通信机房静电防护的思考

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通信机房静电防护的思考

一、前言

在信息通信行业中静电与静电放电会对通信设备、人身、网络安全产生影响。在其他如：电子产品、石油化工、军工民品等诸多行业的科研、生产、储运、使用、处置等活动也会产生一系列不利影响，静电防护工作效果直接关乎生产安全与产品质量。静电防护管理主要通过对把控重要要素、规范关键流程、落实保障措施等提出要求，促进静电防护工作有效实施，保证静电防护工作效果。在不同行业中，静电敏感物自身各有特点，静电防护的目标有所不同，如信息通信行业静电防护的主要目标是保障机房内通信设备的安全运行，从而保障通信网络的安全运行；易燃易爆危险化学品武器弹药静电防护工作主要目标为生产安全保障；电子产品静电防护工作主要目标则为产品质量保证。在各行业领域所采取的相应静电防护技术措施有所区别，但在静电防护管理上的思路、要素、方法具有很多共性，因此需要从基于策划到实施到检査到改进的流程来建立通用性的静电防护的相关管理制度。

二、通信机房产生静电的因素分析

通信机房产生静电的因素很多，归纳一下影响产生静电的因素基本包括设备/材料（物）、环境、人等因素。

2.1设备/材料（物）因素产生机房静电

（1）机房内各类设备、线缆、机房装修材料：在机房中，许多材料都可能成为静电的来源。例如，机柜材料、塑料材料、各种合成材料等，都容易产生并积累静电。另外，包装材料和设备外壳也可能通过摩擦或接触分离产生静电。

（2）设备操作：机房中使用的许多设备和工具也可能成为静电的来源。例如，设备外壳、使用的工具以及设备线缆的插拔操作都可能导致静电的生成。电子设备在通电和操作过程中，内部电路的切换和电流的变化也可能引起静电现象。

2.2环境因素产生机房静电

空气湿度：空气湿度是影响静电产生的一个重要因素。相反，在湿度较高的环境中，空气中的水分子可以有效地中和电荷，减少静电的积累。因此，在干燥季节或干燥气候条件下，机房中的静电问题通常更加严重。

机房洁净度：A 类、B 类、C类、D类机房内不应有导电的、铁磁性的和腐蚀性的粒子，其浓度应满足直径大于0.5um 的灰尘粒子浓度≤18000粒/升。对通信设备有腐蚀性的气体和对人身有害的气体以及易燃易爆的气体，应防止流入机房。

2.3人的因素产生机房静电

（1）人员活动：人员在机房中的活动也会导致静电的产生。例如，通常情况下当工作人员在地面上走动时，鞋子与地面之间的摩擦会使鞋底和地面之间产生电荷分离，从而积累静电。

（2）服装材料：工作人员的服装材料同样不容忽视，尤其是合成纤维和尼龙等材料，它们极易通过摩擦产生静电。在机房内，工作人员的移动和操作不可避免地会产生服装与身体或其他物体的摩擦，从而可能导致静电的积累。

三、静电相关术语说明

为了更好的了解静电相关常识，现就与静电相关的名词术语做简要的说明说明，便于大家更好的理解。

（1）静电导体：在使用条件下，体电阻率小于或等于1×1010Ω·m（即电导率大于或等于1×10-10s/m）的物料或表面电阳率小于或等于1×1011Ω的固体表面。

（2）静电非导体：在使用条件下，体电阻率大于或等于1×1010Ω·m（即电导率小于或等于1×10-10s/m）的物料或表面电阻率大于或等于 1×1011Ω的固体表面。

（3）静电放电：带电物体形成的电场强度超过周围介质击穿场强或与其他物体接触，使电荷消散或转移的现象。

（4）静电事故：由于静电放电导致发生人员伤亡或财产损失的危害、损害的意外事件。

（5）最小点燃能：在常温常压条件下，点燃该物质所需的最小电气能量。

（6）间接接地：通过具有一定电阻的静电导体或静电亚导体材料使物品接地的接地方式。

（7）接地电阻：作为接地体的金属导体本身电阻与接地体和大地之间的电阻之和。

（8）静电接地电阻：静电接地系统的对地电阻。（包含接地电阻和接地体与接地点之间的电阳，用接地系统与大地之间的总电阻表示。）

（9）静电泄漏电阻：在一定电压下，物体上测量点与大地间的总电阻。（包含静电接地电阻和测量点与接地点之间的电阻。）

（10）爆炸性气体环境：气体或蒸气可燃物质与空气的混合物引燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。

（11）粉尘爆炸危险场所：存在可燃性粉尘和气态氧化剂（主要是空气），且可能产生粉尘爆炸危害的场所。

（12）静电危险场所：存在可由静电引爆的爆炸性混合物，或对其进行直接加工、处理等操作的场所的统称。

四、静电放电类型及引燃能力

作业场所尤其是通信机房应减少高引燃能力静电放电类型，如火花放电、传播型刷形放电的产生。不同放电形式具有不同的引燃能力，典型静电放电的特点及其引燃能力见下表。

表4 静电放电类型及其引燃能力
放电类型	发生条件	特点及引燃能力
电晕放电	当电极相距较远，在物体表面的尖端或突出部位电场较强处较易发生	气体介质在物体尖端附近局部电离，不形成放电通道感应电晕单次脉冲放电能量小于20µJ,有源电晕单次脉冲放电能量则较此大若干倍,引燃、引爆能力小
刷形放电	在带电电位较高的静电非导体与导体间较易发生	有声光，放电通道在静电非导体表面附近形成许多分叉，在单位空间内释放的能量较小，一般每次放电能量不超过 4mJ，引燃、引爆能力中等
火花放电	主要发生在相距较近的带电金属导体间或静电导体间	有声光，放电通道一般不形成分叉，电极上有明显放电集中点，释放能量比较集中，放电能量可达1J，引燃、引爆能力很强
传播型刷形放电	仅发生在具有高速起电的场合，当静电非导体的厚度小于8mm，其表面电荷密度大于或等于270µC/㎡时较易发生	有声光，将静电非导体上一定范围内所带的大量电荷释放，引燃、引爆能力强

下面环境条件下静电放电引燃的风险较高：

（1）在相同带电电位条件下，负极性放电体产生的放电比正极性放电体产生的放电具有更高的引燃风险。

（2）在下列环境下，更易发生引燃、引爆等静电危害:

1）可燃物的温度比常温高；

2）局部环境氧含量（或其他助燃气含量）比正常空气中高；

3）爆炸性气体的压力比常压高；

4）相对湿度较低。

五、通信机房静电干扰要求5.1通信机房控制静电干扰的总体要求

（1）机房内应尽量抑制或减少机房内静电荷的产生，严格控制静电源。

（2）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。

（3）定期对机房内防静电设施进行维护和检验。

5.2 对地静电电压值要求

机房内地板、工作台、通信设备、操作人员等对地静电电压绝对值应不大于200V。

5.3 地面防静电要求

机房内敷设防静电地板时，其表面电阻和系统电阻应在1×105Ω~1×109Ω。5.4 墙壁和顶棚防静电要求

机房内墙壁和顶棚表面应光滑平整，减少积尘，宜采用具有防静电性能的材料。

5.5 工作台、椅、终端台防静电要求

机房内的工作台、椅、终端台应是防静电的。台面静电泄露的系统电阻及表面电阻均为：1×105Ω~1×109Ω。

六、防静电措施6.1防静电基本措施6.1.1 减少静电荷产生

（1）对接触起电的物料，应选用在带电序列中位置较邻近的，或对产生正负电荷的物料加以适当组合，使最终达到起电最小。

（2）在生产工艺的设计上，应通过优化工艺减少冲击、摩擦与分离过程，对有关物料应减小接触面积和压力，减少接触次数，降低运动和分离速度。

6.1.2 加快静电耗散

（1）在静电危险场所,所有对地绝缘的静电导体应接地。对金属物体应采用金属导体与大地做导通性连接。对金属以外的静电导体及亚导体则应作间接接地。

（2）防静电接地线不应利用电源零线，不应与防直击雷的专设引下线共用，且不应串联接地。

（3）接地电阻不应大于100 Ω。静电导体静电泄漏电阻不应大于1×106Ω静电亚导体的静电泄漏电阻不应大于1×109Ω，需使用泄漏电阻限制静电导体对地的放电电流时，静电泄漏电阻应大于1×104Ω。

（4）在进行间接接地时，应在金属导体与非金属静电导体或静电亚导体之间加设金属箔，或涂导电性涂料或导电剂以减少接触电阻。

（5）对于高带电的物料，应通过在接近排放口前的适当位置装设缓和器，或在某些物料中添加适量的防静电添加剂，以降低其电阻率的方式降低静电风险。

（6）在生产现场使用静电导体制作的操作工具应接地。

（7）带电体应进行局部或全部静电屏蔽，或利用各种形式的金属网以减少静电的积聚。同时屏蔽体或金属网应可靠接地。

（8）在设计和制作工艺装置或装备时，应减少产生静电放电的条件，避免物料的高速剥离等。

（9）应控制作业场所可燃物的浓度，保持在爆炸下限以下。

6.2通信机房防静电措施6.2.1 机房防静电基础措施

（1）抑制或者减少静电的产生，严格控制静电源。

（2）尽量依靠接地措施消除静电，设备、仪器、工具、人员、其他金属导体均应接地。

（3）在允许的情况下，尽量提高环境湿度防止静电积累。

（4）机房的接地系统应符合相关规定，并定期检查。必要时可使用电离系统（离子静电消除器等）提供静电中和或采取静电屏蔽、隔离措施。

（5）定期对防静电设施和设备进行检查和维护。

（6）不宜存放易于产生静电的材料制品，如普通塑料、橡胶等。

6.2.2 通信机房防静电对装备、设施采取的措施

（1）防静电地面

一般防静电地面材料宜采用静电耗散材料制作。应设置接地网络并良好接地。

防静电活动地板、防静电贴面板、防静电地坪涂料应符合相关规定的要求。防静电活动地板应与静电接地系统进行良好的连接。

（2）防静电桌（台）面

静电危险区域内的防静电桌（台）面宜采用静电耗散材料制成并采取软接地系统电阻为1×105Ω~1×109Ω。

（3）防静电腕带、鞋、服

防静电腕带、防静电鞋、防静电服应符合相关规定的要求。

（4）墙壁、顶棚

静电危险区域内墙壁、顶棚宜采用静电耗散材料施工，并采取接地措施。系统电阻（对地电阻）不大于1×1010Ω。

（5）其他

静电危险区域内用到的座椅、中转车（箱）、包装、手套、指套、存放架等应符合相关要求，离子静电消除器应符合相关要求。

6.2.3 通信机房防静电对人员操作的要求

（1）操编辑必须经过防静电培训后才能进入操作。

（2）严禁未采取防静电措施的人接触静电放电敏感物品。

（3）仪器、工具、设备均应采取防静电措施。

（4）进入静电危险区域前，应穿好防静电服，防静电鞋；离开静电危险区域后，才能更换防静电服，防静电鞋。

（5）不允许在静电危险区域内更换防静电鞋服、梳理头发等。

（6）与静电放电敏感物品接触时，需佩戴防静电腕带，防静电腕带与防静电接地系统连接，同时防静电腕带与人手腕紧密接触。

（7）在机架上插拔板卡、模块、子框（架）及电缆线（插头、插座）时除严格遵循相关规定。另外，应避免碰触引线、接线端，外露的元器件、焊点。设备到现场后，需在机房防静电设施完善后开箱验收。

（8）机架、板卡、模块、子框（架）、元器件上的静电防护罩应在机架安装在固定位置并连接好防静电地线后拆除。

（9）机架、板卡、模块、子框（架）、元器件在存放和运送时应放置在防静电屏蔽袋中。

（10）文件、资料等也应放置在防静电屏蔽袋中，并远离静电放电敏感物品。

（11）静电危险区域内使用焊接设备应采取接地措施。焊接设备的焊头与接地极之间的电阻值小于20Ω。使用的吸锡器、气动（电池动力）工具也应予以接地。使用的吸锡器、气动工具、电池动力工具表面对地电阻不大于1×109Ω。

（12）外来人员进入静电危险区域前，应由经过培训的工作人员以适合的方式告知相关规定。

七、机房静电防护的管理7.1 分区

通信机房可按照相关规定中机房分类及实际情况划定静电危险区域。

7.2 静电危害控制方案

在静电危险区域，应制定静电危害控制方案。其内容应包括：

（1）可能产生的静电危害；

（2）静电危害的表现形式；

（3）静电危害的产生原因；

（4）静电危害的控制措施；

（5）人员的培训计划；

（6）防静电措施的验证。

7.2 人员管理

（1）在静电危险场所工作的人员，应定期的进行防静电危害培训。培训应同本单位的实际工作结合，培训的内容应包括法规的培训、防静电措施的实行方法、必要的演习及常识的补充。

（2）对短期来访的外来人员，应配备公用的个体防静电装备。进入静电危害区域前，应由有经验的工作人员以适合的方式告知有关规定。

7.3 定期检查

应按照静电危害控制方案对采取的防静电措施进行定期检查。检查的频率取决于控制对象的用途、耐久性及失效的风险。检查频率不宜低于每年一次。

7.4 做好标志、记录

所有静电危险区域均应设立明显的危险标志。静电危险场所必须有接地点、应使用的防静电物品、必备的衣物、静电危险区及运动方面的限制等标志。所有的工作都应被记录在案并保存。

八、总结

综上，机房防静电的意义重大，在保护设备安全方面，静电放电可能会对机房内的电子设备造成损害，尤其是对高灵敏度的电路和元件，静电放电可能导致设备性能下降或直接损坏，影响机房的正常运行；在防止火灾和爆炸风险方面，静电积累可能引发火花，尤其是在存在易燃、易爆气体或粉尘的环境中，这会增加火灾和爆炸的风险；在保证设备稳定运行方面，静电干扰可能影响电子设备的正常运行，导致数据错误、系统故障或通信中断，进而影响业务连续性；在保障人员健康方面，虽然静电对人员的直接危害较小，但频繁的静电放电可能会带来不适感，影响工作人员的工作效率和舒适度。因此，机房静电防护对保证设备安全、预防火灾、保障网络安全、人身安全具有重要意义。