Sikkerhedsjord og ESD beskyttelse (Læst 12374x)

Offline janengelbrecht

  • Op-amp
  • ***
  • Indlæg: 211
  • Antal brugbare Indlæg: 23
    • Vis profil
    • Personlig hjemmeside
Sikkerhedsjord og ESD beskyttelse
« Dato: November 12, 2014, 17:19:58 »
Beskæftiger man sig med elektronik enten på hobby eller professionelt plan er der lidt man skal vide om sikkerhedsjordforbindelse, ESD beskyttelse og sammenkobling af udstyr tilsluttet elnettet.

Mange har hørt om jordforbindelse. De har måske også set den gul/grønne ledning i elstik og hørt det er jord.
Man har måske også hørt om jordspyd og endda at elværket bruger
jordforbindelse til at beskytte installationerne med.

I hovedparten af de danske el installationer i boliger, anvendes et el-net system som hedder et TT.
Det betyder at el systemet er forbundet i til jord i forsyningsenden (hvor det også er forbundet til nul / neutral), og tilsvarende er systemet forbundet til jord i din bolig installation.
Dette er en systemjording som anvendes for at beskytte
forbrugeren mod elektrisk stød fra el-installationen.

For at systemet virker korrekt skal der i boliginstallationen monteres et fejlstrømsrelæ / HPFI , og der skal være etableret en jordbindelse oftest via et jordspyd der fysisk bankes ned i jorden, og tilsluttes boligens eltavle via et jordleder kabel.

Populært fortalte kan en fejlstrøm nu "løbe" tilbage til forsyningspunktet, og sådan fejlstrøm kan nu registreres af fejlstrømsrelæ / HPFI og den fejlramte installation kan udkobles automatisk før der opstår en farlig situation.

Dvs. hvis f.eks. en spændingsførende ledning "falder af" i en vaskemaskine og rører ved metal delene, så vil der være risiko for et elektrisk stød når vi rører ved metalstellet på vaskemaskinen. Men når metalstellet er forbundet til jord (via den gul/grønne ledning) i tilslutningsledningen, så vil denne fejlstrøm øjeblikkeligt "løbe" tilbage til forsyningspunktets neutralepunkt, via jordledningen til eltavlens hovedjordklemme og videre via jordspydet.

Herved vil fejlstrømsrelæet / HPFI registrere at en strøm løber uden om relæet og det vil straks udkoble elinstallationen.

Så hvis HPFI relæet kobler ud, er det ofte pga. en elektrisk overgang i installationen -  hvor en spændingsførende del har forbindelse til stel / jord. f.eks. i vaskemaskinen.

Det er især af vital betydning, at dine el-installationer i vådrum er forbundet til jord, hvis der skulle komme vand i maskinerne mens de er i brug. I så fald er der meget stor sandsynlighed for, at fejlstrømsrelæet slår fra og dermed beskytter dig imod stærkstrøm.

Strømmen skal endvidere gå igennem kroppen f.eks. højre til venstre hånd, hånd eller mund til fod eller tilsvarende. Virkningen, som kan være livsfarlig, er normalt forstyrrelse af hjerterytmen. Hovedparten af den modstand vi har i os er i hudlaget, så når huden er våd eller gennembrudt, er faren større. Har man kun forbindelse med 2 steder på. f.eks. den ene hånd, kan man få meget alvorlige forbrændinger (og i værste tilfælde dø af chok, som eftervirkning af forbrændingen men ikke elektriciteten).


Man kan godt få et ikke livsfarligt elektrostatisk stød: ESD .
Det er de stød man kan få af en bil ved berøring eller et dørhåndtag. Når man går, specielt på kunststoftæpper, eller gnider imod passende materialer, vil man kunne blive opladet elektrostatisk. Specielt hvis man har isolerende sko på, og det er om vinteren med lav luftfugtighed. Når man så får en jordforbindelse, bliver man ”afladet”. Man får et stød, måske går der endda en gnist, som kan ses og høres. Dette er ikke livsfarligt, men kan være lidt overraskende.
   
Hvorfor beskytte mod ESD?

ESD kan medføre usynlig skade på elektroniske komponenter både under produktionen og håndteringen, f.eks. i forbindelse med reparationsarbejde og service. Hvis en skadet komponent fejler umiddelbart, kan resultatet være, at elektronikken fejlmeldes ved tests og kræver yderligere arbejde. Dette kan medføre tabt produktion og forøget produktionsomkostninger.

 
Hvad der i realiteten er endnu værre, er de tilfælde, hvor komponenten har taget skade og er blevet kvalitetsforringet. Dette kan være sket under produktionen, men en meget stor del af disse skader opstår desværre også under servicearbejde. Komponenten ændrer måske karateristika eller får flydende karakteristika, hvorved periodevise fejl kan opstå. Det er fra kompetent side anslået, at 90% af ESD skader først opdages eller opstår på dette sene stadie - dette er den mest kostbare type fejl, idet det medfører:

Kundeutilfredshed - og dermed muligheden for tab af image og fremtidigt salg.
Forøgede omkostninger i forbindelse med servicereparationer.
Arbejdstidstab samt udgifter i forbindelse med garantireparationer, kørsel, nye komponenter med mere.

I elektronik laboratoriet anvender vi antistatiske måẗter, armbånd, antistatisk tøj (handsker, sko mv.) for at undgå at brænde ESD følsomme komponenter af ved håndtering.
Armbåndet er forsynet med en 1M Ohm modstand imellem armbånd og jord. Det tjener to formål:
1) ESD ladninger aflades kontrolleret.
2) Hvis man kommer i forbindelse med 230 V Fasen vil der ikke være nul ohm imellem krop og jord men 1 MOhm. Derved dør man ikke!

Det er vigtigt at alt jordforbindes. El installationer som loddestation, måleinstrumenter mv. forsynes fra skal være med jord.
Man skal have en jordforbundet antistatisk gulvmåtte, antistatisk bord måtte der er jordforbundet, ESD armbånd på med 1MOhm modstand forbundet til jord og ESD følsomme komponenter skal være i metaliserede ESD bekyttelses poser uanset om de ligger i Anti ESD rør, røde Anti ESD poser mv. indtil de skal anvendes.

En del udstyr har i strømforsyningen indbygget et netstøjfilter.
Hvis ikke der er jord på et netstøjfilter vil der være ½ forsyningsspænding (110 V) på chassiet, og da du garanteret har det hele forbundet sammen, vil du få stød fra det hele.
110V AC kan endvidere via stelforbindelsen ødelægge andet udstyr end det med netstøjfilteret hvis de sluttes sammen!
Så den slags udstyr SKAL jordforbindes.

Husk at et jordforbundet oscilloskop faktisk har jordforbindelse på stelplanet. Det vil faktisk sige at man i uheldige tilfælde kan brænde sit oscilloskop af hvis man forbinder stelterminalen forkert under måling. Så kan man i uheldige tilfælde ved måling på en fase kunne trække mange ampere indtil HPFI relæet slår fra. Det kan slå mange digitale oscilloskoper ihjel!
https://www.youtube.com/watch?v=xaELqAo4kkQ

Derudover skal man vide at jordforbindelse ikke bare er jordforbindelse....der kan være adskillige ohm imellem jord på apparatet og så selve jordplanet udenfor. Når man designer udstyr der skal jordforbindes skal man indtænke denne modstand og dens værdi i worst case scenarie! Dette er forhold man ift EMF beregninger på udstyr tager højde for.



Ovenstående lærte vi på et 4 timers seminar internt i firmaet engang og er aftryk af det underviseren udleverede.
« Senest Redigeret: November 13, 2014, 01:39:27 af janengelbrecht »