Электросеть и ESD
У всех у нас дома розетки.
Что, у кого-то нет? Тогда срочно выключите компьютер, он не может без них работать!
Итак, розетки есть. Как тут уже писал товарищ nlothik, к розеткам обычно полагаются вилки, причем и вилки и розетки бывают разными.
Меня же сейчас интересует та их часть, которая с "заземлением", которое правильно называется Pe-проводником.
В квартирах старых домов нет такого проводника, и до розетки идут только два провода, фазный и нейтральный. А в домах помоложе - три. В худшем случае это довольно плохой плоский алюминиевый трехжильный провод, где Pe идёт центральной жилой.
В зависимости от принятой в доме схемы заземления, возможны разные способы подключения Pe-проводника.
Как правило принята система TN-C-S, при которой с трансформаторной подстанции идёт общий PeN-проводник. В ВРУ здания, при входе продника он заземляется и с единого разделяется на N и Pe шины. Далее по дому идёт разводка тремя проводниками: L, N, Pe.
ВРУ, чтоб было понятно, это комнатка где-то в подвале, где стоит щит и висит табличка "не влезай, убьёт".
Встречал так же "особые" случаи, когда прямо в этажном щите происходило соединение N и Pe, причем и на корпус щита, а по этажам шел вверх и вниз PeN. Насколько я понимаю, вообще-то, это неверно, потому, что больше похоже на нештатно допиленную руками схему TN-C, которую в жилых домах уже решили не использовать, а в современных электроустановках такая система встречается только в уличном освещении из соображений экономии и пониженного риска.
Но встречал-то не в старых советских домах, а в куда более новых.
У меня вот дом например 1999 года сдачи. Алюминий, плоский, так себе, 3х2,5, скрутки, схема TN-C-S.
Так получилось, что я работаю с РЭО, и основное место у меня там, где и живу: дома.
Просто паять можно и не задумываясь о мелочах, но у меня часто бывают довольно сложные приборчики с довольно немалой ценой. И вот тут уже повод задуматься об электростатике.
Электростатика, накапливаемая на операторе, способна сильно усложнить жизнь. Она если и не выводит компоненты из строя сразу же, то значительно увеличивает вероятность их выхода из строя и сокращает срок жизни.
Вот такие символы, думаю, многие встречали на разных предметах: инструментах, одежде, обуви.
Обозначают они соответствие предмета антистатическим стандартам.
Для одежды или обуви это значит электрическую проводимость, для инструмента, в основном, тоже. Смысл предпринимаемых мер - исключить накопление заряда статического электричества на инструментах или операторе. И обеспечить его стекание...
А что делать с зарядом дальше? Типовые промышленные схемы предполагают наличие в защищенной зоне токопроводящего ковра для отвода через ноги, коврика на столе и таких вот примерно браслетов для рук:
Причем всё это должно быть ещё и подключено к заземляющей шине, иначе а куда "сливать" заряд. И пол, и стол, и руки. Причем через резистор в 1 мегаОм. Это чтобы, не дай бог, оператора не закоротило от бытовой сети.
Можно, правда, слегка ограничить это всё. Не производство, всё же. ESD-перчатки и браслеты на обе руки. Ну и инструмент защитить.
Вопрос: а куда.
Самый первый ответ "ну так есть заземление же, вот оно в розетке".
И ответ - неправильный.
Для использования в качестве заземляющей шины нужен какой-то проводник, обладающий рядом свойств, не полностью совпадающим со свойствами проводника Pe. Например сопротивление растеканию на ESD-заземлителе может быть заметно выше. Но это не главное.
Главное (если не считать безопасность, хотя там под вопросом, 1МОм всё таки) - нулевой потенциал. А вот с ним получается интересно.
Немного отвлекусь. Заземление бывает естественное или искусственное.
К естественному заземлению принято относить те конструкции, строение которых предусматривает постоянное нахождение в земле. Однако, поскольку их сопротивление ничем не регулируется и к значению их сопротивления не предъявляется никаких требований, конструкции естественного заземления нельзя использовать в качестве заземления электроустановки. К естественным заземлителям относят, например, трубы.
Искусственное заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
Исходя из данных определений, можно предположить, что естественное заземление для целей ESD защиты может подходить даже больше, чем имеющееся в домах электрическое.
А потом и проверить.
Естественным заземлением в доме можно считать элементы дома и металлотрубные коммуникации в последнем. Под элементами следует считать арматуру, пронизывающую дом целиком и детали, к ней закреплённые. Однако, сложно дать гарантии, что все стыки арматуры сварены, как положено. Поэтому остаются трубы центрального отопления, ливневой канализации, газовые. По последним, кстати, уравнение потенциалов на концах, это довольно обязательный и проверяемый элемент.
Путём элементарной проверки вольтметром, данный пакет труб имеет у меня в доме равный потенциал. Нулевой. И может считатся за этакий "образец земли".
Можно, вобщем, на этом и закочить, написать, что я подключил шину ESD-заземления к трубам отопления и прицепил браслеты к ней. Прицепил.
Но вот захотелось проверить, а что у меня на Pe творится.
А вот: между Pe и фактической землёй 56 переменных Вольт. Если бы я подключил к сети паяльную станцию так, как желает производитель, то на жале получил бы вот эти самые переменные 56В. Тогда, как для большинства микросхем в "холодном" режиме достаточно 30В, чтобы умереть.
Стало интересно, а какая там мощность в проводе.
Второй мультиметр у меня в режиме амперметра включен. Замыкаем Pe на трубу и...
Тока нет и милливольт разницы. То есть мощность всё же никакая. Но напряжение есть. И для плат оно опасно.
Значит, если купит кто паяльную станцию, то очень надо подумать будет, а сколько вольт подарит ему бортсеть на корпус.
И не только, кстати, станцию. Столько вольт будут на любом корпусе. В том числе, например, и корпусе ПК. А это уже гораздо так опаснее.
А ещё был у меня случай когда шибко умный ремонтник подал фазу на землю. Корпус печки-свч и всех металлических приборов был под фазой, к счастью покрашенное всё. Как тогда не шваркнуло хозяев на кухне - ума не приложу. Но это уже совсем другая история...
Что, у кого-то нет? Тогда срочно выключите компьютер, он не может без них работать!
Итак, розетки есть. Как тут уже писал товарищ nlothik, к розеткам обычно полагаются вилки, причем и вилки и розетки бывают разными.
Меня же сейчас интересует та их часть, которая с "заземлением", которое правильно называется Pe-проводником.
В квартирах старых домов нет такого проводника, и до розетки идут только два провода, фазный и нейтральный. А в домах помоложе - три. В худшем случае это довольно плохой плоский алюминиевый трехжильный провод, где Pe идёт центральной жилой.
В зависимости от принятой в доме схемы заземления, возможны разные способы подключения Pe-проводника.
Как правило принята система TN-C-S, при которой с трансформаторной подстанции идёт общий PeN-проводник. В ВРУ здания, при входе продника он заземляется и с единого разделяется на N и Pe шины. Далее по дому идёт разводка тремя проводниками: L, N, Pe.
ВРУ, чтоб было понятно, это комнатка где-то в подвале, где стоит щит и висит табличка "не влезай, убьёт".
Встречал так же "особые" случаи, когда прямо в этажном щите происходило соединение N и Pe, причем и на корпус щита, а по этажам шел вверх и вниз PeN. Насколько я понимаю, вообще-то, это неверно, потому, что больше похоже на нештатно допиленную руками схему TN-C, которую в жилых домах уже решили не использовать, а в современных электроустановках такая система встречается только в уличном освещении из соображений экономии и пониженного риска.
Но встречал-то не в старых советских домах, а в куда более новых.
У меня вот дом например 1999 года сдачи. Алюминий, плоский, так себе, 3х2,5, скрутки, схема TN-C-S.
Так получилось, что я работаю с РЭО, и основное место у меня там, где и живу: дома.
Просто паять можно и не задумываясь о мелочах, но у меня часто бывают довольно сложные приборчики с довольно немалой ценой. И вот тут уже повод задуматься об электростатике.
Электростатика, накапливаемая на операторе, способна сильно усложнить жизнь. Она если и не выводит компоненты из строя сразу же, то значительно увеличивает вероятность их выхода из строя и сокращает срок жизни.
Вот такие символы, думаю, многие встречали на разных предметах: инструментах, одежде, обуви.
Обозначают они соответствие предмета антистатическим стандартам.
Для одежды или обуви это значит электрическую проводимость, для инструмента, в основном, тоже. Смысл предпринимаемых мер - исключить накопление заряда статического электричества на инструментах или операторе. И обеспечить его стекание...
А что делать с зарядом дальше? Типовые промышленные схемы предполагают наличие в защищенной зоне токопроводящего ковра для отвода через ноги, коврика на столе и таких вот примерно браслетов для рук:
Причем всё это должно быть ещё и подключено к заземляющей шине, иначе а куда "сливать" заряд. И пол, и стол, и руки. Причем через резистор в 1 мегаОм. Это чтобы, не дай бог, оператора не закоротило от бытовой сети.
Можно, правда, слегка ограничить это всё. Не производство, всё же. ESD-перчатки и браслеты на обе руки. Ну и инструмент защитить.
Вопрос: а куда.
Самый первый ответ "ну так есть заземление же, вот оно в розетке".
И ответ - неправильный.
Для использования в качестве заземляющей шины нужен какой-то проводник, обладающий рядом свойств, не полностью совпадающим со свойствами проводника Pe. Например сопротивление растеканию на ESD-заземлителе может быть заметно выше. Но это не главное.
Главное (если не считать безопасность, хотя там под вопросом, 1МОм всё таки) - нулевой потенциал. А вот с ним получается интересно.
Немного отвлекусь. Заземление бывает естественное или искусственное.
К естественному заземлению принято относить те конструкции, строение которых предусматривает постоянное нахождение в земле. Однако, поскольку их сопротивление ничем не регулируется и к значению их сопротивления не предъявляется никаких требований, конструкции естественного заземления нельзя использовать в качестве заземления электроустановки. К естественным заземлителям относят, например, трубы.
Искусственное заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
Исходя из данных определений, можно предположить, что естественное заземление для целей ESD защиты может подходить даже больше, чем имеющееся в домах электрическое.
А потом и проверить.
Естественным заземлением в доме можно считать элементы дома и металлотрубные коммуникации в последнем. Под элементами следует считать арматуру, пронизывающую дом целиком и детали, к ней закреплённые. Однако, сложно дать гарантии, что все стыки арматуры сварены, как положено. Поэтому остаются трубы центрального отопления, ливневой канализации, газовые. По последним, кстати, уравнение потенциалов на концах, это довольно обязательный и проверяемый элемент.
Путём элементарной проверки вольтметром, данный пакет труб имеет у меня в доме равный потенциал. Нулевой. И может считатся за этакий "образец земли".
Можно, вобщем, на этом и закочить, написать, что я подключил шину ESD-заземления к трубам отопления и прицепил браслеты к ней. Прицепил.
Но вот захотелось проверить, а что у меня на Pe творится.
А вот: между Pe и фактической землёй 56 переменных Вольт. Если бы я подключил к сети паяльную станцию так, как желает производитель, то на жале получил бы вот эти самые переменные 56В. Тогда, как для большинства микросхем в "холодном" режиме достаточно 30В, чтобы умереть.
Стало интересно, а какая там мощность в проводе.
Второй мультиметр у меня в режиме амперметра включен. Замыкаем Pe на трубу и...
Тока нет и милливольт разницы. То есть мощность всё же никакая. Но напряжение есть. И для плат оно опасно.
Значит, если купит кто паяльную станцию, то очень надо подумать будет, а сколько вольт подарит ему бортсеть на корпус.
И не только, кстати, станцию. Столько вольт будут на любом корпусе. В том числе, например, и корпусе ПК. А это уже гораздо так опаснее.
А ещё был у меня случай когда шибко умный ремонтник подал фазу на землю. Корпус печки-свч и всех металлических приборов был под фазой, к счастью покрашенное всё. Как тогда не шваркнуло хозяев на кухне - ума не приложу. Но это уже совсем другая история...