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电子厂房的接地系统分析

2021-06-11刘振胡西平

科学与信息化 2021年15期
关键词:工艺设备防静电微电子

刘振 胡西平

陕西建工安装集团有限公司 陕西 西安 710000

引言

进入信息时代之后,各类电子产品得到快速发展,在社会生产生活过程中,对电子类产品及设备的应用率逐日提高,对电子类设备的广泛应用,提高了对电子厂房的需求,因此近几年的电子厂房建设项目越来越多,进行电子厂房施工建设时,接地系统设计是非常重要的,电子厂房接地系统设计,在某种程度上决定着电子设备使用功能是否能够高效发挥,若是电子厂房接地系统存在缺陷,往往会对电子设备信号产生干扰,影响电子设备的稳定有序运行,因此很有必要针对电子厂房接地系统进行科学性的分析研究。

1 电子厂房的接地系统项目概述

电子净化车间依据电子产品不同生产工艺所需要的设备一般都属于微电子设备。微电子设备工作时接收发信号所需要的电压比较低,比较容易受到其他设备及静电因素的干扰。因此电子净化车间要做好防静电工作。除微电子设备外,洁净车间内还有其他的网络工艺生产系统以及较多的弱电信息系统。通过用途可分类为信息弱电系统的接地设备,电子保护接地设备,电气保护接地设备,防静电接地设备,电力供电系统接地设备防雷等其他接地设备。

本储存芯片项目由主厂房,附属厂房,废水处理站等组成,占地面积大。该厂房主要生产储存类芯片产品。属于微电子净化厂房。因此该工程主要区域尤其是生产车间,对接地系统的要求非常严格。

2 电子厂房电力供电系统接地系统

针对电子净化厂房设计中,依照相关标准规范优先考虑Tn-s系统。该系统的优势特点在于配电站变压器设置中性点单独接地,将系统的保护线与中性线进行区隔,通过这样的设置,能够将供电,保护进行科学合理的设置,其经济性较高[1]。

Tn-s系统的主要原理是,当发生相对短路故障时,因为人体本身的电阻大于电气设备的直接接地电阻。因此人体接触的电压较低,大多数短路电流会通过设备外壳与接地本体之间的回路,不会对人体造成较大伤害。利用瞬时较大的短路电流,激活保护装置,如低压断路器阻断电路,避免工作人员触电危险。

本工程保护接地的设备主要包括10千伏变压器,高压,低压配电柜以及设备控制箱外壳。通过对供电线路加装保护管接线盒或者金属桥架以及对保护接地连接线加装铜编织带,铜芯导线或者是其他的导线,形成有效可靠的电路通路。

2.1 防静电接地

静电的产生通常是因为两个物体进行摩擦而生成的。静电会对电子厂房产生多种危害。因此在厂房中应当进行消除静电的相关手段措施。消除静电的主要方式,仍然是通过接地方式实现的。因此在本工程的电子洁净厂房中,对所有可能会出现静电的设备都加装了接地系统。本工程的电子洁净厂房中。为防止静电积聚在设备和人体中产生危险,因此加装了防静电的环氧自流平和隔墙彩钢板。环氧自流平的消除静电原理是通过该系统中分布的铜线网络彼此之间形成电气通路通过连接在混凝土下的接地装置进行静电释放,来防止地面的静电传导。

2.2 信息系统的接地

为了适应电子厂房生产过程中的管理与监控。该厂房为信息系统实施了综合布线系统,厂房信息系统中的IT信息中心设置在办公区域。还包括在厂房与办公区域其他的IT管理点。管理点较为密集的布置在车间以及办公区域。除信息系统外,本厂房还设置了火灾自动报警装置。该装置涉及信息系统的接地问题。

2.3 微电子工艺设备的接地

该微电子厂房属于高端商用芯片类的微电子工艺设备,设备生产过程中的施工工艺对精度要求较高,因此需要车间内具备较高的防静电控制措施。为此厂方设置了较为适合微电子工艺设备生产的接地系统,且针对不同的区域和不同的设备进行了独立接地措施。该措施是通过在洁净车间中设置专用端子箱和微电子工艺设备的接地系统。然后通过6平方毫米的铜线连接微电子工艺设备,形成有效的电子工艺设备接地系统。等工程设定的接地电阻不超过1欧姆。

2.4 防雷接地

本工程主厂房防雷系统采用了避雷针防雷设备。避雷针设置在屋顶隔音墙顶端和废气处理设备排气塔附近,避雷针引下线采用BV95²导线直接与地下防雷接地网相连,避免防雷接地系统对某些微电子以及弱电系统的干扰。整体设计效果能够有效提升电子厂房壁垒系统运行效果。

图2 接地系统图

2.5 电子厂房接地系统的特点

国家相关防雷设计规范中的条款说明建筑本身应采用共用接地系统,及建筑物内的所有接地引线都要统一连接到建筑主体的接地引线上。雷击发生时。整个电力系统的电压。以及电子设备接地的电压。会出现上升情况。保证各个设备的工作电压恒定。即在遭遇雷电袭击的时候,各项设备仍然可以正常工作。共用接地系统,通常利用建筑物主体的某一个基础,选择哪一个基础的选择依据是查看该基础的电阻,通常电阻应控制在1欧姆之下,如果有更低的电阻,则选择更低的那个作为主体,接地地级[2]。

2.6 该电子厂房接地系统的优势

综上所述,电子厂房中通常采取多个接地地级连接至建筑主体中的某一个接地地级作为防雷措施。该措施的优缺点归纳如下:首先,共用接地的总体接地不值设置较为简单,极大地降低了日常维护维修和保养的难度。其次,所有接地地级的电阻产生的总有效电阻小于独立接地系统的电阻。并且,多个接地地级的优势还在于其中某一个出现故障时,其他的接地地级仍然能够工作起到防雷效果,避免了接地地基因为故障导致整体防雷效果的丧失。再次,接地电极的总数量通过公用接地得到了有效控制,极大地节省了成本。另外,当设备发生绝缘短路故障时,会在短时间内产生较大的电流激活保护装置,降低人员触电以及设备损坏的危险。接地系统还能够降低雷电电压产生的危害。

3 共用接地应注意的问题

接地技术人员首先要搞清楚接地电流不同的性质。接地系统中,电流的大小持续时间与发生概率会影响接地点电位升高的危害程度。共用接地的主要接地电阻应小于各种接地集中最小电阻的要求。该电阻应控制在一欧姆之内。电气系统的配电箱连接方式与因绝缘故障而发生而引起的设备漏电事故中,配电箱箱体的电压会因为回路故障中的电流通过其他地级而升高。这对于工作人员是非常危险的事情,极易产生触电事故。因此现在的厂房设计中,不会将厂房内的配电系统与接地系统的其他系统进行连接,会设置单独的供电回路接地系统。

图3 独立接地示意图

4 结束语

通过以上论述能够充分发现,进行电子厂房接地系统设计时,需要以电子设备的实际特点为参考依据,对供电系统接地、防静电接、地信息系统接地等进行合理设计施工,确保电子厂房接地系统设计具备相应的科学性,有效避免接地系统干扰问题的出现,为设备的使用及运行安全提供保障,同时也需要采取有效措施,防止出现雷击或是接地问题时引发重大安全事故,有效保证电子厂房内部设备及工作人员的安全性。安全保护接地是电气接地系统设计的重要环节,电气设备在运行过程中,由于设备自身质量缺陷以及自然因素作用下,电气设备的绝缘体出现破裂,可能导致电气设备不应该携带电荷的部分携带电荷,一旦人体接触可能导致人员触电事故,所以必须使用安全接地形式。电气设备安全保护接地形式可以采用配电变压器中性点不直接接地,一旦电气设备出现绝缘破损出现漏电现象,产生的对地电压不会超过安全电压范围,从而确保工作人员的人身安全。

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