第一篇：靜電放電抗擾測試的問題及對策

靜電放電抗擾測試的問題及對策

一．靜電放電抗擾測試的問題及對策

電磁兼容是指設備或系統在共同的電磁環境中能一起執行各自功能的共存狀態。即：該設備不會由于受到處于同一電磁環境中其它設備的電磁發射導致或遭受不允許的降級；它也不會使同一電磁環境中其它設備或系統因受其電磁發射而導致或遭受不允許的降級。對于手機電磁兼容測試，主要出現問題的項目是：靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、傳導騷擾及輻射騷擾。以下就手機的靜電放電抗擾度問題及其相關解決方案進行了描述。首先，介紹一下電磁兼容的測試方法。

二.電磁兼容測試方法

1.測試時手機的連接方式

手機通過空間鏈路與手機基站模擬器建立通信連接，手機充電器與手機相連且保持充電狀態，充電器的交流輸入端與交流電源或測試設備相連，見圖1。2.手機的工作狀態

電磁兼容測試過程中，手機有兩種典型的工作狀態：通話狀態：手機與基站模擬器通過空間鏈路建立并保持通信連接。根據不同制式，選擇中間的信道頻率。基站模擬器控制手機工作在最大的發射功率。手機與充電器相連并保持充電狀態。

空閑模式：手機與基站模擬器通過空間鏈路連接，BCCH信道激活，手機與基站模擬器保持同步，手機處于待機狀態。測試過程中，根據標準的要求選擇手機的工作狀態進行電磁兼容測試。2.測試方法

測試方法詳見各個行業標準及相關的基礎標準。對于手機電磁兼容測試，主要出現問題的項目是：靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、傳導騷擾及輻射騷擾。以下就手機的靜電放電抗擾度問題及其相關解決方案進行了描述。

三.靜電放電抗擾測試的問題及對策

1.靜電放電抗擾度試驗產生的問題： 1)手機機通話中斷； 2)靜電放電導致手機機部分功能失效，但靜電放電過程結束后或者重新啟動手機機之后失效的功能可以恢復。這些現象可能為：

①、屏幕顯示異常，如屏幕顯示呈白色、屏幕出現條紋、顯示出現亂碼、屏幕顯示模糊等等；

②、通話效果出現問題，如出現嘯叫聲或者聲音消失等問題； ③、按鍵功能或者觸摸屏功能喪失；

④、軟件出現誤告警，如在并沒有出現插拔充電器的情況下頻繁提示“充電已連接、充電器已移除”；

3)手機自動關機或者重新啟動現象。這個問題既可能發生在通話過程中，也可能發生在待機過程中； 4)靜電放電導致手機損壞：

①.由于部分器件損壞，手機的一些功能在重新啟動后仍無法恢復，如攝像頭功能；

②、自動關機后無法再次開機的情況；

③、與充電器相連接的情況下進行測試時，充電器也可能出現失效、損壞甚至爆炸等問題。

2.手機靜電放電問題的具體分析

1）、通話中斷：造成通話中斷的主要原因是靜電放電對手機內部的射頻電路和或基帶電路造成影響，造成了通信信噪比的下降，信號同步出現問題，從而造成通話中斷；

2）、結構設計不合理也可能導致通話中斷：靜電放電試驗中需要使用較大面積的金屬材質的水平耦合板，手機與水平耦合板之間僅放置一個厚度為0.5mm 的絕緣墊。當天線或者大面積的金屬部件距離這個水平耦合板距離過近時可能產生相互耦合，可能導致移動電話機實際能達到的靈敏度大大下降，使進行靜電試驗時通話更容易中斷。嚴重時即使不施加靜電干擾移動電話機都無法保持通話； 3）、自動關機或重啟：基帶電路的復位電路受到靜電的干擾導致手機誤關機或重啟；

4）、部分器件失效：靜電放電過程中高電壓和高電流導致器件的熱失效或者絕緣擊穿。也可能受到靜電放電過程中強電磁場影響導致器件暫時失效； 5）、軟件故障：靜電干擾信號被當作有用信號被處理，導致操作系統誤響應。

四.靜電放電問題的改進建議

a.在設計方案上考慮靜電放電問題

1、盡量選擇靜電敏感度等級高的器件；

2、器件與靜電源隔離；

3、減少回路面積(面積越大，所包含的場流量越大，其感應電流越大)，具體的措施可能包括：走線越短越好；電源與地越接近越好；存在多組電源和地時，以格子方式連接；太長的信號線或電源線必須與地線交錯布置；信號線越靠近地線越好；所有的組件越近越好；同一特性器件越近越好；

4、接地平面設計：盡量在PCB 上使用完整的地平面；PCB 接地面積越大越好；不要有大的缺口；

5、PCB 的接地線需要低阻抗且要有良好的隔離；

6、電源、地布局在板中間比在四周好；

7、在電源和地之間放置高頻旁路電容；

8、保護靜電敏感的元器件。b.出現靜電問題后的整改建議 整改步驟：

1）嘗試直接放電和間接放電、空氣放電和接觸放電，確認耦合路徑； 2）從不同方向放電，觀察現象有何不同，確定所有的放電點和放電路徑； 3）從低到高，在不同電壓下進行試驗，確定手機在哪個電壓范圍內出現不合格現象；

4）多試驗幾臺樣機，分析共性，確認失效原因；

5）根據耦合路徑、不合格現象、放電路徑，判斷相關的敏感器件； 6）針對敏感器件制訂解決方案； 7)通過試驗驗證、修正解決方案。整改措施：

①、對于機殼縫隙、按鍵、FPCB 的問題可用介質隔離的方式來處理； ②、對于攝像頭、麥克風、聽筒等問題可以通過介質隔離、加強接地等方式來處理； ③、具有屏蔽殼的芯片可以通過加強屏蔽效果、屏蔽殼加強接地的方式來處理； ④、對于接口電路、關鍵芯片的引腳，要通過使用保護器件（如TVS 管，ESD 防護器件）來加以保護；

⑤.對于軟件的故障，可以通過增加一些邏輯判斷來正確檢測和處理告警信息的方式來改善。

專業：物理電子學

學號：201312131594 姓名：王盼

第二篇：靜電放電抗擾度測試

靜電放電抗擾度測試 靜電的產生與危害 靜電放電是一種自然現象,經驗表明,人在合成纖維的地毯上行走時,通過鞋子與地毯的摩擦,只要行走幾步,人體上積累的電荷就可以達到10-6庫侖以上(這取決于鞋子與地毯 之間的電阻),在這樣一個“系統”里(人/地毯/大地)的平均電容約為幾十至上百pF,可能產生的電壓要達到15kV.研究不同的人體產生的靜電放電,會有許多不同的電流脈沖,電流波形的上升時間在100ps至30ns之間.電子工程師們發現,靜電放電多發生于人體接觸半導體器件的時候,有可能導致數層半導體材料的擊穿,產生不可挽回的損壞靜電放電以及緊跟其后的電磁場變化,可能危害電子設備的正常工作。2 靜電放電試驗

GB/T17626.2描述的是在低濕度環境下,通過摩擦使人體帶電.帶了電的人體,在與設備接觸過程中就可能對設備放電.靜電放電抗擾度試驗模擬了兩種情況: ⑴設備操作人員直接觸摸設備時對設備的放電,和放電對設備工作的影響;⑵設備操作人員在觸摸鄰近設備時,對所關心這臺設備的影響.其中前一種情況稱為直接放電(直接對設備放電);后一種情況稱為間接放電(通過對鄰近物體的放電,間接構成對設備工作的影響).靜電放電可能造成的后果是:

(1)通過直接放電,引起設備中半導體器件的損壞,從而造成設備的永久性失效.⑵由放電(可能是直接放電,也可能是間接放電)而引起的近場電磁場變化,造成設備的誤動作.試驗配置

由于靜電放電的電流波形十分陡峭,前沿己經達到0.7～1ns,其包含的諧波成分至少要達到500MHz以上,因此試驗室里試驗配置的規范性是保證試驗結果重復性和可比性的一個關鍵.下圖上海三基電子工業有限公司提供的臺式與落地式兩種設備的試驗配置.①木制試驗臺1700×900×800mm ①絕緣支座1100×800×100mm ②參考接地板2700×1800×1.5mm ②參考接地板2700×1800×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm

④水平耦合板1600×800×1.5mm

④垂直耦合板支架500×500×1200mm

⑤絕緣墊板1400×600×0.5mm ⑤兩端帶470kΩ電阻的連接線(一根)⑥兩端帶470kΩ電阻的連接線(兩根)靜電放電試驗的實驗室

配置可以由用戶自行制作,標準對此作出了規定,歸結起來有以下幾點:

⑴參考接地板采用0.25mm以上銅板或鋁板(鋁板易氧化,慎用).如用其他金屬,厚度至少是0.65mm以上.參考接地板實際尺寸不限,要求四周均超出被試設備(指地面設備)或試驗桌臺面水平耦合板(用于臺式設備)的每邊0.5m以上.參考接地板要和試驗室的保護接地線相連.⑵水平耦合板(僅臺式設備有)和垂直耦合板(后者有絕緣支架)的材料與參考接地板相同.兩塊耦合板各有一根兩端接有470kΩ電阻的電纜線與參考接地板相連,以便泄放試驗中靜電電荷.要求所用電阻有承受放電的能力;整個電纜有絕緣保護,避免與接地板短路.⑶對臺式設備,在水平耦合板上覆一塊0.5mm的絕緣薄板,要求試驗中此板不明顯積聚電荷.在臺式設備試驗中,水平耦合板至少比試品的每一邊大出0.1m.如試品太大,要么選用更大的試驗臺;要么選用兩張同樣的試驗臺來擺放試品,桌面上的水平耦合板不必焊在一起,而可以在兩張桌子的并合處覆一塊同樣材質的金屬,只要各壓住每個桌面0.3m以上即可.但要求兩張桌子的水平耦合板用電阻線分別與參考接地板相連.⑷對地面設備,在參考接地板上要有一個0.1m高的絕緣支座,試品和試品電纜放在絕緣支座.⑸所有連接線(包括參考接地板的接地電纜;耦合板上的帶電阻的連接電纜;以及放電槍接到參考接地板上的接地回線等)都必須保持低阻抗的連接.⑹其他應注意的地方

A.在距試品1m以內應無墻壁和其他金屬物品(包括儀器).B.試驗中的試品要盡可能按實際情況布局(包括電源線,信號線和安裝腳等等).接地線要按生產廠的規定接地(沒有接地線的就不接),不允許有額外的接地線.C.放電時,放電槍的接地回線與試品表面至少保持0.2m的間距,避免相互間有附加感應,影響試驗結果.試驗方法

標準規,凡被試設備正常工作時,人手可以觸摸到的部位,都是需要進行靜電放電試驗的部位(這樣的部位,除機殼以外,其他如控制鍵盤,顯示屏,指示燈,旋鈕,鑰匙孔,電源線等都在考核范圍內).試驗時,被試設備處在正常工作狀態.試驗正式開始前,試驗人員對試品表面以20次/秒的放電速率快速掃視一遍,以便尋找試品的敏感部位(凡掃視中有引起試品數顯跳動,動作異常跡象的部位,都作為正式試驗時的重點考查部位,應記錄在案,并在正式試驗時應在其周圍多增加幾個考查點).正式試驗時,放電以1次/秒的速率進行(也有規定為1次/5秒的產品),以便讓試品來得及作出響應.通常對每一個選定點上放電20次(其中10次是正的,還有10次是負的).原則上,凡可以用接觸放電的地方一律用接觸放電.對有鍍漆的機殼,如制造廠未說明是作絕緣的,試驗時便用放電槍的尖端刺破漆膜對試品進行放電.如廠家說明是做絕緣使用時,則改用氣隙放電.對氣隙放電應采用半圓頭形的電極,在每次放電前,應先將放電槍從試品表面移開,然后再將放電槍慢慢靠近試品,直到放電發生為止.為改善試驗結果的重復性和可比性,放電電極要垂直試品表面.間接放電:

①對水平耦合板,放電槍垂直地在離開試品0.1m處用接觸放電方式進行放電.②對垂直耦合板,耦合板應放在離試品0.1m處,放電槍要垂直于耦合板一條垂直邊的中心位置上進行放電.對試品垂直方向的四個面都要用垂直耦合板做間接放電試驗.電快速瞬變脈沖群產生的原理：

當電感性負載（如繼電器、接觸器等）在斷開時，由于開關觸點間隙的絕緣擊穿或觸點彈跳等原因，在斷開處產生的瞬態騷擾。當電感性負載多次重復開關，則脈沖群又會以相應的時間間隙多次重復出現。這種瞬態騷擾能量較小，一般不會引起設備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會對移動電話機的可靠工作產生影響。電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗相關問題的分析 電快速瞬變脈沖波形通過充電器直接傳導進手機，導致主板電路上有過大的噪聲電壓。當單獨對火線或零線注入時，盡管是采取的對地的共模方式注入，但在火線和零線之間存在差模干擾，這種差模電壓會出現在充電器的直流輸出端。當同時對火線和零線注入時，存在著共模干擾，但對充電器的輸出影響并不大。造成手機在測試過程中出現問題的原因是復雜的，具體表現為: 1)前期設計時未考慮電快速瞬變脈沖群抑制功能，沒有添加相關的濾波元器件，PCB設計綜合布線時也沒有注意線纜的隔離，主板接地設計也不符合規范，另外關鍵元器件的也沒有采取屏蔽保措施等；

2)生產廠在元器件供應商的選擇上沒有選用性能可靠的關鍵器件，導致測試過程中器件老化或者器件失效，從而容易受到電快速瞬變脈沖的干擾；

3)在整機生產組裝過程中，加工工藝及組裝水平出現的問題可能會導致產品一致性不好，別送檢手機存在質量問題； 4)檢測過程中由于其他測試項出現問題導致整改，可能由于整改方案的選擇會影響到電快速瞬變脈沖群測試不合格。

電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗相關問題的改進建議 針對電快速脈沖群干擾試驗出現的問題，主要可以采取濾波及吸收的辦法來實現對電快速瞬變脈沖的抑制。

1)在手機設計初期就應重點考慮抑制電快速瞬變脈沖群干擾設計：

在PCB層電源輸入位置要做好濾波，通常采用的是大小電容組合，根據實際情況可以酌情再添加一級磁珠來濾除高頻信號，盡量采用表面封裝；

盡量減小PCB的地線公共阻抗值； PCB布局盡量使干擾源遠離敏感電路； PCB的各類走線要盡量短； 減小環路面積；

在綜合布線時要注意強弱電的布線隔離、信號線與功率線的隔離，綜合布線是系統很重要的一個設計組成部分，一個糟糕的綜合布線格局很可能斷送一個設計精良的PCB的穩定性； 關鍵敏感芯片需要屏蔽；

軟件上應正確檢測和處理告警信息，及時恢復產品的狀態；

2)元器件的選擇上應使用質量可靠的芯片，最好做過芯片級的電磁兼容仿真試驗，質量可靠的充電器、數據線及電池的選用可提升對電快速瞬變脈沖信號的抑制能力；

3)廠家在組裝生產環節中應嚴把質量關，做好生產工藝流程控制，盡量保證產品質量的一致性，減少因個別手機質量問題帶來的測試不合格現象；

4)EFT測試過程中如出現問題，可采用在充電器增加磁環或者電快速瞬變脈沖群濾波器的方法進行整改，選用磁珠的內徑越小、外徑越大、長度越長越好；采用加TVS管的整改方法作用有限；

5)根據最新GB/T17626.4-2008標準要求，重復頻率將增加100kHz選項，將會比5kHz更為嚴酷，希望廠家及早重視進行相關的電快速瞬變脈沖群測試防護工作。下面是在實驗室進行電快速脈沖群抗擾度試驗時所必須的配置：

1.參考接地板用厚度為0.25mm以上的銅板或鋁板（需提醒的是，普通鋁板容易氧化，易造成試驗儀器、受試設備的接地電纜與參考接地板之間塔接不良，宜慎用）；若用其他金屬板材，要求厚度大于0.65mm。參考接地板的尺寸取決于試驗儀器和受試設備，以及試驗儀器與受試設備之間所規定的接線距離（1m）。參考接地板的各邊至少應比上述組合超出0.1m。參考接地板應與實驗室的保護地相連。

2.試驗儀器（包括脈沖群發生器和耦合/去耦網絡）放置在參考接地板上。試驗儀器用盡可能粗短的接地電纜與參考接地板連接，并要求在搭接處所產生的阻抗盡可能小。

3.受試設備用0.1±0.01m的絕緣支座隔開后放在參考接地板上（如果受試設備是臺式設備，則應放置在離參考接地板高度為0.8±0.08m的木頭桌子上）。受試設備（或試驗桌子）距參考接地板邊緣的最小尺寸滿足項1（0.1m）的規定。受試設備應按照設備的安裝規范進行布置和連接，以滿足它的功能要求。另外，受試設備應按照制造商的安裝規范，將接地電纜以盡量小的接地阻抗連接到參考接地板上（注意，不允許有額外的接地情況出現）。當受試設 備只有兩根電源進線（單相，一根L，一根N），而且不設專門接地線時，受試設備就不能在試驗時單獨再拉一根接地線。同樣，受試設備如果通過三芯電源線進線（單相，一根L，一根N，及一根電氣接地線），未設專門接地線時，則此受試設備也不允許另外再設接地線來接地，而且受試設備的這根電氣接地線還必須經受抗擾度試驗。

4.受試設備與試驗儀器之間的相對距離以及電源連線的長度都控制在1m，電源線的離地高度控制在0.1m，如有可能，最好用一個木制支架來擺放電源線。當受試設備的電源線為不可拆卸，而且長度超過1m時，那么超長部分就應當挽成個直徑為0.4m的扁平線圈，并行地放置在離參考接地板上方0.1m處。受試設備與試驗儀器之間的距離仍控制為1m。標準還規定，上述電源線不應采用屏蔽線，但電源線的絕緣應當良好。

5.試驗應在試驗室中央進行，除了位于受試設備、試驗儀器下方的參考接地板以外，它們與其他所有導電性結構（例如屏蔽室的墻壁和實驗室里的其他有金屬結構的試驗儀器和設備）之間的最小距離為0.5m。

6.當使用耦合夾做被試系統的抗擾度試驗時，耦合夾應放置在參考接地板上，耦合夾到參考接地板的邊緣尺寸的最小距離為0.1m。同樣，除了位于耦合夾下方的參考接地板以外，耦合夾相對所有其他導電性結構之間的最小距離是0.5m。如果試驗是針對系統中一臺設備（如EUT1）的抗擾度性能測試來說時，則耦合夾與EUT1的距離關系保持不變，而將耦合夾相對EUT2的距離增至5m 以上（標準認為較長的導線足夠使線路上的脈沖群信號損耗殆盡）。耦合夾也可由1米長的鋁箔包裹受試電纜代替，前提是它可以提供和耦合夾一樣的等效電容（100pF）。如果現場條件不允許放置1m長的鋁箔也可以適當縮短長度，但仍要保證等效耦合電容。也可以將發生器的輸出通過100pF的高壓陶瓷電容直接加到受試電纜的芯線或是外皮。

7．在電源線上的試驗通過耦合/去耦網絡以共模方式進行，在每一根線（包括設備的電氣接地線）對地（對參考接地板）施加試驗電壓。要求每一根線在一種試驗電壓極性下做三次，每次一分鐘，中間相隔一分鐘。在一種極性做完后，換做另一個極性。一根線做完后，換做另一根線。當然也可以把脈沖同時注入兩根線，甚至幾根線。

四．試驗等級 試驗等級所代表的典型工作環境如下：1級，具有良好保護的環境。計算機機房可代表此類環境；2級，受保護的環境。工廠和發電廠的控制室可代表此類環境；3級，典型工業環境。發電廠和戶外高壓變電站的繼電器房可代表此類環境；4級，嚴酷的工業環境。為采取特別安裝措施的電站或工作電壓高達50萬伏的開關設備可代表此類環境；X級，由廠家和客戶協商決定。

浪涌沖擊形成的機理

電磁兼容領域所指的浪涌沖擊一般來源于開關瞬態和雷擊瞬態。系統開關瞬態與以下內容有關：

a）主電源系統切換騷擾，例如電容器組的切換；

b）配電系統內在儀器附近的輕微開關動作或者負荷變化； c）與開關裝置有關的諧振電路，如晶閘管；

d）各種系統故障，例對設備組接地系統的短路和電弧故障。試驗實施

電源、信號和其他功能電量應在其額定的范圍內使用，并處于正常的工作狀態。

根據要進行試驗的EUT的端口類型選擇相應的試驗試驗波形發生器和耦合單元及相應的信號源內阻。

使受試設備處于典型工作條件下，根據受試設備端口及其組合，依次對各端口施加沖擊電壓。每種組合應針對不同脈沖極性進行測試，兩次脈沖間隔時間不少于1min。

對電源端子進行浪涌測試時，應在交流電壓波形的正、負峰值和過零點分別施加試驗電壓。對電源線和信號線應分別在不同組合的共模和差模狀態下施加脈沖沖擊。

每種組合狀態至少進行5次脈沖沖擊。

若需滿足較高等級的測試要求，也應同時進行較低等級的測試。只有兩者同時滿足，我們才認為測試通過。

雷擊浪涌試驗有共模和差模兩種。因此浪涌吸收器件的使用要考慮到與試驗的對應情況。為保證使用效果，浪涌吸收器件要用在 進線入口處。由于浪涌吸收過程中的di/dt特別大，在器件附近不能有信號線和電源線經過，以防止因電磁耦合將干擾引入信號和電源線路。此外，浪涌吸收器件的引腳要短；吸收器件的吸收容量要與浪涌電壓和電流的試驗等級相匹配。

雷擊浪涌試驗的最大特點是能量特別大。所以采用普通濾波器和鐵氧體磁芯來濾波、吸收的方案基本無效；必須使用氣體放電管、壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和半導體放電管等專門的浪涌抑制器件才行。浪涌抑制器件的一個共同特性就是阻抗在有浪涌電壓與沒浪涌電壓時不同。正常電壓下，它的阻抗很高，對電路的工作沒有影響；當有很高的浪涌電壓加在它上面時，它的阻抗變得很低，將浪涌能量旁路掉。這類器件的使用方法是并聯在線路與參考地之間，當浪涌電壓出現時，迅速導通，以將電壓幅度限制在一定的值上壓敏電阻、瞬態抑制二極管和氣體放電管具有不同的伏安特性，因此浪涌通過它們時發生的變化不同.

第三篇：石油靜電及部分場所防靜電對策

石油靜電及部分場所防靜電對策

1、石油靜電特點

影響油品起電和放電的因素多，量化控制困難。

2、靜電起電與影響因素 2.1起電

油品在流動、攪拌/調和、噴出、沉降/浮起、過濾/分離等，都會產生靜電。2.2影響因素

（1）純凈油品是不起電的，當油品含電離雜質及不相溶的第二相分散物時起電量就會增加；

（2）過濾介質類型和面積、管道表面粗糙度和沉積層面積以及作業方式和環境溫濕度等，也會影響油品起電。如油品中“供靜電劑”意外增加，包括游離水、不相溶的分散介質或懸浮物等。

3、危險界限與安全控制指標 3.1油面放電危險界限：58kV

安全管理指標：德國42kV、美國35kV、俄國20kV、中國12kV 3.2鐵路槽車入口電荷密度：≤30μC/m3

油面附近電荷密度：≤5.5～10.6μC/m3

加油速度：vd＜0.8m2/s（鐵路）

vd＜0.5m2/s（汽車）3.3絕緣導體或容器放電危險界限：327V

安全控制指標：＜100V（MIE為0.1～1mJ）放電電荷轉移量：＜0.1μC（MIE為0.26mJ）3.4絕緣體放電危險界限：

20～30kV（MIE為0.1～1.0mJ）安全管理指標：＜5kV 4

防靜電災害對策指南 4.1 防災原則

對策指南和具體措施包括：

（1）抑制起電條件，如限制流速、避免油水混合作業等；（2）確保或增加靜電泄放能力，如系統接地、增濕、加抗靜電劑等；

（3）避免高能放電條件，如防止絕緣導體、金屬突出物等；（4）在危險作業區或操作上難以確保上述要求的危險場所，可增設部分防靜電措施，包括：

·石油靜電消除器/監測器 ·防靜電、防雜散電流鶴管 ·本安型人體靜電消除器 ·智能型接地連鎖裝置 ·防靜電型采樣器 ·防靜電工作服、鞋等

4.2 現場靜電管理目標及措施的推薦意見 將安全管理融入到“人、機、料、法、環”一體化管理系統中，向安全要效益；以安全經濟學的基本思想為指導，預防為主，突出重點，松緊適度，以最小的投入獲取最大的風險效益。4.2.1槽車/汽車加油場所

（1）確認槽車/汽車接地系統良好 確保管道法蘭連接符合防靜電設計要求 確保鶴管與槽車跨接良好 確保膠管接頭或油槍等跨接良好（2）確保裝車操作程序

鶴管插入深度：距罐底＜200mm 鶴管埋沒前流速≤1m/s

鶴管埋沒后流速：vd＜0.8 m2/s(鐵路)、vd＜0.5 m2/s(汽車)加完油后靜置時間＞2min，然后再移管、摘地線（3）確保操作人員著裝、鞋、手套等符合防靜電要求（4）確保道軌分叉絕緣塊符合防靜電要求 附：設備整改推薦措施（1）管道靜電消除/監測器（2）智能型靜電接地裝置（3）本安型人體靜電消除器（4）防靜電、防雜散電流鶴管（5）鐵路絕緣塊電阻檢測儀 4.2.2罐區油罐加油場所（1）確保罐內無脫落的金屬浮球和其它飄浮異物（2）確保罐內無誘發放電的金屬突出物（3）有過濾器場所應確保油品弛漲時間≥30 s（4）按油品純度控制加油速度

當介質含游離水、污油或混合油時，流速≤1m/s 當用切水管處理介質時，流速≤1m/s 處理沉降后的成品油時，流速≤4m/s

（5）確保操作人員著裝、鞋、手套等符合防靜電要求（6）確保法蘭連接符合防靜電設計要求 附：設備整改推薦措施（1）管道靜電消除/監測器（2）本安型人體靜電消除器（3）防靜電型高料位報警器 4.2.3采樣/檢尺作業場所

（1）確保導靜電繩符合防靜電要求

（2）確保操作人員著裝、鞋、手套等符合防靜電要求（3）確保采樣/檢尺操作程序

作業時間必須在油品靜置30min后進行 作業前必須消除人體靜電

導靜電繩必須與罐上專用接地端子良好連接 投放導靜電繩速度＜1m/s、提拉速度≤0.5m/s 采樣/檢尺結束后應消除人體靜電后再蓋采樣口.（4）現場不能用塑料筒或未接地金屬筒采樣 附：設備整改推薦措施（1）本安型人體靜電消除器（2）防靜電型采樣器和量油尺（3）導靜電繩電阻檢測儀 4.2.4成品油碼頭加油場所

（1）在有過濾器場所應確保成品油弛漲時間≥30 s（2）確保法蘭或軟管夸接等連接符合防靜電要求（3）船岸管線連接宜采用絕緣法蘭連接

（4）確保操作人員著裝、鞋、手套等符合防靜電要求 附：設備整改推薦措施（1）管道靜電消除/監測器（2）本安型人體靜電消除器（3）船岸連接絕緣法蘭 4.2.5 LPG加油站

（1）汽車站或裝瓶站臺必須有專用接地設備

（2）汽車/鋼瓶與接地設備的連接應用電瓶夾等專用設備（3）灌裝作業前必須消除人體靜電（4）汽車灌裝速度確保＜3m/s

（5）灌裝地面應采用防靜電膠板等防靜電地面（6）確保操作人員著裝、鞋、手套等符合防靜電要求（7）臨時倒放LPG處必須確保瓶體、人體和周圍設施良好接地，并設防火設備

附：設備整改推薦措施（1）智能型靜電接地裝置（2）本安型人體靜電消除器（3）防靜電膠板電阻檢測儀 4.2.6原油卸油站臺

（1）確保操作人員著裝、鞋、手套等符合防靜電要求（2）卸油前確保人體和汽車不帶靜電（3）確保雷雨天不作卸油操作 附：設備整改推薦措施 本安型人體靜電消除器

參考文獻

1、《防止靜電事故通用導則》GB12158-2006

2、《液體石油產品靜電安全規程》GB13348-1992

3、《裝卸油品碼頭防火設計規范》JTJ237-99

4、《石油化工靜電接地設計規范》SH3097—2000

5、《預防靜電、雷電與雜散電流引燃的措施》API2003

6、《靜電作業規范》NFPA 77

7、《防靜電技術規范》BS5958

8、《南澳大利亞防靜電危害規程》AS1020-84

9、《靜電安全指南》日本（88年）

第四篇：靜電除塵器常見故障原因分析及對策

靜電除塵器常見故障原因分析及對策

更新時間：09-8-11 09:58

摘要:簡單介紹了靜電除塵器工作原理及基本結構。對靜電除塵器的常見故障 ,即負載短路、保溫箱電加熱器損壞、除塵效率降低及二次電壓高、二次電流低進行原因分析 ,提出了處理對策及預防措施。

關鍵詞:靜電除塵器, 故障原因, 對策, 預防措施

中原大化集團公司于2002年籌建了2臺自備75t/h循環流化床鍋爐, 2004年增設了1臺150 t/h循環流化床鍋爐, 3臺鍋爐的配套環保設施煙氣除塵器選用的均是BE型靜電除塵器。靜電除塵器投入使用以來 ,運行基本平穩。為了進一步發揮靜電除塵器的環保作用,創造良好的經濟和社會效益 ,現將曾出現的故障、原因及對策分析總結如下。靜電除塵器的工作原理

靜電除塵器是在2個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上 ,通以高壓直流電(高壓硅整流變壓器將 380V交流電整流成為 20～80 kV高壓直流電),維持一個足以使氣體電離的靜電場。氣體電離后生成陰離子和陽離子,這些離子吸附在通過電場的粉塵上 ,使粉塵獲得電荷。荷電的粉塵在電場力的作用下 ,向電場極性相反的電極運行 ,放出所帶電荷并沉積在電極上 ,使粉塵與氣體分離 ,并通過振打清灰使灰落入靜電除塵器下部灰斗 ,從而達到除塵的目的。靜電除塵器的基本結構

BE型靜電除塵器由陽極系統、陰極系統、陰陽極振打裝置、保溫箱、氣體均布裝置、殼體、灰斗及排輸灰裝置等組成。陽極系統由極板排、振打砧及防擺裝置構成。陰極系統由陰極框架、陰極砧梁、陰極懸掛系統、防擺裝置等組成。陰陽極的振打清灰均采用頂部電磁錘振打器。變壓器設置在除塵器頂部 ,高壓電直接通過高壓隔離開關、阻尼電阻后送入陰極系統。高壓進線設有保護套管。為防止陰極系統支承絕緣子周圍的溫度過低而結露漏電 ,在其旁安裝電加熱器 ,外加保溫箱。常見故障 3.1負載短路(1)現象 二次工作電流大,二次電壓升不高,甚至接近于零,報警器鳴笛,并在顯示屏上出現“LOAD SHORT”(負載短路)報警信號。此時應迅速按復位鍵,使電壓、電流回零,再按停運鍵,而后切斷電源。

(2)原因

①除塵器下部灰斗存灰太多 ,煤灰堆積至陰極框架甚至極板 ,導致陰陽兩極連通而短路。這種情況主要是輸灰系統出現故障,影響了煤灰的輸出 ,導致大量堆積。

②陰極線斷線 ,線頭搭在陽極板上 ,導致短路。電暈極振打裝置的絕緣軸結露被擊穿 ,或支承絕緣子受潮積灰引起短路。絕緣軸與支承絕緣子結構布置見圖 1。

③高壓穿墻瓷瓶、高壓套管罩內壁受潮結露 ,造成短路。(3)處理對策及預防措施

①加強灰斗內煤灰的輸出,準備好輸灰系統設備的備品備件,一旦有設備故障,及時消除,保證輸灰的正常進行,確保灰斗內不大量積灰。而且灰斗內積灰太多,會使陽極板和陰極框架無法自由伸縮膨脹而受阻彎曲變形,影響電場的正常工作。

②電暈極振打裝置的絕緣軸和支承絕緣子要用抹布擦拭干凈 ,無積灰與露水痕跡 ,保持潔凈光滑。上部擋風板要密封良好 ,有裂縫等應及時處理 ,防止雨水或潮氣進入保溫箱。

③設備投運前約 4 h,啟動電加熱器進行加熱驅潮 ,使保溫箱內溫度達到煙氣露點溫度以上 ,防止因積灰受潮引起短路。不要在煙氣露點溫度以下時就啟動電場 ,避免擊穿短路。

④高壓隔離開關柜的柜門應關閉鎖好 ,防止雨水或潮氣進入。檢修時把高壓穿墻瓷瓶和高壓套管擦拭干凈 ,防止擊穿或對地短路。3.2保溫箱電加熱器損壞(1)現象

在控制柜的各保溫箱溫度顯示屏上 ,電加熱器工作狀態顯示“OFF” ,但溫度指示低于所設定的溫度范圍 ,電加熱吸合開關為斷開狀態 ,電加熱器電源自動切斷 ,重新投運后又跳閘 ,無法投用。

(2)原因

①保溫箱內電加熱器的電源接線燒斷或短路 ,致使加熱器無法工作。

②電加熱器因本身質量問題或積灰過多 ,并持續在高溫環境中工作而發生斷裂、損壞。③線路存在短路、斷路、接觸不良等問題。(3)處理對策及預防措施

利用停運檢查機會查看電加熱器是否完好;電加熱器的接線是否牢固;電源控制柜內的電源開關、加熱器吸合開關及電氣接線完好 ,無短路、斷路和接觸不良等現象。.3二次電壓高 ,二次電流低且波動(1)現象

在電場控制柜的電壓電流指示儀上 ,一次電壓電流基本正常或稍低 ,二次電壓較正常值高 ,二次電流明顯偏低;數值顯示屏上顯示的二次電流不僅偏低而且波動。

(2)原因

①除塵器的振打裝置未投用或振打設置不當。振打器振打強度或頻率過高 ,會導致極板極線上的灰難以脫落或粉塵二次飛揚。這是因為電極上的粉塵沒有形成易脫落的較大片狀或塊狀 ,而是成為分散的單個粒子或較小的顆粒聚合體 ,不容易靠重力作用下落至下部灰斗 ,而是被氣流重新夾帶至后部電場 ,即成為粉塵的二次飛揚 ,相當于增大了粉塵濃度 ,而且會導致陰極線放電效果不理想。

②振打器參數設置存在問題 ,導致只有部分振打器工作 ,致使沒有振打的陽極板與陰極線上積灰過多 ,陰極線粗大 ,放電不良。陰極線粗大的原因有:由于分子力、靜電力及粉塵的性質而粘附在陰極線上 ,使陰極線積灰多;投運初期除塵器的溫度低于煙氣露點溫度 ,水或酸性物質粘附在電極上 ,與塵粒粘結在一起 ,產生大的附著力 ,導致極線積灰較多;煙氣中水蒸氣含量太多 ,使通過除塵器時溫度下降較明顯 ,粉塵之間、粉塵與電極之間有水凝結而粘附(粉塵粒徑在 3～4μm時最大附著力為 1 N /m2, 3μm以下附著力劇增 , 0.5μm約為 10 N /m2)。

③煙氣中的粉塵濃度過大。(3)處理對策及預防措施

①及時投用振打裝置并定期檢查;正確設置運行參數 ,保證振打器全部投用且振打高度合適。

②煙氣溫度低于露點溫度時不要投用電場。

③加強除塵器進出口煙氣溫度和上游各換熱器處煙氣溫度的監視 ,一旦發現水汽、設備漏水等異常情況 ,要高度重視 ,分析原因 ,采取措施 ,必要時停爐檢修。.4 除塵效率降低(1)現象

除塵器下游煙氣濁度儀顯示煙氣中的粉塵含量升高 ,高壓控制柜顯示的電場參數波動大 ,嚴重時煙囪冒黑煙。

(2)原因

①靜電除塵器入口氣流分布板孔眼被堵塞 ,氣流分布不均勻 ,導致部分電場超負荷運行 ,致使除塵效率降低。

②電場下部灰斗的排灰裝置嚴重漏風;防止煤灰結塊而設置的流化空氣閥門內漏或未及時關閉 ,導致進風量超標 ,除塵效率下降。

③發生電場以外放電 ,如隔離開關、高壓電纜及阻尼電阻等放電。

④振打裝置的振打時間與振打周期不合適 ,導致極板極線積灰嚴重 ,電暈線粗大 ,影響放電效果;粉塵產生二次飛揚 ,導致除塵效率下降。

(3)處理對策及預防措施

檢查氣流分布板的振打裝置是否失靈或未投用 ,保證振打效果;利用檢修機會檢查氣流分布板 ,防止分布板有脫落或孔眼被堵塞;針對排灰裝置的漏風部位與原因進行處理 ,流化空氣閥門使用后要及時關閉 ,同時利用停爐檢修機會確認并避免閥門內漏;調整振打強度、時間間隔和周期 ,保證振打效果 ,同時避免粉塵的二次飛揚與電暈線粗大。

第五篇：布袋除塵器的靜電問題及防爆措施

布袋除塵器的靜電問題及防爆措施

1．前言

布袋除塵器的靜電問題及防爆措施 王萬玉(北京市勞保所)近年來，粉塵爆炸事故頻頻發生，引起國內外有關方面的重視．這些事故表明：

(1)可燃性粉塵是固體物質的一種特別危險的狀態，其危險程度不亞于氣態混臺物；

(2)因靜電而引爆粉塵的事故占有較大比例；

(3)除塵器在除塵系統中是最危險的區域(如蘇聯專家把除塵器首爆總結為事故的基本規律)．因此對除塵器的靜電問題及爆炸防護進行深入的研究越來越重要．本文根據國內外的研究及我們對紡織行業除塵系統靜電引爆危險性研究和防爆型布袋除塵器的研制，談談自己的看法．

2．除塵系統產生靜電的種類及爆炸危害 2.1產生靜電的種類

a．摩擦起電．在脒塵系統中的粉塵，由于相互摩擦或與除塵系統中的設備管道以及其它除塵部件的摩擦都能產生靜電．

b．碰撞帶電．粉塵在輸送時，因在運動中相互碰撞或者與管壁、器壁碰撞，這種快速接觸和分離導致了靜電的轉移，從而使粉塵本身，除塵系統都帶上了靜電。

c．剝離帶電．貼附在濾料上的粉塵，一是受到振蕩，粉塵從濾料上被剝離F來，引起電荷分離，導致粉塵、濾料帶靜電．

d．沉降帶電．粉塵在空氣中由于重力自由沉降時，在沉降路程兩端會產生電勢差

e．沖流帶電．象液體在管道中流動能產生沖流電流和沖流電壓一樣，粉塵在管道中運行時，也會產生沖流帶電．由于粉塵的懸浮性，帶電后漂浮在空氣中，空氣是良好的絕緣體(許多粉塵本身就是高絕緣體)，所以粉塵帶電后很難泄漏，一旦靜電積累到一定程度時，會發生靜電放電，引起爆炸和燃燒．

2．2粉塵爆炸危害

粉塵的危害是多方面的，其中以引起爆炸和火災是最為嚴重的危害．漂浮在空氣中的可燃性粉塵一旦形成爆炸性塵云，且從某種火源接受了足夠能量(大于最小點火能)就會引起爆炸．一旦爆炸，因單位容積里的發熱量極大，力學破壞效果也極大．爆炸的粉塵云在爆炸沖擊渡作用下飛散至遠趾，形成著火的粉塵點，引起其它場所的爆炸或發生火災，造成二次性破壞，給國家、企業和人民帶來巨大的損失．如啥爾濱亞麻廠除塵器首先發生爆炸，膨脹壓力將除塵器(包括集塵斗)里的大量粉塵沿進鼠管道和管溝反噴到車間，引起麻塵爆炸及蓬松纖維著火，在短短的7秒多種內毀壞了13000多方米廠房，及J房內生產設備教室詞、除塵系統設備，職工傷亡235人，其中死l、電傷65人，輕傷1他人，直接經濟攢失選880多萬元．粉塵爆炸同時會產生一氧化碳，爆炸物分解出有毒氣體，污染環境，影響人體健康

3布袋除塵器的靜電問題問題主要有：

首先．粉塵與除塵系統設備管道等相互摩擦和碰撞都會產生大量靜電。帶電粉塵通過除塵器時貼附于濾料上，由于布袋除塵器采用間歇式清灰方式．帶電粉塵的堆積使場強逐漸增強．如果貼附于濾料L的粉壘厚度增大到一定程度，使得粉塵表面電場強度達到空氣的介質擊穿場強．則在場強最大值區域將出現靜電．若此時因某種原因(如清灰)，使得粉塵揚起．且粉塵濃度處于爆炸極限內．則很容易引起粉塵爆炸。粉塵層的極限值(對應于擊穿空氣放電情況)，主要由粉塵的荷電量及導電性決定，可根據粉塵的荷靜電量及電場理論分析得出．這樣計算出的粉塵厚度極限值是對應于最壞狀況F的計算值，考慮粉塵荷靜電的泄漏及電暈放電．若考慮這些因紊，則實際粉塵厚度極限值將大于理論計算值．但粉塵荷靜電的泄漏及電暈放電隨周圍環境(如濕度設備等J變化很大．因此定量評價靜電引爆粉塵的危險性及進行爆炸防護時應考慮到最壞的情況．

第二，從濾料上被剝離下來的粉塵帶有大量靜電．進入集塵斗后，帶電粉塵的堆積電使得粉堆表面電場強度逐漸增強．如果粉堆表面電場強度達到空氣的介質擊穿場強，在場強最大值區域也將出現放電．應用電磁場理論．對粉堆作定量分析．可得出以下二個最令人吃驚的結果：

<1)積粉塵因重力擠壓所生的放電很可能發生在粉塵荷質比在3．3x10c／kg以下某一適中的數值；

(2)粗粉塵中混有易引燃的細粉塵時易形成危險的情況．此外．通過理論和實際的檢驗．證明容器體積越大．流量越高、以及粉塵絕緣性越好．越容易放電．

第三，如果濾料及集塵斗是絕緣的．或者兩者是導電性材料制成的，但接地不良．則粉堆表面放電出現之后．放電產生的離于并不能轉移到地面，一種符號的離子被噯向粉堆，另一種符號的離子將被排斥．便在濾料上或集塵斗上出現很高的表面電荷．此時很可能引起刷形放電的傳播．如果此時偶然性出現導體靠近帶電體表面等情況，就能引起大范的表面空氣電離．放電能量可達數焦耳．另外．如果濾料及集塵斗是導電性材料制成，但接地術良．剛兩者成為帶電的孤立導，由于導體單次放電能量遠大于絕緣體單次放JU能量．周此這時比兩者都用絕緣材料制成的更危險．在日本．曾因濾料是絕緣的或雖然已織人為除靜電用的金屬線．但出j接地不良．而發生多起粉塵爆炸事故】．

第四，如果征粉堆表面放置一孤立導體．皿4放電能量迅速增大．若除塵系統人口處末沒置金屬分離器．則鐵絲、鐵釘及鐵塊等金屬有可能隨粉塵混入粉堆中，此時有可能出現這種放電現象．

從上面分折可看出，布袋除塵器及集塵斗是很危險的區域，老式的布袋除塵器存在些不安全隱患，應盡快研究布袋除塵器的爆炸防護問題，設計出防爆型布袋除塵器．

4．防爆措施

可燃性粉塵爆炸和可燃性氣體爆炸有一定的相似性，必須具備以下幾個條件

4．1粉塵本身具有爆炸性：

4．2粉塵必須懸浮在空氣中并與空氣混合達到爆炸濃度： 4．3供氧量充足；

4．4具有形成破壞性壓力的封閉結構： 4．5具有引爆火源．

研究和預防粉塵爆炸也必須從上述幾個方面人手．下面從控耐爆炸條件，防止爆炸形成及控制爆炸范圍，減弱爆炸破壞作用兩個方面對布袋除塵器提出一些防爆措施．

<1>貼附于濾料上的粉塵厚度的增加，使得粉塵表面電場強度增加。易出現擊穿空氣放電．因此應根據理論分析及實際生產狀況，設計一合適的清灰周期時間．這有三十方面的好處：第一。粉塵厚度過太影響附塵效率，及時清灰可提高除塵效率；第二，避免因粉塵層厚度過大而出現擊穿空氣放電；第三，及時清灰，可減小空間粉塵濃度，減少參與爆炸的能量，控制破壞范圍．目前。國內外較先進的除塵器(如西德LTG公司生產的TFC園籠除塵器及國產WLC聯合除塵機組)都采用連續清灰方式來替代間歇式除塵方式。經測試這種除塵器內粉塵濃度低于粉塵爆炸下限．

<2>用特殊的懸吊裝置取代下花板，消滅下花板上的粉塵堆積．

<3>粉堆中粗細塵混雜在一起，爆炸危險性增大．因此，在粉塵通過除塵器進入集塵斗之前，將粉塵分離為幾級。然后再進入不同的集塵斗．這樣就可將粗細粉塵分開，且減小集塵斗的尺寸，破壞產生靜電放電的條件．如果及時將集塵斗中的粉塵壓實，不使粉塵形成爆炸性塵云，則更安全．TFC園籠除塵器及WLC’聯合除塵機組符合這一要求，已在國內外得到廣泛使用。尤其是紡織行業．

<4>為使布袋上的靜皂易于中和和泄漏，以及發生放電時，所產生的離子導人大地。避免產生傳播型刷型放電，布袋應采用導電性較好的防靜電材料制作(如用金屬絲纖維、碳纖維等)．從實驗結果可看出。將導電性纖維從袋的兩面按一定要求進行縫紉，比織進去的方法效果顯著．同時。為保證接地良好，應設計接地端子．

<5>集塵斗等其他除塵設備應保證接地昆好．

<6>研究表明，濾袋對爆炸參數有影響，裝有濾袋的除塵器的爆炸參數比沒有濾袋的除塵器的爆炸參數低．這主要是因濾袋把除塵器容積分隔開來，使爆炸只在濾袋下面的空間發展．在這種情況下形成的氣體就比粉塵在除塵器整個容積內發生爆炸時所形成的氣體要少；當爆炸在除塵器內擴散時，未燃燒的那部分古塵空氣被濾袋過濾，并沉積在濾布上，脫離了可能爆炸的狀態．因此必須要求濾袋不得有玻損．同時為了防止除塵器內粉塵著火的初期就把濾布燒穿而提高可能爆炸的參數值，應使用耐火或助燃的材料制作濾袋．若除塵器的濾袋采用可燃性材料做成，在計算除塵器泄爆孔的面積上必須考慮除塵器的整個容積．

<7>因為陳塵器以上的空間容積與濾袋以下的容問容積之比越大，除塵器內，能爆炸的參數越低，因此應設法縮小集塵斗的容積．方法之一是研制不用塵斗納除塵器結構：方法之二是使濾袋伸入塵斗(即加大濾袋長度)．

<8>增加古塵空問的濕度(65％以上)有多方面作用．首先，細霧粒可以使塵粒易于沉降，減小形成爆炸性塵云的可能性；其次，濕度的增大使得粉塵引爆能量增大、火焰傳播的能力減弱；最后，濕度的增大有利于粉塵所荷靜電的泄漏和中和．減小靜電引爆的可能性．國內外大的爆炸事故大部分在干燥季節發生即可證明增加濕早防止粉塵爆炸可行的，合理的方法．

<9>設計探測、報警、自動滅火及管道截斷等自動舫護系統．除塵器防爆的一種有前途的方法是．在爆炸發生初期，當爆炸壓力尚未達到對受保護設備有危險性的數值時，利用自動防護系統進行抑爆．

<10>按照理論分析及實際要求，選擇臺適的殼體材料．設計防爆泄壓安全膜和安全活門，以使除塵器內部的可燃物發生爆炸時，保護除塵器不受損壞．

<11>如果除塵器布置在室內．且改造困難較大，應在泄爆口加接排氣和道，以便～旦發生爆炸時將泄爆口流出的未燃盡粉塵和燃燒產物排放到安全地點．但需注意裝在除塵器上的排氣管道，即使不太長的管道，也會顯著提高除塵器內可能爆炸的最大壓力．因此設計除塵器殼體的承受醫力及泄瀑安全膜和安全話門的動作壓力時．必須考慮加接的排氣臂道后的影響．

<12>在通風機的吸入管上應安裝磁鐵分離器或金屬捕捉器，以除去混雜在物料、粉塵中的鐵絲、鐵釘的及鐵塊等，避免產生撞擊火花和摩擦生熱引爆粉塵的及本文第3節所述的靜電放電能量增大．

參考文獻

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