在廠房外挖一個(gè)大坑，埋設(shè)一組銅棒，接出一根35平方毫米以上的電纜，再分線拉入到各車間各部門用于靜電泄放成為了電子廠防靜電標(biāo)志性工程，似乎沒(méi)有這個(gè)防靜電接地系統(tǒng)都不敢說(shuō)自己做了靜電防護(hù)。但真相是，對(duì)于95%以上的工廠來(lái)講這個(gè)所謂的靜電接地系統(tǒng)純粹是浪費(fèi)或錯(cuò)誤，幾十年來(lái)我們?yōu)榇死速M(fèi)的資金不下100億。估算如下：中國(guó)大陸有電子相關(guān)的企業(yè)數(shù)量約125萬(wàn)家（包含貿(mào)易公司），以此估算廠房數(shù)量約20萬(wàn)座，以平均每一座廠房花費(fèi)5萬(wàn)計(jì)算，總花費(fèi)約100億。這100億真金白銀真的為我們產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用保駕護(hù)航了嗎？否，相反很多時(shí)候非但沒(méi)有提供保護(hù)，反倒把產(chǎn)品和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的人員置于危險(xiǎn)的境地，甚至直接造成產(chǎn)品損壞和人員觸電。我們很多ESD工程師和審核員（包括一些認(rèn)證機(jī)構(gòu)的審核員）根本不清楚靜電泄放對(duì)接地系統(tǒng)的要求，也不明白靜電接地與設(shè)備接地安全接地的關(guān)系，即便是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法和指標(biāo)判斷充滿了疑惑也并未在技術(shù)原理上找尋答案，這恐怕是出錯(cuò)的根本原因。接下來(lái)我們單純從技術(shù)原理角度就幾個(gè)重要的問(wèn)題進(jìn)行分析和解釋，希望有助于各企業(yè)合理規(guī)劃靜電接地，避免錯(cuò)誤繼續(xù)。

      一、靜電泄放對(duì)接地系統(tǒng)的接地電阻要求是多少？

      要回答這個(gè)問(wèn)題首先要理解靜電現(xiàn)象及其特點(diǎn)。靜電是一種低電量的帶電現(xiàn)象，不同與交、直流電源雖然容易產(chǎn)生很高的電壓（可能動(dòng)輒上萬(wàn)伏），但實(shí)則電量非常有限，多數(shù)情況下靜電帶電體的電容水平是皮法級(jí)（pF，皮是10^-12數(shù)量級(jí)）的，電量處于納庫(kù)侖（nC，納是10^-9數(shù)量級(jí)）至微庫(kù)侖（μC，微是10^-6數(shù)量級(jí)）的水平，因此泄放時(shí)對(duì)通路的導(dǎo)電性要求并不高。我們可以用電磁學(xué)中基本的概念框算一下工廠靜電泄放對(duì)于接地系統(tǒng)的載流能力的要求：

      假設(shè)工廠的靜電帶電體電容水平平均為100pF（在ESD模型中，此數(shù)值為人體電容水平，一般的絕緣帶電體電容值比這要低得多）。

    再假設(shè)工廠的靜電帶電體有100萬(wàn)之多（要知道100萬(wàn)可是一個(gè)中等城市的人口數(shù)量水平），所有靜電帶電體帶有10KV電壓（屬于較高靜電帶電水平），利用電容、電壓和電量之間的關(guān)系公式，所有帶電體電量總和為：

      Q=CV=1×?10⁶×1×10^-10×10000=1庫(kù)侖

     我們假設(shè)這100萬(wàn)個(gè)靜電帶電體集中在1秒內(nèi)釋放靜電到接地系統(tǒng)，按照電流的基本定義，此時(shí)接地系統(tǒng)承載的電流水平不過(guò)是1安培。在電路中1安培的載流能力用一條0.5mm直徑銅導(dǎo)線就能夠滿足，而我們剛才的假設(shè)都是極度放大了各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)際的情況要低若干個(gè)數(shù)量級(jí)，因此靜電泄放對(duì)接地系統(tǒng)的載流能力幾乎沒(méi)有什么要求，只要有電氣通路接入到大地即可。日本關(guān)東學(xué)院從事電氣安全和接地研究的高橋健彥在其編寫的《圖解接地技術(shù)》中提到的靜電屏蔽接地電阻要求為1MΩ以下，雖然未直接說(shuō)明接地體的接地電阻的大小，但此阻值要求條件下，其數(shù)值不必很低。我們以孤立導(dǎo)體靜電衰減模型計(jì)算，1×?10⁹Ω以下的泄放電阻對(duì)一般靜電帶電體足夠。按照這個(gè)數(shù)值計(jì)算，100萬(wàn)個(gè)靜電帶電體并行泄放的電阻不過(guò)1000Ω（1×?10⁹/（1×?10⁶））。這個(gè)要求只需要將導(dǎo)線或鋼筋插入土壤已經(jīng)足夠：依照接地體接地電阻的一般性計(jì)算方法，直徑10mm的鋼筋插入粘土30cm，接地電阻小于500Ω。我們很多工廠要求ESD接地體接地電阻小于1Ω實(shí)在是荒唐，形象點(diǎn)兒講，這簡(jiǎn)直就是在用輸油管道打點(diǎn)滴。

      二、靜電接地必須獨(dú)立嗎？

      很多工廠挖坑做靜電接地還有一條原因是認(rèn)為靜電接地必須獨(dú)立于設(shè)備接地——因?yàn)殪o電接地需要連接人體接地，特別是手腕帶，一旦設(shè)備漏電就會(huì)通過(guò)設(shè)備接地傳到人體，發(fā)生人員觸電危險(xiǎn)，殊不知這個(gè)理由同樣不成立，而且獨(dú)立的靜電接地會(huì)讓人員和產(chǎn)品處于危險(xiǎn)境地：

      第一，設(shè)備接地的目的本身也是為了防止設(shè)備漏電的安全考慮：當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)漏電時(shí)電流從地線流回電源的電阻遠(yuǎn)低于人體電阻，從而構(gòu)成了對(duì)人員的保護(hù)，因此設(shè)備接地與靜電接地的導(dǎo)通并不會(huì)導(dǎo)致人體觸電，除非接地主線的連接完全斷開(kāi)，并且現(xiàn)場(chǎng)人員同時(shí)連接在一個(gè)另一完全獨(dú)立的接地。

      第二，相比使用設(shè)備接地或設(shè)備接地與靜電接地導(dǎo)通的情況，采用靜電接地完全獨(dú)立的情況（即靜電接地與設(shè)備接地完全不導(dǎo)通的情況）會(huì)讓人員處于更加危險(xiǎn)的境地，因?yàn)榇藭r(shí)人員已經(jīng)處于參考接地連接狀態(tài)，設(shè)備發(fā)生故障漏電時(shí)，漏電電壓100%會(huì)加載到觸碰設(shè)備的作業(yè)人員身體從而發(fā)生觸電危險(xiǎn)。這與踩在一根高壓線上的鳥(niǎo)不會(huì)被電到，而跨越兩根線的蛇會(huì)被瞬間電爆是一個(gè)道理。國(guó)內(nèi)著名電氣安全專家王厚余在其編寫的《建筑物電氣裝置600問(wèn)》中就強(qiáng)調(diào)“建筑物中的各接地系統(tǒng)如采用單獨(dú)接地，發(fā)生故障時(shí)，各電氣系統(tǒng)間電位差而引起人身電擊之類的種種電氣危害”。

      第三，使用完全獨(dú)立靜電接地情況下，人員與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的設(shè)備不在同一電位上，對(duì)產(chǎn)品保護(hù)同樣不利：二者之間的電位差可通過(guò)作業(yè)人員隨時(shí)加載到產(chǎn)品上，造成產(chǎn)品的EOS損傷損壞。很多時(shí)候兩個(gè)完全隔離的系統(tǒng)造成的電位差雖然未達(dá)到觸電危險(xiǎn)，甚至人員通常都難以感知，但電壓往往也達(dá)到幾伏特到十幾伏特。我們很多工廠要求設(shè)備的漏電電壓不得超過(guò)0.3伏特，電烙鐵的漏電壓不超過(guò)20毫伏特，但對(duì)這幾伏特、十幾伏特的電位差卻視而不見(jiàn)，實(shí)在是本末倒置。

      三、獨(dú)立的靜電接地有助于消除EMI干擾？

      這個(gè)命題本身就不成立：相比現(xiàn)場(chǎng)的各種電氣設(shè)備運(yùn)行噪聲，直接加載到接地線上的靜電放電所產(chǎn)生的EMI，無(wú)論是數(shù)量還是能量上都可以忽略，況且連接在靜電接地線上的防靜電設(shè)施多數(shù)采用的是耗散材料，這會(huì)讓放電強(qiáng)度降低到很小的水平，甚至難以測(cè)出；另一方面各類連接在靜電接地線上的防靜電設(shè)施除離子靜電消除設(shè)備和監(jiān)測(cè)設(shè)施外，其他并非電氣設(shè)備，不可能對(duì)來(lái)自設(shè)備的EMI噪聲敏感，更何況上述的后兩種防靜電設(shè)施的接地，在很多工廠也并非接入靜電接地，而是接入了設(shè)備接地。

      四、ESD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是否要求靜電接地獨(dú)立？

      國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)早有定論，ESDA（美國(guó)靜電放電協(xié)會(huì)）S20.20標(biāo)準(zhǔn)（目前行業(yè)中最受認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)）最早版（1999版）在6.2.1中對(duì)靜電接地的選擇就進(jìn)行了明確：“優(yōu)先選擇AC設(shè)備接地作為實(shí)現(xiàn)防靜電設(shè)施等電位連接方式，當(dāng)設(shè)備接地不可用時(shí)再選擇其他連接方式”；而在靜電接地專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)ESD S6.1中更是明確強(qiáng)調(diào)了等電位的要求：防靜電設(shè)施連接至共同接地點(diǎn)，后者連接至接地連接系統(tǒng)（ESD grounding/bonding reference system）。而接地連接系統(tǒng)有三種選擇：設(shè)備接地（AC Equipment Ground），輔助接地（Auxiliary Ground）或單純的等電位連接（Equipotential Bonding）。其中輔助接地（未使用設(shè)備接地時(shí)的選擇）需要與設(shè)備接地保持良好的連接，最后一種等電位連接是指沒(méi)有地線可用的情況僅保持防靜電設(shè)施間的等電位連接。另一套廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)IEC61340-5-1中，一直以來(lái)也都強(qiáng)調(diào)了優(yōu)先使用保護(hù)地（PE）作為防靜電設(shè)施接地接入的系統(tǒng)。可以看出這些標(biāo)準(zhǔn)的觀點(diǎn)和要求是一致的。

      國(guó)內(nèi)業(yè)界對(duì)靜電接地的誤解由來(lái)已久，究其原因除了對(duì)技術(shù)原理理解偏差外，更多的是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的誤讀，特別是前文所述的ESD S20.20及IEC61340-5-1標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)接地和等電位連接章節(jié)內(nèi)容。很多ESD工程師和審核員單純以標(biāo)準(zhǔn)中表格1中的字面去解讀要求，對(duì)于前面技術(shù)描述以及依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)都未細(xì)看，更不用說(shuō)從術(shù)語(yǔ)及原理上理解，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)措施和技術(shù)指標(biāo)判斷完全錯(cuò)誤，這種浮于表面的思維去解決技術(shù)層面問(wèn)題不但造成了巨大的浪費(fèi)，還帶來(lái)了人員安全隱患和產(chǎn)品損壞風(fēng)險(xiǎn)。