Zum Schutz elektrostatisch gefährdeter Bauteile (ESDS) bedarf es einer Personenerdung der jeweils mit diesen Bauteilen in Berührung kommenden Mitarbeitern, Besuchern und Vorgesetzten. Für eine funktionierende Personenerdung müssen bestimmte Massnahmen ergriffen werden. Welche das sind und wie man Personen am einfachsten erden kann, erfahren Sie in diesem Artikel.
In einer ESD-Schutzzone, auch EPA («ESD protected area») genannt, soll verhindert werden, dass elektrostatisch empfindliche Bauteile (ESDS, «electrostatic discharge sensitive devices») durch unkontrollierte elektrostatische Entladungen beschädigt oder sogar zerstört werden. Dazu wird ein ESD-Schutzkonzept erstellt, in dessen Rahmen auch die Personenerdung vorgesehen werden muss. ESD ist die Abkürzung für den englischen Begriff «electrostatic discharge», was auf Deutsch «elektrostatische Entladung» heisst.
Im Rahmen der Personenerdung geht es darum, dass elektrostatische Ladung, die sich im Körper eines Mitarbeiters, Vorgesetzten oder Besuchers befindet, kontrolliert abgeleitet wird. Dies kann auf zwei verschiedene Arten geschehen:
In der Schweiz funktioniert die Erdung bei der dreipoligen Steckdose über den sogenannten Schutzkontakt. Dieser Schutzkontakt ist der mittlere Pol in der Steckdose. Er wird auch Schutzleiter genannt oder Schutzerde, kurz PE («protective earth»).
Ist keine Steckdose vorhanden oder genügt sie nicht den Anforderungen an die Erdung, kann auch ein separater Schutzleiter verlegt werden. Dieser ist an seinem Ende über die Verbindung zu einem sogenannten Staberder, Erdungsstab oder Erdungsspiess geerdet. Der Staberder besteht in der Regel aus verzinktem Stahl oder Edelstahl und hat eine Länge zwischen einem Meter und mehreren Metern. Zur Erdung wird dieser Metallstab in den Erdboden geschlagen und an seinem oberen Ende mit dem Schutzleiter verbunden.
Als Alternative zur Erdung kann man auch ein Potentialausgleichssystem nutzen. Der Zweck der Erdung ist es, unkontrollierten Entladungen durch das Ableiten von elektrischen Ladungen zuvorzukommen. Ein Potentialausgleichssystem hat denselben Zweck, mit dem Unterschied, dass hier keine elektrischen Ladungen abgeleitet werden.
Genauer gesagt handelt es sich dabei um eine Potentialausgleichsverbindung, indem durch die elektrische Verbindung von bestimmten Elementen verhindert wird, dass es zwischen Personen und Gegenständen zu einem Potentialunterschied und damit zu einer unkontrollierten elektrischen Entladung kommt.
Die Nutzung eines Erdungsarmbandes ist die am häufigsten vorkommende Art der Personenerdung und grundsätzlich auch die einfachste. Diese Art der Erdung funktioniert wie folgt:
Erdungsbausteine sind Erdungsanschlüsse für die Steckdose. Dank der Flexibilität des ESD-Spiralkabels hat dessen Träger einen gewissen Bewegungsspielraum.
Eine andere Möglichkeit der Erdung ist die Nutzung einer ESD-Tischmatte, die über zwei Druckknöpfe verfügt. An einem der beiden Druckknöpfe auf der Tischmatte schliesst man das Erdungsarmband an und an den anderen Druckknopf auf der Tischmatte schliesst man eine Verbindungsleitung an, welche an seinem anderen Ende mit einem Erdungsbaustein verbunden ist. Auf diese Weise ist der Träger des Erdungsarmbandes, das an die Tischmatte angeschlossen ist, geerdet.
Tischmatten eignen sich insbesondere dann zur Personenerdung, wenn man zum Beispiel an Geräten mit elektrostatisch empfindlichen Bauelementen arbeitet, etwa im Bereich der Fertigung oder im Falle von Reparaturen.
Ist ein ESD-Bodenbelag vorhanden, ist das Tragen von ESD-Schuhen beziehungsweise das Tragen von Schuhen mit einem Dauerfersenband oder einem Einwegschuherdungsstreifen die einfachste Art, sich zu erden.
ESD-Schuhe sind so konzipiert, dass sie die elektrostatische Ladung, die sich im Körper des Schuhträgers befindet, über die Sohlen kontrolliert in den Boden ableiten.
Bei den Schuherdungsbändern kann man zum Beispiel ein Dauerfersenband nutzen, um den Träger des Bandes über einen ESD-Boden zu erden. Schuherdungsbänder sollte man immer an beiden Füssen tragen, damit eine konstante Erdung durch ständigen Kontakt zum Boden gewährleistet ist.
Für Pumps, einen weit ausgeschnittenen Damenschuh mit Absätzen, gibt es sogenannte Dauerzehenbänder zum Zwecke der Erdung.
Durch das Tragen von spezieller ableitfähiger ESD-Kleidung, wozu ESD-Mäntel, ESD-Jacken, ESD-Poloshirts oder etwa ESD-Handschuhe gehören, wird der Durchgangswiderstand des Trägers erhöht. Dadurch ist eine noch bessere Ableitung der elektrischen Ladung im Falle der Personenerdung möglich, was eine weitere Massnahme gegen unkontrollierte Entladungen darstellt.
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