Hogyan védekezhetünk az elektrosztatikus kisülések ellen?

Mindennapi életünk és munkánk során számos bosszúságot, kellemetlenséget, sőt, néha veszélyt és kárt okozhat az elektrosztatikus feltöltődés, illetve annak (Murphy törvénye alapján: mindig nem kívánt) kisülése.

A kellemetlenség kategóriába tartozik például az apró csípés, amit télen, száraz időben az autóból kiszállva az ujjunk hegyén érzünk, mikor újra a kilincshez nyúlunk, hogy tényleg bezárta-e az ajtót a távirányító... A nagyobb veszély és a kár lehetősége akkor került a figyelem középpontjába, mikor robbanásveszélyes, majd a modern technológia által bevezetett, kisülésre érzékeny elektronikus alkatrészek, berendezések kerültek a környezetünkbe.

A feltöltődés legfőbb forrása maga az ember – mozgás közben. Ezért aztán a különböző szabályozások és az ezeket keretek közé terelő szabványok egyre többet foglalkoznak a padlóval, mint a legnagyobb felülettel, amelyen mozgunk.

Korábban két kategória volt ismert az építészek, kivitelezők, felhasználók körében: az antisztatikus és a vezetőképes padló. Mindkettő ellenállását objektív, műszeres eljárással mérték. Az általánosan elfogadott R ellenállási érték 10⁶ és 10⁸ között volt az antisztatikus padló, illetve 10⁶ Ohm-nál kisebb a vezetőképes padló esetében.

Az új, MSZ-EN-IEC 61340-4-1 szabvány pontosította a műszeres ellenállásmérés módszerét és értékelését, az MSZ-EN-61340-4-5 pedig a mozgó személy elektrosztatikus feltöltődése szubjektív mérésének módszerét.

Sajnos, a kategóriák módosításakor némi homok került a rendszerbe... Ugyanis a korábbi „antisztatikus" megnevezés megmaradt, de új értelmezést kapott a szabványalkotóktól.

Az új besorolás szerint:

-       antisztatikus az a padlóburkoló anyag, illetve burkolat, amely a 61340-5 szabvány szerint mérve kevesebb, mint 2000 Volt feszültséget kelt a rajta közlekedő személyen,

-       elektrosztatikusan levezető (disszipatív) az anyag, vagy burkolat, amelynek a 61340-1 szabvány szerint szabványos műszerrel, elektródával és mérőfeszültséggel mért ellenállása (R) kisebb mint 1x10⁹ Ohm 

-       elektromosan vezetőképes, ha a mért ellenállási érték (R) nagyobb mint 5x10⁴ , de kisebb mint 1x10⁶ Ohm. 

 

Az elektrosztatikus feltöltődés mérése

 

Mire jó az antisztatikus burkolat? Gyakorlatilag csak az emberi komfortérzetet szolgálja. Szubjektív kísérletek tanulsága, hogy az átlagember érzékelési küszöbértéke elektrosztatikus kisülés esetén kb. 2000 Volt (ez természetesen egyén ruházta, a levegő páratartalma és sok minden más körülmény függvénye). 2000 Volt alatti feltöltődés/kisülés esetén tehát a személy nem érzékeli a kisülést – még ha az be is következett.

 

A vezetőképesség méréséhez használatos műszer és mérés

 

Elektronikai berendezéseket stb. a fentiek szerint minősített antisztatikus padlóval védeni nem lehet. Ennek oka egyszerűen az, hogy ezek a berendezések, alkatrészek stb. érzékenysége sokkal nagyobb – azaz a küszöbérték sokkal alacsonyabban van.

Ezért aztán az iparban, egészségügyben stb. szükséges ESD (Electro Static Discharge elleni védelmet (ESP; Electro Static Protection) a disszipatív, illetve vezetőképes burkolatokkal kell megoldani.

A nem kellően védett helyiségek, eszközök, folyamatok hatása néha felmérhetetlen. Egy még nem tokozott elektronika-alkatrészt akár 5-10 voltos kisüléssel tönkre lehet tenni – vagy, ami még rosszabb, úgynevezett látens hibát lehet okozni benne.

 

A károsodás a minőségellenőrzésnél nem jelentkezik. A károsodott alkatrészt beépítik egy berendezésbe, amelyben, esetleges extrém használati körülmények között, a látens hibát hordozó alkatrész felmondja a szolgálatot... és így tovább.

Disszipatív burkolatok beépítése javasolt például orvosi vizsgálókba (ahol elektronikus berendezések – például CT, MR, PET – működnek), gyógyászati kezelőkbe, az elektronikai iparban részegységeket összeszerelő üzembe, telefonközpontokba, szerverszobákba, stb.

Vezetőképes burkolatokat kell alkalmazni az egészségügy területén műtőkben, intenzív osztályokon. Az iparban elektronikai, optikai alkatrészek gyártása, beépítése során, illetve minden „tisztatérben". A z elektrosztatikusan feltöltődött tárgyak, felületek – így a padló is – vonzzák, illetve magukon tartják a levegőben lebegő porszemcséket. A padlót ugyan le lehet „földelni", azonban a tárgyak egy része szigetelő anyagból készül, így ezekről a töltéseket eltávolítani, elvezetni nem lehet. Ezeken az ESD ellen fokozottan védett területeken a védelem fontos, kihagyhatatlan része a vezetőképes padló – de önmagában kevés. Más, kisegészítő módszerekkel kell a komplex védekezést megoldani (ionizálás, a személyzet biztonságos bekötése az egyenpotenciál-hálózatba stb.).

Fontos megérteni, hogy a vezetőképes padlóburkoló anyag csak vezetőképes ragasztóággyal, illetve az ebben elhelyezett, az egyenpotenciál-hálózatba bekötött, vezetőképes (általában: réz) fólia csíkokkal együtt képes vezetőképes rendszert alkotni.

Az így elkészült burkolatot időszakosan műszeres ellenállásméréssel ellenőrizni kell vezetőképesség szempontjából (egyes burkolati típusok vezetőképessége csökkenhet az élettartam folyamán, illetve változhat például a helyiség levegőjének páratartalmától függően).

A műszeres mérést erre a célra gyártott, hitelesített műszerrel kell végezni (zárt áramkör esetén is a szabványban előírt 10, illetve 100 Volt egyenfeszültséget kell biztosítaniuk).

Végezetül egy gyakran visszatérő tervezési hibáról: szinte minden épületben található úgynevezett elektromos fogadóhelyiség. A magas villamos feszültség életvédelmet követel, tehát az ide beépített padlóburkolatnak szigetelőnek (nagyon magas elektromos ellenállásúnak) kell lennie – tehát a fent ismertetett burkolatok szöges ellentétéről van szó. Ide disszipatív, vezetőképes burkolatot betervezni, beépíteni súlyos tévedés (antisztatikust pedig nem érdemes – semmi jelentősége).

Kende László

mérnök, műszaki igazgató, Top Trade Kft.