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静电

一、静电的相关知识

  1、静电的产生与预防

  静电的产生

  (1)开关电源电路采用了EMI抗干扰滤波电路

  从上图可以看出,共模滤波电容的中心地是和机壳接在一起的,而机壳是和单相三线制中的地线接在一起。虽然大家都知道电容是不导电的,但是每个电容都有一定的阻值,所以或多或少的机壳会带一定的电位,但是其通过的电流非常小。正常情况下,家里接有地线,这个电流就会流入大地,人体没有任何感觉。反之家里没有安装地线,同时人体的导电情况会随着气温环境的变化而变化,所以当我们在夏天潮湿天气时接触机壳就会有非常明显的电击的感觉。所有采用EMI滤波电路的电脑都会有此种情况,但是部分劣质的DIY电源为了降低生产成本,都省去了EMI滤波电路,这时因为火线完全与机壳绝缘,所以我们就不会被电击了。

  因为开关电源在工作时,其振荡频率高达数百千HZ,其二次,三次及多次谐波更是高达数MHZ。这些电磁波一方面以无线电波的形式向周围空间发散,另一方面会通过市电供电电路向外传波,从而干扰其他家用电器的正常工作。同时,如果多台开关电源同时工作,这时市电供电回路中会存在大量的非同步的电磁干扰,这就会造成市电电源严重恶化。同时因为无功率功率增大,还会造成电源有效利用率下降,带来线路资源不能充分利用和浪费。

  多数开关电源都会使用上图所示的差模和共模滤波电路,但是一些低档的计算机开关电源会把共模扼流圈和差模滤波电容省去。进口的显示器,打印机等使用开关电源的设备,其220V接口部分使用的是一体化式滤波电路图。

  (2)开关电源在正常工作时会向周围空间散发大量的高频电磁波,这些电磁波集聚在机壳上形成静电并聚集,当有合适释放回路和有人接触机壳时就会对外放电,使用人感到的电击的感觉。

  这种情况我们可以做个试验,我们用试电笔测试一下电感式日光灯附近的悬空金属物体,就会发现虽然这个金属物体没有接触火线和零线,但是试电笔却通红,就是这个道理。

  (3)开关电源的制作工艺差,没有完全洗净制作电路板时使用的FeCl3,当电气潮湿时,就会形成导电层而使机壳带电。这种情况常见于一些低价格的开关电源,漏电的感觉特别明显,必须接地才可以直接用手接触机箱。

  这种情况的漏电比较危险,对人的电击感觉比较明显和严重,因此对于这种情况必须更换电源,以免对人体造成伤害。

地线的安装与接法

  地线的正确安装

  地线的安装有严格的要求,所以如果用户家里因为没有接地线造成机壳带电时,请找专业电工安装地线。千万不要把地线长期连接在自来水管或煤气管道上,以防止出现意外事故。

  地线正常安装的判别方法

  (1)测量火线与地线,零线的电压

  我们可以使用指针表的交流250V档或数字表的交流1000V档,先把红表笔插入火线插孔,再把黑表笔插入零线(反过来也可以,交流没有正负极的),看此时的电压值是多少(220V左右);然后红表笔不动,把黑表笔插入地线,如果此时的电压值为几伏或表针只有微小的偏动,说明该电源插座没有安装地线;如果电压值为220V左右或指针有很大的偏动,说明该电源插座有连接地线的可能。具体是否安装地线,还要看第二步的检测结果,因为如果电源插座内保护接零时,也会有这种情况。

  (2)测量零线与地线之间的阻值

  为了区别电源插座是否保护接零,需要进一步判断市电布线的安装。先把家里的进户线切断,也就是把现在家里的漏电保护器和小型断路器全部掰下来。然后再用指针表的*1档或数字表的导通档测量地线和零线之间的电阻,如果电阻值很小或直接导通,说明市电布线使用了保护接零,需要取消此种接法;如果阻值很大或不导通,说明家里正确安装了地线,可以正常使用。

  3、静电的危害与防范

  静电是引起电子设备故障的重要因素之一,主要体现在静电聚积在设备的机壳上,当电荷聚积的能量达到一定程度时,会给人以触电的感觉;当静电带电体触及计算机时形成对计算机的放电,有可能使逻辑元件送入错误信号、引起计算机运算错误,严重时还会造成程序紊乱,甚至烧毁设备。如何防止静电带来的危害,分析静电对设备的影响,找出静电产生的根源,减少以致消除静电是一个不可忽视的课题。

  减少静电对设备的影响除采用防静电地板和隔离墙外,一般多采用接地屏蔽的方法,其中设备的外壳接地是最基本的防静电措施,要求设备本身具备一套合理的接地和屏蔽系统,这样当静电带电体触及设备机壳放电时,静电就能通过接地导线漏泄入地而不至于引起系统运行故障,通常静电瞬间电势过高很容易引起接地电位的波动。其次,要尽量切断静电噪声侵入音频通道,在跳接音频和数字线时应尽量采用屏蔽线,屏蔽线的外绝缘皮应进行良好地接地,从而泄漏掉聚集在周围的电荷。

  鉴于接地系统是提高设备可靠性、抑制噪音、保证机房设备安全的重要手段,因此应对设备的接地认真加以对待,如果重视不够或接地系统处理不当,将会影响设备的稳定工作从而引发故障,甚至烧毁接口和器件,严重的还危及人身安全。

静电问题的实际解决方法

  我们在实际工作中,经常会遇到因为电脑主机机壳带电,打印机漏电,音箱电人等问题,其实,很多时候机器质量没有任何问题,出现机器电人的根本原因是因为用户家里没有安装地线,没有根据设备的使用要求提供规定供电电源。

  1、理论解释

  使用开关电源设备电人的根本原因有两个:

  1).设备没有接地。

  2).因为目前市面上销售的电子设备如果经过CCC认证的开关电源都必须采用EMI滤波电路,由于该滤波电路有电容与火线和地线相通,如果家里没有安装地线,在机壳表面或多或少的就会出现带电现象,这属于正常现象。即使我们使用试电笔测试机壳表面通红,但这种静电不会对人体造成伤害,只是我们偶尔接触机壳会有轻微的电击感觉。

  2、对比释疑

  有时候一些用户还有这样的问题:为什么同一座楼里的其他设备就没有漏电现象?为什么家里使用的电暖器平时不带电,使用开关电源的设备后电暖器也带电了?

  有一点可以肯定,只要是经过CCC认证的电源,都采用EMI滤波电路,所以在没有安装地线的情况下,其金属外壳肯定会带电,所以我们可以使用两台或三台主机在同一环境下做对比试验。三台同样型号的机器都带电,就足以证明机器是没有质量问题的。

  在上面设备的地线连接图我们可以看出,只要是家里需要安装地线的家用电器,如果用户家里的进户线处没有安全接地,这些家用电器就会通过家里安装的地线或者通过多用电源插座,把冰箱,洗衣机,微波炉,电风扇,空调,计算机,打印机,显示器等的外壳连接在一起,构成一个共同体。只要这些设备中的任何一个漏电,就会出现上述所有家用电器的表面都带电。

  有时,我们即使把设备关机,这时设备机壳还会带,这还是因为EMI滤波电路的原因,在没有安装地线的情况下,火线通过滤波电容使设备的金属机壳带电。现在我们使用的设备的开关有一些是软关机,设备关闭后,因为要保证副电源电路的正常工作,设备并没有切断电源。在这种情况下,我们必须将电源插头拔下或关闭电源排插的开关。

  还有一种情况,我们有时把电源排插的开关关了,计算机的主机机壳还会带电。这是因为目前市面上销售的电源排插的制作不规范,其电源开关控制的不是市的火线。当我们关闭其开关后,只是切断了零线,使用供电回路中断,但火线仍然通过EMI电路中的滤波电容使用机壳带电。还有就是用户家里的布电接法错误,火线和零线错位造成的。这种接法很危险,因为这时所有的家用电器开关控制的都变成了控制零线,即使用灯泡不亮了,洗衣机不转了,但其内部电路仍然带电,我们在换灯泡时就成了带电检修

  3、应急措施

  由于带电的根本原因是没有安装地线,所以最简单的办法就是直接从机壳上接一条电线,把电线的另一端接在金属自带水管上。在连接时需要把自来水管上的防锈层刮去,还要多绕几圈拧紧。只要我们把地线接好了,再用试电笔测试时主机的机壳就不会变红了。但要告诉客户,这种接法是临时应急使用,家里一定要请专业电工正确安装地线,防止因为其他家用电器正式漏电时造成自来水管带电,而出现伤害事故。

 
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