ESD Schutz

Was heißt ESD?

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Was heißt ESD?

ESD (engl. Electrostatic sensitive devices = elektrostatisch-sensible Geräte) ist eine Übertragung statischer Elektrizität von einem Körper auf einen anderen. Die elektrische Ladung kann durch Reibung zwei verschiedener Materialien entstehen, z. B. an synthetischer Kleidung oder beim Bewegen von Kunststoffbehältern. ESD wird durch einen Mangel oder Überschuss an Elektronen auf der Oberfläche eines Körpers ausgelöst. Diese Körper weisen auf ihrer Oberfläche ein ESD-Potenzial auf und können durch das entstehende elektrostatische Feld benachbarte und/oder angrenzende Körper beeinflussen, was ein erhebliches Risiko in verschiedenen Produktionsprozessen darstellt.

Elektrostatische Aufladung kann in fast jedem Körper auftreten. Die elektronische Energie, die sich im menschlichen Körper ansammeln kann, beträgt etwa 10-30 Milli-Joule. Die Stärke des elektrostatischen Feldes kann bis zu 20 kV betragen. Bei einem Stromfluss von bis zu 100 A/ns können kurzfristige Entladeströme bis zu 30 A erreicht werden. Durch die Aufladung, die durch Reibung entsteht, z. B. beim Gehen auf Teppichböden, kann der Kontakt mit empfindlichen Bauteilen diese beschädigen. Elektrostatische Entladungen erzeugen durch Reibungselektrizität Spannungen von mehreren 10.000 V. Zum Schutz von ESD-gefährdeten Bauteilen, können sogenannte Electrostatic Protected Areas (EPA) an den Arbeitsplätzen eingerichtet werden. An diesen Arbeitsplätzen gibt es ableitfähige und geerdete Tisch- und Bodenbeläge, sogenannte Erdpotentialbezugsflächen, und geerdetes Werkzeug. Zum ESD-Schutz sind die Kleidung und Schuhe der Arbeiter aus antistatischem Material gefertigt.

Die Bildschirmarbeitsverordnung enthält Maßnahmen zur Verminderung elektrostatischer Entladungen und zum Schutz der Gesundheit. Neben der statisch bedingten Entladung gibt es zudem die induktiv bedingte Störeinstreuung, die elektromagnetische Beeinflussung (EMI).

ESD-Klassen

Spannungen, die Beschädigungen verursachen

ESD-Klasse 1

Empfindlich gegen ESD-Spannungen zwischen 0 V und 1.9 kV

ESD-Klasse 2

Empfindlich gegen ESD-Spannungen zwischen 2 kV und 3.9 kV

ESD-Klasse 3

Empfindlich gegen ESD-Spannungen zwischen 4 kV und 15.9 kV

ESD-Klasse unempfindlich

Empfindlich gegen ESD-Spannungen über 16.0 kV

Wozu dienen ESD-Schuhe?

ESD-Sicherheitsschuhe sind zum Schutz vor elektrostatischer Entladung konzipiert. ESD-Entladungen an Arbeitsplätzen können die Ursache für schwere Unfälle sein (z.B. einen Brand in der Nähe von brennbaren Materialien auslösen), sowie Maschinen und deren empfindliche Komponenten beschädigen.

ESD-gekennzeichnete Schuhe unterscheiden sich von normalen Sicherheitsschuhen, die nur eine Antistatik-Kennzeichnung (A) haben, d. h. sie leiten die vom menschlichen Körper angesammelte statische Elektrizität ständig an den Boden ab. Ihre Verwendung ist in der EN ISO 20345:2011 geregelt. Während ein antistatischer Schuh einen elektrischen Widerstand von 100 Kiloohm bis 100 Megaohm hat, liegt dieser beim ESD-Schuh im Bereich von 100 Kiloohm bis 35 Megaohm. Ein ESD-Schuh ist immer antistatisch, aber ein antistatischer Schuh fällt nicht unbedingt in die ESD-Kategorie. Eine gelbe Markierung macht ihn sofort erkenntlich. Die Kennzeichnung muss unabhängig von der CE-Kennzeichnung sein, da diese ein Standard in der Produktschutzbranche ist. Wenn die Schuhe oder die Kleidung die Norm erfüllen, sind sie mit ESD gekennzeichnet. Eine Kennzeichnung mit SI weist auf antistatisch hin.

ESD bei TBH Filter- und Absauganlagen

Alle TBH Filter- und Absauganlagen sind aus hochwertigem Stahlblech gefertigt und entsprechend leitfähig. Aus diesem Grund sind alle TBH Anlagen in die Schutzklasse 1 (nach DIN EN 61140) für elektrische Geräte eingeteilt. Geräte der Schutzklasse 1 müssen immer niederohmig geerdet sein, um im Fehlerfall Schaden vom Bediener/ Wartungspersonal fernzuhalten. Im Prüffeld erfolgt die Sicherstellung der Erdung mit einem 100% Ausgangstest nach DIN EN 61010 (danach Wiederholungsprüfung nach DIN VDE701/702). Der Grenzwert liegt bei <0,3 Ohm (bei Leitungslängen <5 m). Ein Potentialausgleich zwischen den Anlagenteilen gewährleistet, dass sich die Anlage im Luftstrom nicht aufladen kann. Dies sorgt für zusätzliche Sicherheit.

Die Forderung aus ESD-Umgebungen nach einer Ableitung von elektrostatischen Entladungen zielt hingegeben auf einen hochohmigen Widerstand nach IEC 61340-5-1 < 35 Megaohm ab, um die Ableitströme gering zu halten. Dies schützt empfindliche elektronische Bauteile vor Überspannung. Der Schutz des Menschen hat höchste Priorität. Daher darf der Anwender nicht mit der Absauganlage in Berührung kommen.

Erfassungselemente können mithilfe ihres Erdungsanschlusses hochohmig an der Anlage geerdet werden. Somit ist eine Berührung unproblematisch. Die Anlage sollte unter einem Arbeitstisch angeordnet sein, um nicht im normalen Arbeitsumfeld zu liegen. Bei Wartungsarbeiten ist auf eventuell kritische elektronische Bauteile in der Umgebung aufmerksam zu machen oder die Anlage während der Wartung aus dem ESD-Bereich zu entfernen.


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