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生产现场接地规范


新乡宇仁化学有限公司   2020-07-09 10:10:15   点击量:295   来源:

  一、目的:

  规范接地的正确方法,统一接地标准,消除静电隐患,保证人员安全和产品质量。

  二、适用范围:

  本规范规定了生产现场所有的设备、仪器、测试环境装备及工具在安全接地中应遵循的要求(包括和设备、仪器相连的附属仪器等),注意事项以及其它各项要求。

  三、内容:

  1.接地

  1.1一般规定

  1 )用电设备接地及安全设计应根据工程特点、规模、发展规划和地质特点、操作维护情况合理确定设计方案。

  2)不同用途和不同电压等级用电设备的接地,除另有规定外,宜采用一个总的接地装置;对其他非电力设备(电讯及其他电子设备)除有特殊要求者外,也可以采用共用接地装置,接地装置的接地电阻应符合其中最小值的要求。

  3)电气保护接地电阻要求不大于4欧姆。防静电接地母线与大地之间电阻要求不大于4欧姆,防雷保护接地电阻要求不大于1欧姆。

  1.2接地分类

  将电气装置的任何金属部分经接地线和接地体与土壤之间做良好的电气联接称为接地。接地按目的可以分为以下几种:

  (1)工作接地:保证电气设备在正常或事故的情况下安全运行,而将电力系统中某一点接地。

  (2)防雷接地:避雷针、避雷器和保护间隙等的接地。

  (3)防静电接地: 为防止静电对产品等危害而设置的接地,防静电地线供静电工程器具和人体泄漏静电荷使用,但不得接在电源零线上,也不得与防雷地线共用。

  (4)重复接地:在低压中性点接地供电系统中,为改善防雷性能,减轻零线断线的危害,降低漏电设备对地电压,将零线上一处或多处再接地。

  (5)电气保护接地:为防止电器装置外露导体的漏电对人员、仪器造成损害,对电器装置的外露导体进行保护接地。

  注:本规范主要讲述电气保护接地、防静电接地。

  1.3电气保护接地

  1.3.1电气保护接地形式

  生产现场保护接地按照下列要求进行配电(注:中性线N与保护线PE分开,N线属称工作零线,作用只用来通过三相不平衡电流和单相负载电流。PE线为电气保护地线,电器装置外露可导电部分与配电系统的PE线可靠连接,正常时PE线无电流)。

  380V用电设备的配电方式为“TN-S”—如图1,

  220V用电设备的配电方式为相线(L)、中性线(N)、保护接地线(PE)—如图2,

  直流用电设备的配电方式为直流正极(+)、负极(-)、保护接地线(PE)—如图3。

 

1  380V用电设备配电方式接线示意图(TN-S)

 

2   220V用电设备配电方式接线示意图

 

3  直流用电设备配电方式接线示意图


  1.3.2保护接地范围

  (1)所有电力装置的外露可导电部分,除另有规定外,均应保护接地。如:

  A、生产设备及其传动装置、测试设备及仪器、环境实验设备、大型物流设备等,

  B、设备控制配电屏、控制箱的框架、现场区域用电配套控制箱、接插箱等;

  C、电机、变压器、移动式电动工作设备的外壳及基座等;

  D、电力电缆盒、终端盒的外壳、穿线钢管;

  E、靠近带电装置的金属围栏、金属门等,室内外配电装置架、钢筋混凝土架;

  F、电缆外皮、护套、屏蔽线、互感器二次回路;

  G、装有避雷线路的电力线路杆塔,装在电线杆上的开关设备、电容设备;

  (2)对接地有特殊要求请参考相关的技术手册。

  1.3.3保护接地注意事项

  (1) 保护接地线截面积选择必须有足够的导电能力、热稳定性。

  (2) 保护接地线上不得安装熔断器和单独的断流开关。

  (3) 电器装置外露导体与保护接地线进行可靠连接。

  1.3.4防静电接地

  1)优选方式(专用的防静电地)

  防静电工作台应建立公共接地点,公共接地点的接地方式优先选择公司专用的防静电接地,防静电工作台上所有的设备、仪器、工具及相关人员的防静电接地从公共接地点引入(如图4)。

 

                      4  采用ESD防静电接地示意图

  (1)防静电区域可以设置单点或多点的公共接地点,公共接地点之间为并联结构,本公司公共接地点接地导线采用蓝色,导线直径6MM2;

  (2)落地的专用设备、测试仪器在使用电气保护接地后没有必要进行防静电接地,电气保护地与设备、仪器外壳必须进行可靠连接。

  (1) 严禁使用防静电接地线作为设备保护接地线。

  2)备选方式(电气保护地)

  在不具备专用防静电地的场合或特殊场合时,公共接地点的接地方式可采用电气保护地,参考图5。(详细内容参考Grounding-recommended Practice ESD S6.1)。

 

5  采用电气保护作为防静电接地示意图

  (1)采用电气保护地与公共接地点连接时,公共接地点与电气保护地(控制箱中)之间的阻抗小于1.0 Ω;

  (2)人体腕带、防静电器具等串联1MΩ的电阻接入公共接地点(软接地);带电设备、仪器、AC工具等的金属外壳接入公共接地点或直接接入电气保护地线(硬接地),设备、仪器、AC工具等的金属外壳到公共接地点之间阻值小于1.0Ω。

  1.4 EPA接地方法

  EPA内防静电工作台上的所有带电仪器、AC工具、金属体等的金属外壳需连接到公共接地点上,人体腕带需要串接1MΩ电阻(或等效串接1MΩ的电阻)后连接到公共接地点上。

  带电设施的接地线采用黄绿双色线,连接点应该采用螺钉、焊接、双线交绕的紧固连接方式,保证连接点连接可靠、接触电阻小,禁止使用鳄鱼夹、挂接等不可靠的连接方式。

  下图为一个典型的EPA接地系统,如图6:

图6    典型的EPA接地系统图

EPA内的接地需要满足下列要求:

 1)   防静电工作台的接地采用公共接地点(Common point ground)方式,工作台上及其周边的仪器、测试架、工具(如电批、烙铁)、防静电器具、台垫、台面、地垫、腕带插口等都连接到公共接地点(接地连接排)。工作台的公共接地点应方便连接,工作台的移动时保证接地系统变化最小。

 2)  防静电工作区应在合适的位置提供接地端子或插孔,以便于操作者腕带的接地。接地端子或插孔到公共接地点之间的电阻应小于1ΩW 。

 3)   在落地设备、流水线、产品整机等上面本身应提供防静电腕带的接地插孔,通常插孔的接地采用防静电地引入,但在环境不满足的时,允许使用电气保护地代替防静电地。

 4)   当工作台接触到它附近的最高可能电压时,工作台表面的对地电阻应能保证最大对地漏电不超过5mA。

 5)   防静电工作区第一次安装和移位后,接地电阻应该重新测试,并保证在规格之内。

 6)  为了防止静电敏感器件与工作区内的设备接地导体外壳或大面积的金属(如工作台边缘)偶然接触,这些位置必须覆盖静电耗散材料或通过其他方法隔离。

 8)   所有连接电源主线的设备、仪器、工具等,都必须可靠地和电源系统安全地线相连接。单相电源插头插座必须使用具有接地芯的三芯插头插座,且带电仪器工具、设备的外壳都要增加加强接地线,采用紧固连接。

 9)   所有静电敏感器件、单板在加电测试之前都必须保证接地良好,因此禁止在产品测试过程中带电插拔单板和器件,除单板具有热插拔设计和特殊测试需要外。

 10) 腕带的接地线应该直接接入腕带专用插孔座内。

 11) 除非使用实时接地监控系统监控台垫、设备、工具的接地,EPA区的防静电接地只允许使用并联接地。

 12) 高静电敏感产品制造装配区域建议采用实时接地监控系统,以保证人体(腕带)和台垫、设备、工具的实时可靠接地。

 13) 机柜在测试过程中必须接电气保护地线,机柜的装配过程中,如机柜上有静电敏感器件,机柜也必须进行接地。

 14) 由于安全原因,EPA内与静电敏感物品直接接触的裸露的大面积金属平面、导体部件都必须直接接地(硬接地)。

1.5接地要求

1.5.1防静电工作台接地要求

压接静电地线联接端子时应从防静电台垫/地垫的正面压下,使其穿过台垫并紧固,以保证接地可靠性。

除非使用实时接地监控系统监控台垫、设备、工具的接地,多个防静电工作台的接地线不能相互串接(安装接地监控仪的工作台除外),应以并联方式与防静电工作台的公共接地点(Common point ground)连接,每块台垫(地垫)建议只接一根防静电地线。

1.5.2设备/仪器/工具/工装的接地要求

(1) 落地设备如SMT、波峰焊机、FT自动线、ICT自动线、清洗机、流水线等应直接与电气保护地线主线相连。

(2)  台式设备如元器件成型机、半自动或手工插件机等应接防静电工作台的公共接地点(Common point ground)。                 

(3)  仪器的电源线必须具有电气保护地线并通过插座与电气保护地连接,测试仪器系统需具有公共接地点,并且并联接地(禁止串连接地)保证仪器等电位接地。

(4) 装备外壳、装备上的导体材料应采用硬接地方式,如果接触静电敏感元器件的部分使用了金属材料,且该金属部件没有构成人体安全隐患,则应采用软接地方式(如放在防静电垫上接地)。

(5)带有金属外壳的便携工具及仪器、设备应选用三芯电源插座,并确保其已可靠连接到保护地线路上,以使其配接时工具和设备的金属外壳能够自动接保护地。插头插入电源插座(通电)时其接地端要首先接地,插头从插座中拔出(断电)时其接地端应最后断开。

(6)为了加强接地效果,具有金属外壳的设备、仪器、工装、工具(在带电情况下)原则上需要采用导线使其金属外壳与公共接地点或与电气保护地直接连接。

(7)接地连接点应该采用螺钉、焊接、双线交绕的紧固连接方式,当采用螺栓连接时,应设防松螺母或防松垫圈,且接地线间接触面、螺栓、螺母和垫圈均应镀锌。

(8)对于设备、仪器提供的“欧式”(二芯)的电源插头需更换为三芯插头,插头中的保护地线与设备外壳可靠接地。

(9)设备、仪器电源安装前段应设置独立控制开关,如空气开关等。对于要求较高场合使用具有漏电保护空气开关。开关容量设置与设备、仪器的功率相匹配。

1.5.3  直流设备、仪器接地要求

在本节中直流设备、仪器主要指设备的供电方式为直流电源,如-48V、+27V、+24V、+12V。主要针对我司使用的一次电源模块和二次电源模块测试环境、实验环境及所有带电调测的产品(包含机柜、模块)接地。(详细内容参考交换机接地系统规范)

(1)生产现场为直流设备、仪器提供一次电源模块的电源接线要符合交流设备、仪器的接地要求,导线选择按照电源系统的输出最大功率确定。

(2)使用一次电源的机柜、仪器输入电源的接线方式为三线制(+–、保护地线),现场提供一次电源应设置单独的空气保护开关、标识明确。对于额定电流小于63A,推荐选用空气开关或磁性开关; 对于额定电流大于63A,推荐选用熔断器。

(3)采用插头方式与一次电源相连的机柜,其插接形式推荐采用圆形,在混合使用(既有交流又有直流)的现场,交流插座与直流插头在结构上要具有排异性,防止错误插接。

(4)对于传输机柜、交换机柜测试环境接地要求,按照机柜使用说明书进行操作;

(5)电源相连的测试 机柜为保证柜内数字地(+5VGND)、工作地(GND)、保护地(PGND)间等电势,应在机柜顶部将三地合一,如图7

(6)一次电源(-48V)电缆颜色使用蓝、黑电线,其中蓝线-48V,黑线BGND;

(7)二次电源(+5V等)电缆颜色使用红、黑电线,其中红线+5V,黑线GND。

7  机柜接地示意图

1.5.4  防静电手推车、物料凳接地要求

搬运、周转敏感部品或半成品的周转车、物料凳,无论是采用金属材质和防静电材质组合,还是表面铺上防静电胶皮、用铁链将周转车进行接地,必须满足接地系统达到《ESD控制技术要求》的标准。

2电源导线的色标

当用不同的色彩标示不同电路用的导线时,除安全接地线和中性线须使用全长标色外,其他的标示亦允许仅限定在导线的末端 ( 包括使用不同颜色的塑胶线套 )。电缆的选择采用国家相关的标准,对于5芯以下的电缆采用颜色标识:

二芯电缆---------红色、浅蓝

三芯电缆---------红色、黄色、绿色

四芯电缆---------红色、黄色、绿色、浅蓝

其中:红、黄、绿用于主线芯,浅蓝用于中性线芯。电缆的绝缘线芯中有绿/黄双色接地线时,其他绝缘线芯不允许采用绿色或黄色。

一般电源线的颜色要符合以下表的要求:

电路种类

导线颜色

交流电路

类别

220V供电

380V供电

 

火线(L

1、不做严格要求

2、推荐红色

3、不能与中性线、保护线同种颜色

1、不做严格要求

2、三相线采用同种或不同颜色(红、黄、绿)

3、不能与中性线、保护线同种颜色

 

中性线(N

蓝色

蓝色

保护接地线

黄色/黄绿双色(建议220V供电是为黄色)

防静电接地线

蓝色

直流电路 

正极(+

黑色

 

负极(-)

蓝色

  3接地系统施工及验收要求

  3.1施工要求

  地线线径大小及颜色要求:①、电气保护地的主干线6MM2,②、线排主接地线2.5MM2,③、设备、仪器接地连接线1.5MM2和0.75MM2,颜色:黄绿双色;④、防静电接地主干线6MM2,颜色:蓝色;如图8示:

8  

为增强地线连接的可靠性,在接地整改施工过程中,应严格按下述方式操作:可接受的接线方式有:①、将需连接的线剥开平分为两股,分开向两端紧绕在主线上,然后用电工胶带包扎牢固;(如图9101114)②、直接用烙铁加锡将地线烙牢。(如图121314

      

9                  10                   11

      

12                 13                  14

  安装接地线排时,必须安装主接地线。如果待安装的是新的接地线排,应注意主接地线的安装位置,其中

为主接地线连接点标识(如图15),安装时,不得将其它连接线安装在此处;G1---G8为仪器、设备、手腕带插座、台垫等接地线连接点标识。

15

  线槽引出的主接地线如果是采用碟形端子,应用弹簧垫圈加以紧固,不能有松动的情况。

  与接地线排连接的所接地线(如主地线,仪器、设备、手腕带插座、台垫等接地线)必须压接F3端子并加锡焊牢后再接到线排上,不允许用裸线连接。如图16、17、18。

    

       16                    17                   18 

  对EPA区域工作台进行接地时,各工作台之间必须是并联接地的方式,不允许工作台之间相互串接。也不允许一个工作台台垫同时安装两根接地线?不理解。不带监控的台垫用内阻1MΩ的接地扣,带监控的台垫接地线应采用新接地线(注:此接地线为一头星爪、一头3接地端子、长1.5M的直线 、系统电阻<1Ω)。

  施工完毕应将所有在用或预留的地线捆扎好。预留地线的裸露金属部分应用电工胶布或其它绝缘胶带包扎好,无金属部分外露现象。如果是工作台的接地整改,应将捆扎好的地线一律放置在桌子后地线放置盒中,如未配置地线放置盒,应将预留的地线捆扎好后绑在工作台人员易够着的桌腿上,以方便人员取用。

  3.2验收要求

  施工整改完毕,施工人员应对防静电接地施工效果进行检查,确认无问题后,由车间相关人员知会ESD小组成员测试确认并做记录,并经ESD小组成员签字确认无问题后,才允许投入使用。

  附件一:术语表

  1、 软接地:通过足够的阻抗接地,从而把静电放电电流限制在人体安全范围之内(通常小于5mA)。软接地所需阻抗取决于靠近接地点的人员所可能接触到的电压,一般要求软接地阻抗不小于1MΩ。

  2、 硬接地:采用电阻非常小(通常小于1Ω)的导线或导体进行接地,如设备与电气保护地之间连接。





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