电力通信设备静电防护的优化措施何剑

发表时间:2018/7/25   来源:《建筑学研究前沿》2018年第7期   作者:何剑
[导读] 随着社会不断的发展,电力企业发展要求也不断的提高

何剑
深圳市电信工程有限公司
               摘要:随着社会不断的发展,电力企业发展要求也不断的提高,然而在电力企业中电力通信设备对电网的运行起着相当重要作用.而电力通信设备中静电的现象是避免不了的,因此对电力通信设备构成了严重的威胁。本文分析了在电力通信设备中静电现象所产生的危害,并提出了电力通信设备的静电防护有效措施。
关键词:静电;电力通信设备;防护措施
               任何两个不同材质的物体接触后再分离过程中,两物体受外力作用(动能、位能、热能)使得双方的电荷难以中和,电荷会积累使物体带上静电。静电的危害主要在放电过程中,会导致器件损害,甚至发生火灾或爆炸。随着我国通信设备的小型化、自动化、智能化程度的不断提高,电力通信设备在电网系统中的作用也日益突出。因此做好电力通信设备的静电防护工作,能有效的降低静电放电对电力通信设备的损害,对保障电力系统的正常稳定运行有重要意义。
               一、静电放电的产生及危害
               静电放电是带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时,因介质产生电离而使带电体上的静电荷部分或全部消失的过程。在静电放电的过程中,存在静电能量的传导输出,同时也有电磁脉冲辐射。
               静电放电的产生原因可以归结为以下几个方面:首先是电磁感应,输电线路及其他电力设备正常运行时会对周围环境产生电磁辐射,电力通信设备受到较多的电磁辐射影响而产生强感应电压,当电压差低的物体靠近时易产生强烈放电现象。其次是人体活动,在电力通信设备区域,由于人自身衣服摩擦或与其他物体摩擦的原因,人体带上静电荷。最后是环境条件,具体为温度和湿度,环境温度和湿度与非导体材料的表面电导率相关,从而影响表面静电荷的积聚。当环境温度和湿度下降时,非导体物质的表面电导率低,这不利于物质积累静电荷的快速泄漏。而其他条件相同时,环境温度高时,环境湿度小,因此低温高湿环境更利于设备静电防护。静电放电危害在于其会产生瞬时大电流和强烈电弧,产生局部高温,烧坏电子元件,损坏通信设备,甚至引发火灾和爆炸。同时在放电过程中,电磁辐射在电子元件内产生干生电流,使得元件极性翻转,烧坏元件。静电放电时会产生电磁杂波,这会干扰通信设备信号处理电路的正常功能,这种电磁杂波干扰对设备硬件的损害小,但是对电路处理过程影响较大,使通信设备间歇性失效或数据丢失。同时这种干扰具有随时性和隐蔽性,会增大维护人员查找故障难度。
               二、静电的防护及优化
               对于静电防护而言,静电危害是不可避免的。静电防护重点是控制静电放电,具体为预防静电产生和静电消除:预防静电产生主要是控制工作过程中可能产生静电的行为;消除静电是通过装置设备等将积累的静电荷泄漏或中和。通常,只有采取两种方法协作,才能达到静电防护的目的。
               1、环境防静电
               首先对电力通信设备区域进行改造,对于电力通信机房的地板和天花板应采用防静电材料或者用导静电环氧涂料喷涂,使其具有良好的导静电能力,防静电材料和涂料的表面和系统电阻需满足国标要求。


其次是控制环境条件,主要是电力通信机房的温度和湿度的控制调节。适当控制好机房的温度和湿度,可以有效减少静电荷的产生。环境湿度大,电路容易短路,因此需要考虑元件和环境要求,控制好机房内的温度及湿度,电力通信机房的温度一般应控制在20℃-25℃,湿度控制在50% -65%范围内。接下来是控制电力通信机房灰尘数量和尺寸。当电力通信机房的灰尘量和尺寸超标时,灰尘会大量吸附在通信设备上,降低设备对静电荷的泄漏能力。同时,尘埃彼此的摩擦也会产生新的静电荷。因此,工作人员进入机房应穿着防静电洁净服并进行风淋,这能有效消除器具、人体静电。不要将过多的灰尘带入机房,在机房入口处增加除尘装置等措施。定期清扫机房,避免灰尘的积聚;定期清理或更换机房内空调的空气滤网,避免空气中的灰尘含量过高。
               2、电磁屏蔽
               为了防止和降低电力通信设备的自身和受其他电力设备影响产生的电磁辐射,可将电力通信设备安装在专门的电磁屏蔽机柜内并封闭机柜门,这样才能达到有效的电磁屏蔽效果,使得机柜内的通信设备免受外电场的影响。同时将机柜及内部设备安装多芯接地线,使得产生的静电荷能迅速泄漏。输电线路的电磁辐射会对电力通信设备的影响,可将输电线路用电磁屏蔽材料进行包裹。对通信设备实施有效的电磁屏蔽和机柜设备接地,既能减少感应电荷的产生,降低静电放电的几率,也能使积聚在表面的静电荷能快速泄漏。
               3、人体防静电
               人体防静电主要穿着必要防静电工作装备,具体包括防静电的帽子、衣服、手套、手环、鞋子等。整套装备既可以快速泄漏静电,同时也可以中和电荷和电磁屏蔽的作用。其中帽子和衣服应采用到导电面料,其既可以泄漏静电,同时也可利用纤维的电晕放电中和静电荷。手套和鞋子应采用有利于电荷泄漏的静电导电材料,而传统采用的是绝缘材料。防静电腕带是利用皮肤的接触将人体的静电荷泄漏,通常使用静电导电材料,为了达到良好导电的目的,必须保证防静电腕带与人体皮肤良好接触。因此在电力通信设备区域,工作人员应当戴好防静电腕带,释放人体静电后方可开始触碰设备。
               4、静电防护管理体系
               目前,电力通信设备静电防护措施主要体现在环境、电磁辐射和人体防静电方面,主要应用的是防护技术,很少涉及到静电防护管理方法。即使提出了静电防护管理方法,也存在管理系统不完善以及开环管理的情况,没有有效保证静电防护管理方法的持续改进。同时,众多静电防护标准因颁布时间和机构不同,侧重点不同,标准之间的不协调,因此静电防护标准实际操作性不强。
               静电防护管理体系将质量管理体系持续改进的管理方法与防静电技术有机结合,解决静电敏感产品的安全放置和静电防护全过程控制的问题。静电防护管理体系是一种提升电力通信设备防护能力的思路和方法,其可为电力行业建立一条不简断的静电防护链条,因此这种体系方法在电力行业静电防护管理方面显得极具优势。静电防护管理体系主要包括静电防护管理的组织机构、电子产品的静电放电防护标准(ESD)设计、文件管理系统、防护配置要求、技术要求以及测试要求等组成。电子产品的静电放电防护标准(ESD)设计应当包括静电敏感产品的包装、标识、采购和外包等要求、同时也应明确ESD隐患的改进、管理流程的审核和管理评审等管理要求。文件管理应当要求所有的静电防护活动都应保存相应的操作和设备记录。静电防护配置要求文件规定了防静电工作区的分类、总体要求和静电防护设施、设备、测量仪表的要求,同时也应明确防静电工作区上岗人员和管理人员培训要求。技术要求文件应规定了静电防护的导电系统的相应技术要求,如人员、工具和设备导电问题。同时也应明确防静电工作区内的设备安装、安全标识等要求。防静电系统测试要求文件应明确防静电系统的测试要求,如测试项目、条件、方法及设备等。
               结束语
               静电对电力通信设备所产生的危害不能忽视,因此电力通信设备的静电防护刻不容缓,但静电防护是一个立体化、全方位的综合性系统工程,技术措施和管理措施相辅相成,缺一不可。做好电力通信机房的静电防护工作,对于维护电力通信设备的稳定运行,保障电力安全生产具有重要的意义。
               参考文献
               [1]张兴旺.通信机房静电的危害与防护.电信工程技术与标准化,2015.6
               [2]吴晓英.计算机房静电危害及其防护.闽西职业技术学院学报,2016.9
               [4]鲜飞.浅谈电子制造过程中的静电及静电防护.电子与封装,2010、10.
               [2]刘洋.静电防护管理体系在危化企业的应用.工业安全与环保,2014、4.

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