浅谈防静电环氧地坪静电指标的检测

摘  要:环氧防静电地坪广泛适用于一切需要防静电的场所,本文对防静
        电环氧地坪涂层主要的静电指标检测作了相关的分析和说明。
关键词:防静电、表面电阻、体积电阻、系统接地电阻
   随着防静电涂料技术的进步，采用环氧防静电地坪涂料涂装混凝土或水泥地面，以获得防止静电产生的方法越来越得到广泛应用。防静电环氧地坪具有表面平整美观、整体无缝、易清洁、易维修、防静电效果长期持久有效、造价低等特点，可以广泛的适用于电子厂，电器，制造厂车间、仓库，微机房，电气控制室，印刷厂，纺织厂等一切需防静电或防爆场所地面的涂装。，
   一般来讲，涂膜表面电阻值在1.0×1010以下即可消除积累在涂膜表面的静电荷，根据美国材料与试验协会标准（ASTM F150-98）的规定将电阻值在2.5 X 104Ω-1.0 X 106Ω的地板称为导静电地板;而将电阻值为1X 106Ω-1.0 X 109Ω的地板称为静电耗散型地板,都可以防止静电荷的积累。
   在防静电地坪涂层体系中，一般设计为渗透导电底漆层、接地铜箔网络、导电中涂找平层、导电批土层和防静电面层的五层结构。渗透导电底漆层的涂料应选用渗透性强的导电底漆，不能片面追求封闭性，以避免涂层起壳；接地铜箔网络要使用平底塑胶刮板压实自粘铜箔，以防止空鼓的产生；导电中涂找平层，在施工时，一定要注意最终表面的光滑性和平整度；导电批土层，在施工时，一定要注意不能漏涂，从而影响面层的系统电阻；因此在施工时，以刮批二道为宜。
   目前的防静电地坪涂料大都是静电耗散型，容易疏导静电荷。而对防静电环氧地坪而言，静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电会对某些精密的电子元器件造成损害，所以在防静电环氧地坪做好后，首先要考虑到的是涂层的防静电指标。而主要的几项指标包括：
   A、表面电阻（阻值符合在1.0X105Ω-1.0X109Ω）—在一给定的通电时间之后，施加于材料表面上的标准电极之间的直流电压对于电极之间的电流的比值，在电极上可能的极化现象忽略不计。
   B、系统电阻（阻值符合在5.0X104Ω-1.0X109Ω）—被测物体测试表面与被测物体接地点之间电阻总和。
   C、系统接地电阻（阻值≤10Ω）—电流由接地系统流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。 
  一、表面电阻的检测：
  （1）检测器具：
数字兆欧表：检测电压为100∨，量程1.0×105～1.0×1012欧，精度等级不得低于2.5级；标准电极:2只, 铜制，表面镀铬，圆柱型，直径为63.5mm,重量2270g；与兆欧表配套使用，用与测试防静电地面的表面电阻,采用导电橡胶做为电极垫片（体积电阻＜1.0×103欧）。
  （2）环境要求：检测要尽可能地在温度为23±8℃，湿度为50±5%的环境（保持此环境24小时）下进行。
  （3）检测方法：
防静电环氧地板在验收测量前，应用洁净的纱布将表面擦干净，严重玷污的应用中性液清洗干净，然后将室内空调打开，保持一定温度连续开上2—3天，在规定的温湿度条件下测量。在放置电极前先用软布条插去地表面所有尘物，电极表面在放置前要用干净的软布条粘上异丙醇不少于70%的水插试干净,晾干。将兆欧表的正极与地相连,将负极放在地板表面, 施加电压后5秒钟或数字稳定后读数,其中电极处于的位置要在离边沿30mm左右处,两电极间的距离不小于900mm。其中每46.5m2的面积，至少做5次测试。5次测试中最少3次的测试应当包括受磨损的，有化学品或水溅落的，有明显沾污的区域。
  二、系统电阻的检测：
  （1）检测器具：
数字兆欧表：检测电压为100∨，量程1.0×105～1.0×1012欧，精度等级不得低于2.5级；标准电极:1只, 铜制，表面镀铬，圆柱型，直径为63.5mm,重量2270g；与兆欧表配套使用，用与测试防静电地面的表面电阻,采用导电橡胶做为电极垫片（体积电阻＜1.0×103欧）。
  （2）环境要求：检测要尽可能地在温度为23±8℃，湿度为50±5%的环境（保持此环境24小时）下进行。
检测方法：
   防静电环氧地板在验收测量前，应用洁净的纱布将表面擦干净，严重玷污的应用中性液清洗干净，然后将室内空调打开，保持一定温度连续开上2—3天，在规定的温湿度条件下测量。在放置电极前先用软布条插去地表面所有尘物，电极表面在放置前要用干净的软布条粘上异丙醇不少于70%的水插试干净,晾干。将兆欧表的正极与地相连,将负极放在地板表面, 施加电压后5秒钟或数字稳定后读数,其中电极处于的位置要在离边沿30mm左右处,两电极间的距离不小于900mm。其中每46.5m2的面积，至少做5次测试。5次测试中最少3次的测试应当包括受磨损的，有化学品或水溅落的，有明显沾污的区域。
   综上所述，对表面电阻、系统电阻检测时需要注意以下因素的影响：
  A、温湿度的影响
  随着温度湿度的升高，测量的环氧防静电地板介质电阻值要减小；表面电阻对湿度比较敏感，而体积电阻则对温度比较敏感。环境温度的增加，环氧防静电地板表面容易吸附形成水膜，促使表面泄漏增大，如果材料是吸湿性的，还会使体电导电流大增。温度升高，地板介质材料的吸附电流和电导电流会相应增大点。如介质材料在70℃时的电阻值只有20℃时电阻值的1/10，而相对湿度增大10％，对易吸潮的地面介质材料来说，其电阻值大约要降低1个数量级。
   B、电极形状尺寸和重量的影响
   从理论和实践测量来看，电极接触面大，重量重，测出的电阻值便低，电极接触面小，重量轻，测出的电阻值便高。防静电环氧地面工程主要的作用是确保消除人体静电，所以，电极的尺寸和重量应模拟人的鞋、脚的大小和人体的重量。
   C、测试电压和读数时间的影响
   防静电环氧地面的电阻值是随测试电压的大小和施加电压时间的长短变化的。一般在常温下，当电压较低时，电导电流是随外加电压线性增大的，当电压超过一定值后，由于游离增大，离子化活动加剧，电流的增长远比电压增加快的多。测试电压愈大，所测得的电阻值便愈低。
   正常防静电环氧地面介质材料测试电压达到较平稳的读数时间时，对系统电阻大的(约>1010Ω)上述推荐的读数时间可能不够，对系统电阻小的(〈106Ω)5秒的读数时间又足足有余，为既考虑读取数据时间不宜太长，否则现场测试取点多，耗费时间太长，工作效率低，又考虑读取时间太短，操作需要时间来不及，仪表且也有响应时间。
   测量完后如果需第二次测量，须将电极间进行短接，使电极上的带电电荷和极化电荷释放掉，方可开始下一次测量。而短接时间长短，要视地板的材质和施加电压大小面定。但一般至少短接1分钟以上为宜。
三、系统接地电阻的检测：
  （1）检测器具：
 接地电阻表：规格0～1～10～100欧，采用三极法测量接地电阻。兆欧表又称摇表，是由高压手摇发电机及磁电式双动圈流比计组成，输出电压稳定，读数正确，噪音小，摇动轻，且装有防止测量电路泄漏电流的屏蔽装置和独立的接线柱。
  （2）检测方法：
断开E1与接地系统的连接
1、沿被测接地极E1使电位探测针P1和电流探测针C1依直线彼此相距 
   acm，且电位探测针P1插入接地极E1和电流探测针C1之间。
   2、用导线将E1、P1、C1联于仪表相应的端钮。
   3、将仪表放置在水平位置，检测检流针是否指在中心线，否则用调零
      器将其调整指于中心线。
   4、将“倍率标度”置于倍数，慢慢转动发动机的摇把，同时旋转
     “测量标度盘”，使检流针指针指于中心线。
   5、当检流针的指针接近平衡时，加快发电机摇把的转速，使其达到每
      分钟120转以上，调整“测量标度盘”使指针指于中心线上。
   6、如“测量标度盘”的读书小于1时，应将“倍率标度”置于较小标度
      倍数，再重新调整“测量标度盘”以得到正确读数。
   7、用“测量标度盘”的读数乘以“倍率标度盘”的倍数，即为所测的
      接地电阻值。

     
  （3）注意事项：
   A）使用兆欧表时，首先鉴别兆欧表的好坏，在未接被试品时，动
      净欧表，其指标可以上升到'∞'处，然后再将两个接线端钮短路，
      慢慢摇动兆欧表，指标应指到'0'处，符合上述情况说是兆欧表是好
      的，否则不能使用。
   B）测试线方向不对，距离不够长，解决的方法是，找准测试方向和距
       离。
   C）辅助接地极电阻过大。解决的方法是，在地桩处泼水或使用降阻剂
      降低电流极的接地电阻。
   D）测试夹与接地测量点接触电阻过大。解决的方法是，将接触点用锉
      刀或砂纸磨光，用测试线夹子充分夹好磨光触点。
   E）干扰影响。解决的方法，调整放线方向，尽量避开干扰大的方向，
      使仪表读数减少跳动。
   F）仪表使用问题。电池电量不足，解决的方法是，更换电池。仪表精
      确度下降，解决的方法是，重新校准为零。
   G）测量线分别为20m和40m，因为测接地电阻时，要求测的是接地极与
      电位为零的远方接地极之间的电阻，所谓远方是指一段距离，在此
      距离下，两个接地极的互阻基本为零，经实验得出，20m以外距离符
      合此要求。如果线距缩短，测量误差会逐渐加大。
   H）在测试接地电阻时，要求被保护电器的设备与其接地端断开，这是
      因为如果不断开被保护的电器设备在接地电阻过大或接触不好的情
      况下，仪表所加在接地端的电压或电流会反串流入被保护的电器设
      备，如果一些设备不能抵抗仪表所反串的电压电流，可能会给电器
      设备造成损坏，另外一些电器设备由于漏电，使漏电电流经过测试
      线进入仪表，将仪表烧坏。所以一般情况要求断开被保护的电器设
      备。
   J）接地系统（地网）周边土壤构成不一致，地质不一，紧密、干湿程
      度不一样，具有分散性，地表面杂散电流、特别是架空地线、地下
      水管、电缆外皮等等，对测试影响特别大。解决的方法是，取不同
      的点进行测量，取平均值。
参照标准:

 ASTMF150-98--《导电及静电耗散型弹性地板电阻的测试方法》

 SJ/T　10533-94--《电子设备制造防静电技术要求》
 T9289-1999--------《接地电阻表的技术要求》
 SJ/T31469-2002--《防静电地面施工及验收规范》

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