок можно использовать в лаборатории, цехе, классе антистатические коврики. Путь протекания переменного тока (до земли) резко увеличивается, в результате сопротивление возрастает, обеспечивается безопасность переменному току. Статический заряд легко стекает, поскольку поверхностное сопротивление изделия низкое.
Следует знать, согласно ГОСТ бетонные (5 – 8 Ом м), кирпичные полы приравниваются земляным. Изоляции по переменному току не обеспечат. Приходится применять антистатические коврики. Вдобавок заряды способны перетекать с аппаратуры человеку, наоборот, стекать. Тело наделено большей поверхностью, проводит ток. В целях блокировки эффекта запястья принято одевать антистатическими браслетами, позволяя заряду стекать на искусственный, естественный заземлитель. Браслет надевается на обе руки.
Многие также догадались, иная одежда помогает скапливать заряды. Касается шерсти, мех электризуется трением. Потихоньку накапливается заряд в течение дня, человек совершенно не ощущает, что стал по случайности статическим генератором. Стоит задеть свитер, немедленно раздается характерный треск.
Потенциал атмосферы
Известно, с ростом высоты над грунтом меняется потенциал. Человек перенимает потенциал поверхности, на которой стоит. Дом, будучи надёжно заземлен, обычно находится на уровне почвы. Становится понятно, почему молния любит бить дерево, громоотвод, расположенный на крыше: путь тока здесь короче! Человек, попирающий кровлю, приобретает потенциал земли.
Совсем по-другому дело с антенной. Будучи одной частью заземлена, представляет некоторую угрозу здоровью. Многих, наверняка, били током жилы экранированного кабеля общей кровельной антенны. Электризуется техника при движении. Разряда самолетов ведется специальным стекателем, снабженным искровым промежутком. Разница потенциалов меж окружающим воздушным потоком и крылом становится высокой, проскакивает миниатюрный коронный разряд, частично гасящий эффект. С автомобилей заряды стекают по резиновой полосе, волочащейся вслед по поверхности дороги.
Примеры убеждают красноречиво: статическое электричество было, есть и будет есть микрокомпоненты электронных устройств. Если не научиться правильно защищаться. К примеру, дерево не проводник, следовательно, потенциал не всегда равен почвенному. Во время дождя проводимость резко возрастает, ситуация меняется. Молния бьет в дерево. Знание законов считается основным условием успешной защиты.
По статистике, каждая третья микросхема теряет работоспособность по вине покупателя. Потери производства, вызванные аналогичной причиной, составляют 8 – 24%. Статическое электричество ежегодно наносит ущерб экономике Земного шара, оцениваемый миллиардами долларов. Вычитая затраты на устранение последствий.
Механизм образования статического электричества на диэлектрическом коврике
Выделено много механизмов передачи заряда. Интереснейшим назовем вопрос постепенного накопления. Если речь идет о прикосновении, большая роль отводится поверхностной проводимости. У диэлектриков порядком меньше объемной. Чем объясняется преимущество неметаллов перед проводниками накапливать заряд. Железо часть электронов проводит внутрь, хаотичные токи небольшой величины быстро гаснут, усмиренные взаимодействием с кристаллической решеткой, становясь теплом. Проводнику тяжелее сообщить заряд.
Избыточные электроны способны накапливаться диэлектриками произвольного агрегатного состояния, включая жидкости. Облака трением ветра легко испускают молнии, хотя опрометчиво считать пар проводником. Аналогичным образом происходит электризация идущего человека! Механизм объясняется двумя причинами:
- Трение подошвой поверхности плюс мгновенный разрыв двух разнородных материалов.
- Постепенное распределение заряда телом.
Сопутствует противоположный процесс – разряд. С каждым шагом человек запасает некоторое количество электричества, часть пытается стечь. Контексте делает понятным, почему ходящие люди испытывают воодушевление, отдыхом постепенно уносящееся. Эффект усиливается бегом. Разумеется, в сырую погоду электризация почти полностью блокируется.
Со временем рост статического заряда при каждом шаге становится равен убыванию за время, что нога попирает землю. Наступает динамическое равновесие данной скорости движения. Результирующая кривая, описывающая рост заряда, напоминает выходную вольт-амперную характеристику транзистора: вначале демонстрируется быстрый рост параметра, затем система стремится к некоторому фиксированному значению.
При хождении по изолированному покрытию, к которым относится диэлектрический коврик, человек накапливает заряд, уровень постепенно растет. Расчетные данные показывают: в «идеальных» условиях за 21 секунду разница потенциалов достигает колоссальной величины 3,5 кВ. При прекращении ходьбы наблюдается спад практически до нуля буквально за 5 секунд. Вот почему пол в лаборатории сделан из специального материала, защитная обувь снабжена антистатической подошвой. Данному классу средств защиты относим диэлектрический коврик. Потеря заряда не происходит мгновенно, данные производителей показывают: полсекунды хватает, чтобы больше не представлять опасности микросхемам.
Антистатический коврик
Итак, диэлектрический коврик не всегда будет лучшим решением лаборатории, хотя рядом уживутся группы электриков. Лаборатории нужны специальные диэлектрические коврики, обладающие особой конструкцией, специфическими характеристиками. Состав может быть следующим:
- Тонкий слой ПВХ, обеспечивающий внешнему покрытию достаточную прочность, чтобы сверху можно было спокойно ходить.
- Проводящая, одновременно армирующая сетка, необходимая, чтобы шаткая конструкция не распалась.
- Нижний слой полимерный пены (ПВХ). Снижает шум при передвижении людей по коврику, способствуя стеканию заряда.
Сопротивление изделия переменному, постоянному току достигает 200-300 МОм, согласуется с требованиями современной изоляции. Нужно, чтобы работника попросту не убило, если вдруг частью тела дотронется до антистатического коврика, другой – до проводника, находящегося под потенциалом.
Диэлектрические материалы не препятствуют стеканию статистического заряда. Чтобы процесс прошел максимально быстро, коврик следует заземлить за специальное отверстие. В противном случае конструкция предусматривает монтаж на металлический крепеж, подстилающая поверхность проводит ток, зануляется, заземляется согласно требованиям.
Подходящий коврик не горит, не боится агрессивных сред, поглощает шум, демонстрирует приличный вид, обладает многими другими особенностями. Сопротивление изоляции выбирается не менее 20 МОм, таковы требования современных российских стандартов. Зарубежные коврики соответствуют общепринятым нормам:
- ANSI/ESD (Electrostatic Discharge Association) S20 «О мерах по защите электронных микросхем, сборок, оборудования». Текст на английском языке доступен для свободного скачивания.
- ANSI/ESD S1. Продается по запросной цене, предлагается бесплатный отечественный вариант (ГОСТ Р 53734.4.1).
Мат, лишенный разъемов подключения нулевых проводников, придавливаются заземленными металлическими конструкциями, монтируются с пробивкой насквозь проводящим ток крепежом. В противном случае процесс стекание заряда нельзя гарантировать на сто процентов. В магазинах хватает вариантов исполнения ковриков, мало толковых описаний.
