16-人体静电放电参数对带电电压的依赖关系研究
人体静电放电的影响因素及防护手段研究
研究视界Technology Innovation and Application2018年14期人体静电放电的影响因素及防护手段研究张红(中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300384)摘要:在实际生产、工作和生活中最为常见的静电类型为人体静电，人体静电放电可以分为三个阶段，受到多个影响因素的影响，如环境因素、活动方式和服装材质。
文章主要是在于分析人体静电放电的影响因素并讨论相应的防护手段的有效性,通过实验和理论分析可以发现，环境因素中影响静电放电最为主要的因素是环境湿度；活动方式中，活动越剧烈人体静电电位越高；服装材质中，既 需要考虑服装本身的带电能力也要考虑到其本身对环境湿度的敏感程度。
防护手段中，最为有效的是静电接地手环，最为实际的是同时穿戴防静电工服和工鞋。
关键词:人体静电；环境因素；活动方式；防护手段中图分类号:X928.2 文献标志码:A文章编号=2095-2945 (2018) 14-0046-03Abstract:In actual production,work and life,the most common type of static electricity is human static electricity,human electrostatic discharge can be divided into three stages,affected by many factors,such as environmental factors,activities and clothing materials.The main purpose of this paper is to analyze the influencing factors of human electrostatic discharge and to discuss the effectiveness of the corresponding protective measures.Through experimental and theoretical analysis,it can be found that the most im-portant factor of environmental factors affecting electrostatic discharge is environmental humidity.In the activity mode,the more intense the human body electrostatic potential is,the higher the electrostatic potential is;the higher the clothing material is,the more sensitive it is to the environmental humidity as well as the charged ability of the garment itself.In the protective measures,the most effective is the electrostatic earthing bracelet,while the most practical is to wear antistatic work clothes and shoes at the same time.Keywords:human static electricity;environmental factors;activity mode;protective measures1概述近年来，越来越多的学者开始对典型静电起电机理[1]、放电影响因素及防护手段等方面开展相关研究，不断完善 静电学理论基础及应用，静电学作为电磁学的一个分支，主要的基础理论为电荷守恒定律和库仑定律，基于电场、电位、电偶极化、功函数、电荷等基本概念，总结出的主要基本理论为洛伦兹电子理论、静电场环路理论、高斯定理等，这些理论可以合理解释物质带静电电荷并放电的现象。
人体带电实验怒发冲冠原理
人体带电实验怒发冲冠原理人体带电实验是一种常见的物理实验，其原理是利用摩擦、接触或电磁感应等方式使人体带上电荷，然后通过测量人体电势差、电荷密度等参数来了解人体与电的相互作用。
这种实验不仅能够帮助我们深入了解物理学知识，还可以为医学、生物学等领域的研究提供有价值的数据和思路。
在人体带电实验中，主要涉及到以下几个方面的原理：1. 静电感应原理静电感应是指当一个导体靠近另一个带有静电荷的导体时，由于静电力的作用，两者之间会发生一定程度的电荷转移。
在人体带电实验中，我们可以利用这个原理通过将一个带有正负极性的物品（如塑料棒或金属球）接触到人体表面来使其带上相应的静电荷。
2. 金属导体接地原理金属导体具有良好的导电性能，在接地时能够有效地将其表面所带有的静电荷中和掉。
在人体带电实验中，我们可以通过将一个金属导体（如铁丝）接触到地面，然后将其另一端与人体表面接触来实现电荷中和的效果。
3. 电势差原理电势差是指在两个点之间的电场强度差，是衡量电场能量大小的重要参数。
在人体带电实验中，我们可以通过测量不同部位之间的电势差来了解人体内部的静电分布情况。
通常情况下，人体表面静电荷密度最高的部位为头发和手指末梢等细长部位，而身体其他部位则相对较低。
4. 皮肤效应原理皮肤效应是指当高频交流信号通过导体表面时，由于导体内部存在阻抗和反射等因素，信号会逐渐衰减并被吸收到导体表面附近的一层皮肤内。
在人体带电实验中，我们可以利用这个原理通过向人体表面施加高频交流信号来测量其阻抗、容抗等参数。
综上所述，人体带电实验涉及到多个物理学原理，并可通过测量不同参数来了解人体与电的相互作用。
这种实验不仅具有科学研究和教育教学的价值，还能够为医学、生物学等领域的研究提供有价值的数据和思路。
因此，在进行人体带电实验时，我们应当遵循科学规范，注意安全防护，以确保实验顺利进行并取得良好的效果。
人体电压 静电
人体电压与静电：揭秘我们身上的电现象一、引言人体，这个看似平凡却充满奥秘的生命体，隐藏着许多我们未曾深入了解的奇妙现象。
其中之一，就是人体电压与静电。
这些电现象不仅在我们的日常生活中随处可见，更在一些特殊情况下对我们的生活产生深远影响。
接下来，让我们一同探索人体电压与静电的奥秘。
二、人体电压人体电压，也称为生物电势，是指人体内部和表面存在的微弱电压。
这种电压主要来源于细胞内外离子浓度差异形成的细胞膜电位。
人体细胞的内外环境中含有大量的正负离子，这些离子的运动形成了微弱的电流，从而在细胞膜两侧产生了电位差。
人体电压的强度通常在毫伏级别，虽然微弱，但在一些特殊情况下，这种电压可以被放大并用于医疗诊断。
例如，心电图机就是通过测量心脏的电活动来检测心脏的健康状况。
三、静电静电，也称为摩擦电，是一种静止状态下的电荷。
当两个物体摩擦时，其中一个物体会失去电子，另一个物体则会获得电子，从而使两个物体分别带上正负电荷。
这种现象在日常生活中非常常见，例如，在干燥的天气里握手时可能会感到微弱的电击感，这就是因为手上带有静电荷。
静电虽然看似无害，但在一些特殊情况下也可能对我们的生活产生影响。
例如，在电子工厂中，静电可能会对敏感的电子设备造成损坏；在飞机飞行过程中，静电可能会引起飞机油箱的爆炸等。
因此，在一些需要防止静电干扰的场合，人们会采取一系列措施来消除或减弱静电的影响。
四、人体电压与静电的关系虽然人体电压与静电在产生原因和表现形式上有所不同，但它们之间也存在着一定的联系。
当人体与物体发生摩擦时，人体表面可能会带上静电荷，这些静电荷会影响人体电压的测量结果。
同时，人体电压也会对周围的静电场产生影响。
因此，在研究人体电现象时，我们需要综合考虑人体电压与静电的影响。
五、如何减少静电对人体的影响为了减少静电对人体的影响，我们可以采取以下措施：1. 保持室内湿度：干燥的环境容易产生静电，因此保持室内湿度有助于减少静电的产生。
静电学中的高电压与放电现象研究
静电学中的高电压与放电现象研究静电学是研究静电现象及其规律的学科，而高电压与放电现象则是静电学中一个重要的研究领域。
在日常生活中，我们常常会遇到一些与静电相关的现象，比如摩擦后的电击、电闪雷鸣等。
这些现象都与高电压和放电有关，而深入研究这些现象不仅可以帮助我们更好地理解自然界中的现象，还有助于应用于各个领域。
高电压是指电势差较大的情况，通常超过1000伏特。
高电压可以引起一系列有趣的现象，例如电晕放电、电火花放电等。
其中，电晕放电是一种常见的现象，当一个尖锐物体被高电压电场所包围时，电场强度足够大时，空气中的分子会被电离，形成电离层。
这种现象在灯泡、电视机等电器中常常可以观察到，当电压过高时，电晕放电会产生噪音和电弧，对电器的正常运行产生干扰。
另外一个与高电压相关的现象是电火花放电。
当电场强度足够大时，空气中的分子会被电离，形成等离子体，这时电子会在电场的作用下加速运动，当速度足够大时，电子会与空气中的分子发生碰撞，产生电流，形成电火花。
电火花放电在雷电中是一种常见的现象，也是引起火灾的一种重要原因。
此外，在工业生产中，电火花放电也常常用于点火、气体放电等领域。
放电现象是高电压的一个重要表现形式。
放电是指电荷从一个物体流向另一个物体的过程，它可以是自发的，也可以是人为控制的。
放电现象在自然界中广泛存在，如闪电、雷电等。
闪电是大气中由于强烈的电场引起的放电现象，它伴随着强烈的雷声和强烈的光亮，是一种非常强大的自然现象。
闪电的产生是由于云与地面之间形成了强烈的电场，当电场强度达到一定程度时，空气中的分子会被电离，形成等离子体，从而形成闪电。
除了自然界中的放电现象，人工控制的放电也有广泛的应用。
例如，放电可以用于气体放电灯，如荧光灯、氙灯等。
这些灯泡中的气体在高电压的作用下发生放电，产生紫外线，然后通过荧光粉转化为可见光。
这种灯泡不仅寿命长，而且能够提供更好的照明效果，因此在室内照明中得到了广泛应用。
人体静电放电模型和人体静电消除器参数分析
如 图 ３所 示 ， 开 关 Ｓ闭 合 前 ， 电容 Ｃ已充 电 ， 其 电压 “ ＝Ｖ ｏ 。开 关 闭合 后 ， 电容 储 存 的 能 量 将 通 过 电阻 以热能 形式 释 放 出来 。根 据基 尔 霍 夫 电
压 定律 可得 ：
Ｒ —Ｍｃ＝０
高度 要 比其宽 度 和厚度 大得 多 ， 球体半径 ｒ 取Ｈ Ｉ ２
总 电容 为这 两 部 分 电 容 的 并 联 ， 即： Ｃ ＝Ｃ ＋Ｃ 。 其中 ， Ｃ ： ： （ ｐ ｒ ）
肤 干燥 、 洁净、 无 损伤 时 ， 皮肤 电阻可 高达 ４ Ｏ一１ ０ ０
ｋ Ｑ， 而 当皮肤 处 于潮湿 或受 损状 态 时 ， 则 会下 降到 １ ０ ０ ０ Ｑ 左右 ， 通常情况下一般为 １ ０ Ｑ。 内部 电 阻与表 面 电阻相 比 ， 可忽 略不计 。
见表 １ 。
表 １ 仃 Ｔ时 刻 电 容 电 压 值
上述 计 算 结 果 与 Ｇ Ｂ １ ２ １ ５ ８—２ ０ ０ ６ 《防止 静 电
Ｃ ＝ ４ ｖ ｒ ｓ 人体 静 电模 型 放 电过 程 的 分 析 ， 可 视 为 对 Ｒ Ｃ电路零 输入 响 应 的分 析 （ 图３ ） ， 也 即动 态 电路 在 没 有外 部 激 励 时 由电路 中动态 元 件 的初 始储 能
引起 的响应 。
２ 人体 静 电放 电过程 分析
式 中， Ａ — —两 个鞋 底 的总 面积 ， ｃ ｍ ｔ — — 鞋底 的厚 度 ， ｃ ｍ。
计算 Ｃ 时需 把人 体等 效为 形状 较为 规则 的导 体， 通 常采用 球体 来 等 效 ， 球 的半 径 一 般取 人 体 身 高 的一 半 ， 得：
计 。决定 人 体 电 阻 的 主要 因 素是 皮 肤 电阻 ， 一 般
从人体电流效应解读人体触电的安全阈值_赵秋生
流 效 应 与 电 流 大 小 、电 流 种 类（ 直 流 、交 流 ）、电 流 电 流 通 路 为 手 到 手 或 一 只 手 到 一 只 脚 大 面 积 接 触
频 率 、流 经 人 体 途 径 等 因 素 有 关 。国 际 电 工 委 员 会 （5000～10000mm2）的人体总阻抗统计结果。
3 人体电压的安全阈值
流 电 压 称 为“ 安 全 电 压 ”，考 虑 到 这 会 给 人 带 来 误 解 ，
加到人体的电压不是造成触电伤害及死亡的最 误 以 为 5 0 V 以 下 电 压 是 绝 对 安 全 的 ，因 此 ，近 些 年 来
根 本 原 因 ，电 压 的 危 险 性 最 终 取 决 于 其 所 产 生 的 人 国 际 电 工 委 员 会（ I E C ）已 不 再 建 议 使 用“ 安 全 电 压 ”
电 压 ，因 此 ，考 虑 外 界 因 素 对 人 体 阻 抗 的 影 响 因 素 致触电死亡的主要原因。
时 ，应 主 要 考 虑 接 触 电 压 并 将 其 选 定 为 2 2 0 V 。
图 2 为《 电 流 通 过 人 体 的 效 应 》（ G B / T 1 3 8 7 0 ）
另外，从人体阻抗个体统计结果来看，要使所选 标准给出的电流途径从左手到双脚的人体电流与时
虑 两 个 方 面 ，一 是 直 接 影 响 人 体 阻 抗 的 各 种 因 素 ，二
经 过 人 体 电 流 会 在 人 体 中 产 生 各 种 效 应 。首 先
是人体阻抗个体差异形成的统计分布结果。
是 感 知 到 电 流 的 存 在 ，再 到 引 起 人 的 痛 感 、肌 肉 不 能
首先，接触电压是影响人体阻抗的最主要因素。 自 控 ，直 至 产 生 心 室 纤 维 性 颤 动 ，简 称 室 颤 。所 谓 心
静电放电抗扰度试验中放电电压对放电参数的影响
揖Keywords铱electrostatic discharge; disturbance resistance test; discharge voltage; discharge parameters
【中图分类号】TN06
【文献标志码】A
【文章编号】1673-1069（2018）02-0183-02
that through this study, the influence of the interference degree and the discharge parameter in the electrostatic discharge process can be
guaranteed in a reasonable range, thus ensuring the safetyof the discharge. 揖关键词铱静电放电；抗扰度试验；放电电压；放电参数
电过程中干扰
揖Abstract铱In this paper, the effect of discharge voltage on discharge parameters in electrostatic discharge resistance test is analyzed. It is hoped
光纤
宽带电磁场 测试系统
衰
减
示
器
波
器
衰
减
器
单极子天线 电光转换器
半圆环天线
放电 放电枪 电极
电流靶
电极接近 速度控制系统
ESD 模拟器 大地
法拉第笼
参数测量记录系统
大地
图 1 ESD 模拟系统实验装置
183
中小企业管理与科技
人体静电
人体带电方式
日常生活中我们常有这样的经历：
用塑料梳子梳头时感到毛发被梳 子吸引，也会听到轻微的放电声；
脱衣后，手靠近椅子或门把手等 金属体，会遭到电击。
人体表面电阻率微小，同其他 物体分离过程中电荷迅速反流、 中和，因而不能起电。人体静电 主要由衣服、鞋等起电后传导给 人体并积聚起来的。
人在地毯上行走，当脚抬 起时，鞋底与地毯分离， 鞋底电荷流向人体，起充 电作用。单位时间起电量 称起电率，用I表示，通常 I不大于10E-4A0。同时， 人体电荷通过落地脚向地 毯泄漏。行走时，人就不 断处于充放电过程中。如 果鞋底电阻率够大，则电 荷会在人体积聚。
总之，人体带电有多种原因，但有三条相同规律： 1）.人活动速率越大，起电率越高，饱和电量越大， 静电电位就越高。这是由于接触频率 高，分离速度快，电荷反流少的原因。相同条件下， 人穿塑料鞋在化纤地毯上走，快行可 起电3000伏以上，而慢行仅有几百伏 。 2）.人体泄漏电阻越大，则饱和电量和电位就越高。 干燥地面活动的人电位高于湿地面的 人。 3）.服装表面电阻率越大，人体饱和电量和电位越大。 穿棉织物就不易起电。
。
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束
泄漏电阻R决定了人体静电的消散 速度,R受鞋底电阻率和空气湿度的 影响,但地面材料的表面电阻率和 体电阻率对R影响更大.
活动方式
各种活动产生的体静电压值
相对湿度
人体电位
穿绝缘鞋,在干燥环境 中脱衣服
在化纤地毯上行走
在塑料地板上行走
从人造革软椅上站起
从塑料桌面上挪动塑 料盒
10%~20% 10%~20% 39% 10%~20%
右图为人体带静电等效电路。
I是起电率，与人的活动速
从人体电流效应解读人体触电的安全阈值
实 由 电流 回 路 阻 抗 等 具 有 特 别 注 意 的 是 ， Ｃ２ 线 的 上 方 （ 电 时 间 在 曲 触 关 系 。 际上 ， 于 人体 阻抗 、
人体 阻抗 “ 准 值” 可 将 其近似 视 为纯 电阻 ） 标 （ 与
产 生 室 颤 ， 安 全 的 ， 一 般 选 择 安 全 界 限 的 原 则 来 人 体 电流 安 全 阈 值 的 最 直 接 应 用 便 是 得 出 人 体 电 压 是 从 看 ， 颤 阈 ５ ｍＡ又 可 视 为 人 体 的 电流 安 全 阈 值 。 室 ０ 安全 阈值 ：
Ｒ Ａ× ， ０ ｄ ｓ ５ Ｖ
一
为 设备 外露 可导 电部分 的 接地 电阻 。
厂 一 系 统 第 一 次 故 障 时 的 接 地 漏 电故 障 电 流
４ 体 电 全 值 ｔ规 式 用蠹 人 触 安 阈 的－ 则 应 ’ 潜 形
上 述 技 术 要 求 的 含 义 是 ， 保 证 Ｉ 统 设 备 外 露 要 Ｔ系
一
ＲＣ Ｄ额 定 动 作 电 流
上 述 技 术 要 求 的 含 义 是 ， 设 备 外 露 可 导 电 部 当
值 ” 更 强 调 了 电 压 的 “ 全 界 限 ” 层 含 义 ， 调 了 分 对 地 电 压 超 过 相 对 安 全 电 压 ５ Ｖ时 ， 经 保 护 接 则 安 这 强 ０ 流
从 标 准 层 面 上 ， 有 对 上 述 人 体 触 电 安 全 阈 值 可 导 电 部 分 接 地 电 阻 足 够 小 ， 而 保 证 发 生 漏 电故 障 没 从
静电放电参数对电极速度的相关性与机理分析
第23卷 第5期2008年10月 电 波 科 学 学 报CH INESE JO URNAL OF RADIO SCIENCEVol.23,No.5October,2008文章编号 1005 0388(2008)05 0977 05静电放电参数对电极速度的相关性与机理分析*阮方鸣1,2 高攸纲1 石 丹1 汪柳平1 周 峰1(1.北京邮电大学环境电磁学研究所,北京100876;2.贵州师范大学物理与电子科学学院,贵州贵阳550001)摘 要 同步测量了带电人体手握金属小棒电极放电电流的参数和电极运动速度。
金属小棒电极与靶电极相撞时的速度对放电电流参数(放电电流峰值、放电电流时间变化率的峰值、火花放电的弧长)的影响,用统计软件SPSS进行了考察,获得了在不同人体电压情况下小棒电极运动速度与放电参数的相关系数。
结果表明:充电电压为0 3kV时,放电参数与电极运动速度无关。
充电电压为0 5kV及其以上电压时,电极运动速度与放电电流峰值、电流最大上升斜率有极强的正相关性;与放电火花弧长有极强的负相关性。
电极向靶的快速接近改变放电间隙的空气压强,改变间隙两端的电场强度,从而引起放电参数的显著变化。
关键词 静电放电;金属小棒;放电电流;碰撞速度;统计相关中图分类号 O441.4 文献标志码 ACorrelation investigation of discharge parameterswith contact approach speed and its mechanism inhuman metal electrostatic dischargeRUAN Fang ming1,2 GAO You gang1 SHI Dan1 W ANG Liu ping1 ZHOU Feng1(1.I ns titute of EM C,Beij ing Univer sity of Pos t&T elecommunication,Beij ing100876,China;2.Schoo l of Phy sics&E lectr onic ScienceG uiz hou N ormal Univer sity,Guiy ang Guiz hou550001,China)Abstract Characteristics measur em ent o f co ntact dischar ge currents through ahandheld metal ro d ar e made fro m char ged human body.Effects of electrode appr oach contact speeds on discharge current param eters of current peaks,peak current derivatives and spark length ar e exam ined thr oug h statistics metho ds.A tcharg e voltage o f0 3kV dischar ge par am eters is independent on appr oach speed.For charge voltages0 5kV and the higher,co ntact approach speed hav e strong positiv e co rrelation w ith peak current and peak curr ent deriv ative;meanw hile hasstr ong neg ative co rrelation w ith spark length.Fast electrode appro ach to targ et cr eates reduction o f air pr essure and intensifies electric field across the gap,w hich,inturn,results in pro minent effect o n discharg e par am eters.Key words electr ostatic dischar ge;handheld m etal piece;discharg e curr ent;co ntact approach speed;statistical co rrelation*收稿日期:2007 07 26 基金项目:国家自然科学基金(50237040);贵州省科技基金([2007]2211)E ma il:ruan726@9771 引 言电子产品的高集成度、低电压、微型化使得电磁兼容问题日益突出。
静电放电的电流路径和电位讨论
静电放电的电流路径和电位讨论一切物体都是由带有负电荷的电子和带有正电荷的质子和中性的中子构成。
然而，两个物体接触或剥离时，一个物体的电子跳出，正极性变多，呈现正极性。
另一个物体电子附着增加，负电荷增多，呈现负极性。
当两物体接触时，电荷会迁移到相对地吸附力强的一方，产生电子的移动。
期间就会产生电场的变化。
当电荷变化达到一定的大小的时候，击穿期间介质而产生放电的现象就是“静电放电”，简称为ESD 。
我们平常测试的静电放电模型人体模型，其放电电路原理图如图 1所示。
图 1 静电放电人体模型电路图实际的放电枪和产品测试布置图如图 2所示。
图 2 ESD 测试布置图测试当中，我们经常会碰到将电荷直接注入到产品的工作地和电源当中，导致被测产品工作不正常，出现复位、死机等情况。
这很大一部分原因可能是地电位发生了变化，由于模拟或者数字信号电平的高低的参考标准就是系统的工作地。
如果系统的工作地的电位发生了变化势必导致信号的电平发生变化，如模拟信号被拉低或者抬高，数字电平发生翻转，所以导致了系统的异常。
因此研究ESD 测试时系统工作地的地电位高低的变化将引导我们进行ESD 问题的分析和整改。
ESD 测试时，测试电压的等级有正负极性之分。
当分别用正负电压分别直接施加在系统的电源和地上，其电流流向和地电位的变化是什么样的情况呢？我们分别讨论此四种情尖锥放电头静电放电枪被测产品况。
情况一：静电放电的正电压施加在正电源上当静电放电为正电压时，直接对电源线进行放电（放电电压>>电源电压），此时静电枪显现的是正极性。
当接触到电源线时，静电枪对电子的吸附力大于电源线，此时电子从电源线流到静电枪，电流的流动方向与电子的方向相反即其从枪头流向电源线。
由于电源线失去了电子，其正极性会增强。
会导致电源线电位增高。
其流程图如图3所示。
图 3 情况一框图情况二：静电放电的负电压施加在正电源上当静电放电为负电压时，直接对电源线进行放电（放电电压<<电源电压），此时静电枪显现的是负极性，带有大量的电子。
人体带电电位与静电电击程度关系
手指和手掌感到剧疼，稍有麻木感觉
Hale Waihona Puke 9.0从手掌到前腕有麻木的感觉
10.0
手腕子感到剧疼，手感到麻木沉重
11.0
整个手感到疼，有电流过的感觉
12.0
手指剧麻，整个手感到被强烈电击整个手感到被强烈打击
表A.1人体带电电位与静电电击程度关系
人体电位/kV
电击程度
备注
1.0
完全无感觉
发出微弱的放电声
2.0
手指外侧有感觉，但不疼
3.0
有针触的感觉，有哆嗦感，但不疼
4.0
有被针刺的感觉，微疼
见到放电的微光
5.0
有被针深刺的感觉，手指微疼
指尖延伸出微光
6.0
从手掌到前腕感到疼
7.0
手指感到剧疼，后腕感到沉重
带电作业人体对高压工频电场测量影响的研究
带电作业人体对高压工频电场测量影响的研究摘要：随着新型电力系统建设的推进，具有高比例新能源接入的电网架构逐渐形成，电网形态将由传统单向逐级输电向包括交直流混联大电网、微电网、局部直流电网和可调节负荷的能源互联网转变。
由于电源侧以强不确定性、弱可控出力的新能源发电装机主导，为保障电网的安全运行，传统的控制模式也将向源网荷储协同互动的非完全实时平衡模式转变，在技术层面需要电力系统工频信号感知方法的革新。
传统上测量工频电场主要采用电学原理测量法和光学式电场测量法。
电学原理测量法包括小球法、电容充电法等电位平衡的方法及电荷法等，但利用该原理制成的仪器准确性差，且难以应用到现场的带电测量。
伴随着光学技术的进步，以Pockels效应为原理的光学式电场传感器逐渐兴起；随着光纤技术的发展，又出现了以光纤传感器为媒介的电场测量探头。
由于电光效应具有温度相关性，因此基于电光效应的电场传感器在外界环境下使用存在温度漂移问题。
关键词：电磁诱导透明；斯塔克效应；工频电场；电场传感器引言带电作业机器人等电位带电作业过程中，需保证机器人与输电线路保持良好接触，始终处于等电位状态。
而在达到等电位前，机器人逐渐靠近导线，二者间的电场强度逐渐增大，甚至会发生放电现象，对机器人部件造成严重损伤。
为了保证机器人等电位作业过程中，机器人不被高强度电场破坏，文中选择在机器人平台上加装引流棒。
当引流棒与导线接触时，机器人与导线的距离较大，二者间感应电荷也相对减小，放电电流也变小，从而降低在等电位瞬间放电电流对机器人的影响。
1.电网带电作业和停电检修配合的工作原理电网带电作业和停电检修配合作业是结合二者之间的优势，弥补不足，做到优势互补，利用停电检修技术的高度灵活作业特性来弥补带电作业行动范围受限制的劣势。
在实际工作过程中，需要工作人员将后端负荷断开之后，通过带电断引线为工作人员提供良好的安全保障，创造安全的检修工作环境。
在检修完成之后再利用带电接引线的方式恢复线路和设备供电。
人体静电及其模型研究
毕业设计（论文）译文题目名称：人体静电放电调查院系名称：理学院应用物理班级：物理081学号：200800124123学生姓名：张泽亮指导教师：王庭太2012年2月人体静电放电调查M.A. Kelly，G..E.Servais and T.V. PfaffenbachDelco Electronics，Kokomo，Indiana文摘电子行业已经意识到作为一个潜在破坏作用的静电放电（简称：ESD），特别是对半导体元件，已经有一些时间了。
在那段时间里，已经有一个正在努力发展着的有影响的人体ESD脉冲和设备，它能够应用在不同的，反复的脉冲半导体器件的电压水平中。
目的是要确定一部分能够抵抗一定的电压水平，并且使用这些信息作为部分鲁棒性的指标。
目前，现有的设备频繁使用ESD脉冲描述MIL—STD的规格，例如883 C作为人体脉冲；但这是正确的脉冲吗？最近的技术论文提出关于ESD波形的问题以及捕获到这种波形的方法。
在防静电波形上，规格如IEC 801—2也助长了显而易见的混乱。
总之，这些信息的来源是催化剂，刺激了这项调查。
今天的电子工业应用空间，在系统和组件装置方面，呈现出的设备是一个增加的数量：半导体封装和特征尺寸更小了，功率要求和操作温度更高了，可靠性要求有明显提高。
用于消除生活设备失败的设计在满足这些可靠要求上是一个关键因素。
对于早期半导体的使用的失败以和失败的整个过程，ESD活动被认为有重大的促进作用。
尽管现在集成电路设计包括防ESD保护电路，但是如果部分是为了满足设备应用的有效性，该有效性必须确定在某种意义上来说，这种意义也确保了其有效性的“真实世界”。
对这种现象在三个模型上有一致的认同，其包括人体模型(简称：HBM)、机器模型(简称：MM)和被控装置模式(简称：CDM)。
本文中，我们集中探讨在人体模型和我们关心有关这些模型的定义。
人体能释放电能并且通过正常处理或者集合作用像半导体组装器件一样传输电荷。
人体带电实验报告
人体带电实验报告人体带电实验是一项非常有趣的实验，它可以让我们更好地了解电的性质和人体的反应。
下面是人体带电实验的报告：一、实验目的通过实验观察人体带电的现象，了解人体对电的反应，探究电的性质。
二、实验器材电源、电线、金属棒、电流表、电压表、人体模型。
三、实验步骤1.将电源接通，调整电压和电流，使其达到一定的数值。
2.将电线连接到金属棒上，并将金属棒放在人体模型的手上。
3.观察人体模型的反应，记录下电流和电压的数值。
4.将金属棒放在人体模型的不同部位，观察人体的反应。
5.根据实验结果，总结人体对电的反应，探究电的性质。
四、实验结果经过实验观察，我们发现人体带电时会产生不同的反应。
当电流较小时，人体只会感觉到轻微的刺痛和麻木感；当电流较大时，人体会出现肌肉抽搐、呼吸困难等症状。
同时，我们还发现，人体不同部位对电的反应也不同。
手、脚、头部等部位对电的敏感度较高，而背部、腰部等部位对电的敏感度较低。
五、实验结论通过本次实验，我们可以得出以下结论：1.人体对电的反应是因为电流通过人体时会刺激神经和肌肉。
2.人体对电的敏感度与身体部位有关，手、脚、头部等部位对电的敏感度较高，背部、腰部等部位对电的敏感度较低。
3.电流较小时，人体只会感觉到轻微的刺痛和麻木感；电流较大时，人体会出现肌肉抽搐、呼吸困难等症状。
六、实验注意事项1.实验中应注意安全，避免电流过大造成危险。
2.实验过程中应注意保持实验环境的干燥，避免电流通过人体时造成电击。
3.实验结束后应及时关闭电源，避免电源长时间开启造成安全隐患。
七、实验总结通过本次实验，我们更加深入地了解了电的性质和人体对电的反应。
同时，我们也应该注意安全，避免电流对人体造成危害。
静电对人体机体的效应研究
静电对人体机体的效应研究高二静电是一种处于静止状态的电荷。
在干燥和多风的秋天，晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光，见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱；拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪、啪”的声响，这就是发生在人体的静电。
在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。
但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。
当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。
若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。
所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。
人体长期在静电辐射下，会使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。
皮肤静电干扰可以改变人体体表的正常电位差，干扰中枢神经，影响心肌正常的电生理过程。
这种静电能使病人加重病情，可导致心律失常、心动过速，诱发早搏甚至房颤，持久的静电还会使血液的碱性升高，导致皮肤瘙痒、色素沉着，影响人的机体生理平衡，干扰人的情绪等。
心脑血管疾病患者要适当提防静电危害。
因为在静电情况下，人的精神会突然紧张，可能诱发心脑血管疾病发作。
人体是最普遍存在的静电危害源。
对于静电来说，人体是导体，所以可以对人体采取接地的措施。
1、卧室内尽量不放或少放家用电器。
这样可以避免人体与电器在近距离产生电场而碰触起静电，看电视最好距离电视机2～3米。
2、用“第三者”消除静电。
为避免静电击打，可用小金属器件（如钥匙）、棉抹布等先碰触可引起静电的大门、门把手、水龙头、椅背、床栏等消除静电，再用手触及。
3、用纯天然织物。
内衣、床单、被罩等尽量使用棉、麻、丝等天然纺织物，尽量不要用或穿化纤质地的家纺用品和服装。
人体带电实验报告
人体带电实验报告引言：人体带电实验是一种通过人体与外部电场相互作用的实验，通过该实验可以观察到人体的带电现象及其影响。
本实验旨在探究人体带电的原理及相关特性，为进一步研究人体与电场的相互作用提供基础。
一、实验准备1. 实验器材：电场仪、导线、电压表、电流表等。
2. 实验环境：保持实验室环境干燥，避免静电积聚。
3. 实验人员：实验人员应穿着干燥的防静电服，并确保身体干燥。
二、实验步骤1. 实验前将电场仪放置在适当位置，并确保电场仪的电极与实验人员保持一定距离。
2. 实验人员站在电场仪的电极旁，保持身体放松，不要与周围物体接触。
3. 打开电场仪的电源，调整电场仪的电压和频率。
4. 观察实验人员是否出现明显的带电现象，如出现带电现象，记录下电压和频率。
5. 使用电压表和电流表测量实验人员带电状态下的电压和电流值，并记录下来。
6. 关闭电场仪的电源，结束实验。
三、实验结果根据实验数据记录，可以得出以下结论：1. 实验人员在电场仪的作用下会出现带电现象，这是因为电场仪产生的电场会使实验人员的身体带上电荷。
2. 实验人员带电的程度与电场仪的电压和频率有关，电压和频率越高，实验人员带电的程度越大。
3. 实验人员带电状态下的电压和电流值与电场仪的电压和频率成正比，即电场仪输出的电压和电流越大，实验人员身体带电的电压和电流也越大。
四、实验分析1. 实验结果表明，人体与外部电场是可以相互作用的，这是因为人体是由大量带电粒子组成的。
2. 实验人员带电的原因是电场仪产生的电场将带电粒子引入实验人员的身体表面，使其带上电荷。
3. 电场仪的电压和频率决定了带电粒子的运动方式和数量，从而影响了实验人员带电的程度。
五、实验应用1. 人体带电实验可以用于研究人体与电场的相互作用，为相关领域的研究提供基础。
2. 人体带电实验还可以用于电场仪的测试和校准，确保其输出的电压和电流符合标准要求。
3. 人体带电实验的结果还可以应用于静电防护和防静电措施的制定，保护人体免受静电的影响。
人体承受极限电压
人体承受极限电压以人体承受极限电压为题，我们将探讨人体对电流的承受能力和电压对人体的影响。
人体对电流的承受能力是由人体的生理结构和电流的特性共同决定的。
正常情况下，人体对微弱电流的感知能力非常敏感，当电流超过一定阈值时，人体开始感受到电击的刺激。
随着电流的增大，人体的反应也会越来越强烈，直到失去对外界的感知能力。
电压是电流的驱动力，它决定了电流的大小。
人体对电压的承受能力与电流有着密切的关系。
一般来说，人体对较低电压的耐受能力较强，但随着电压的升高，人体的耐受能力会逐渐下降。
在正常情况下，人体对直流电的耐受能力要高于交流电，这是因为直流电只有在接触点上才能形成电弧，而交流电由于频率的变化，会导致电流更容易通过人体。
人体对电压的耐受能力还与电流的路径有关。
当电流通过人体的重要组织或器官时，人体对电压的耐受能力会降低。
例如，当电流通过心脏、大脑等重要器官时，即使是较低的电压也可能对人体造成严重伤害甚至致命。
在工业和日常生活中，我们常常会接触到各种电器设备和电力设施，因此了解人体对电压的承受能力非常重要。
根据国际标准，人体对电压的极限承受能力为50伏特，超过这个电压，人体就有可能受到电击。
但需要注意的是，这只是一个一般性的标准，实际上每个人的耐受能力都有所不同，受到年龄、健康状况、湿度等多种因素的影响。
在实际应用中，我们需要采取一些措施来确保人体的安全。
例如，在家庭使用电器时，应确保电器的线路安全可靠，避免出现漏电等问题；在工业生产中，应配备专业的电气设备，同时对工人进行安全培训，提高他们对电压的认知和防范意识。
人体对电流和电压的承受能力是有限的，我们需要了解这种能力的范围，并采取相应的措施来保护人体免受电击的伤害。
只有通过正确的安全措施和科学的电气设备使用，我们才能确保人体在电流和电压作用下的安全。
静电与人：探索静电的产生、影响和争议
关于静电现象和人之间的相互作用的问题可以从两个方面来了解:人是如何引起静电的以及他们是如何受到静电的影响的。
第一种可能并不是很容易理解，但通常不会引起争议。
然而，第二个问题却是许多未经证实的猜测的主题。
人们是如何引起静电的与人相关的最著名的充电过程是在绝缘地板上行走。
乍一看，这个过程似乎很简单，每一步的鞋底和地板之间的接触和摩擦导致电荷分离。
这种充电使人体电容的电压不断增加，直到不可避免的释放电流以平衡充电电流。
但是电荷在鞋底和地板之间的界面是分开的，鞋底是绝缘的。
那么电荷是如何从鞋底下面转移到人身上的呢?也许这个人实际上没有得到净电荷。
在这种情况下，我们所看到的是由鞋底上的电荷引起的感应效应。
请注意，这种效应很可能会将人的电压提高到相当高的水平，而净电荷保持为零，或者可能在鞋底边缘有泄漏，甚至是这些过程的结合。
奇怪的是，从来没有人真正研究过这个问题。
另一种常见的充电方式是脱衣服。
当一件毛衣摩擦一件衬衫时，电荷可能被分开，但人身上的电压不会增加，因为原则上人身上也有大小相等的相反的电荷。
但是当毛衣（比如带一个负电荷的时候）被脱掉的时候，，衬衫上的正电荷就会提供一个正电压。
顺便说一句，当你脱下毛衣时，你可能会感觉到耳朵有轻微的刺激，这并不是充电的迹象。
恰恰相反:这是放电(不是火花，而是刷型放电)。
从汽车座椅上滑下来也会产生类似的充电过程，你可能会感到轻微的电击是由于你向汽车放电(在这种情况下是火花)，而不是因为汽车正在充电。
20世纪30年代，后一个过程随着在轮胎中引入导电橡胶而结束。
静电是如何影响人的电击在许多科学家看来，静电对人的影响最为人所知，也是唯一被证实的影响，是火花放电产生的电击。
这种情况通常发生在一个带电的人接触一个接地的物体，或者与另一个处于不同电位的人接触。
尽管这一现象众所周知，但对于什么水平的身体电压会导致可以感觉到的放电，并没有明确的范围。
然而，很少有人会注意到低于1000V电压的放电。
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摘
要
在带电电压为 200~ 3000V 的范围内测量了带电人体放电电流和上升时
间, 计算了其他放电参数; 研究了放电参数与电压和电极速度的相关性 。 将 Ram pe Weizel 定理用于空气中带电人体的小间隙静电放电模型。 观察发现在电压为 800V 时放电参数在电极运动速度影响下出现临界值 。 当电压高于 1000V, 或低于 600V 时, 电极移动速度对放电参数的影响出现降低的趋势 。 关键词 静电放电 ; 电极速度; 放电电流; 带电电压 中图分类号 O441 4 文献标志码 A
Correlation between discharge parameters and charge voltage in electrostatic discharge from human body
RUAN Fang ming1, 2 SHI Dan2 YANG Cheng1 SHEN Yuan mao2 GAO You gang2
2
结果与讨论
在电压变化范围为 200~ 1500V 的条件下, 用 人体放电实验装置测量了大量放电电流波形数据。 图 3 给出了对应不同电极移动速度变化时 , 在不同
第5期
阮方鸣等 : 人体静电放电参数对带电电压的依赖关系研究
981
( a) 电压较低时放电 间隙两端电压 图5
( b) 电压较高时放电 间隙两端电压
980
[ 1]
电
波
科
学
学
报
第 24 卷
时脉冲, 对电子信息系统威胁非常大 。在带电金属 体向受电体接近并最后碰撞的放电中, 带电体所带电 压和电 极的 移 动速 度 对放 电 参 数的 影 响是 不 同 的 。出于提高电子系统对静电放电的电磁干扰 能力的考虑, 有必要对放电参数与电压及放电参数与 电极速度关系从量的角度加以研究。针对不同的电 压, 本研究讨论了人体手握金属小棒向靶 ( 受电体 ) 移 动放电过程中 , 电极移动速度与放电电流强度参数之 间的关系。同时, 基于 Rampe Weizel 定理讨论了人 体手握金属小棒向靶运动放电的电路模型 , 讨论了放 电参数与电压、 电极移动速度之间的相关性。涉及到 的放电参数包括峰值电流、 上升时间、 放电通道电阻、 放电间隙击穿场强和放电弧长。
放电间隙电压随时间的变化
时 , 电极移动速度对该电压的影响较弱。而当人体 所带电压超过 600V 后, 电极移动速度越快, 则火花
图3 通道电阻与弧长的确定
电压越小。 从图 6 看出 , 在电压为 200V 时放电间隙通道 电阻几乎不 随电极速度而 改变; 但当 电压为 800V 时 , 电极快速移动的通道电阻, 则远远小于电极慢速 移动电极时放电的通道电阻。
Hale Waihona Puke Abstract A couple of discharge parameters are measured and analyzed, correlat io n invest ig atio n ar e perf ormed betw een charg e v olt ag e, approach speed and discharg e par am et ers. Rampe Weazel for mula is employed t o model short g ap elect rost at ic discharge( ESD) in air f rom char ged hum an body . T hresho ld pheno meno n appears at charg e v olt ag e of 800V at w hich discharg e param et ers reach ex tr em e values w hereas t he st rongest eff ect ex ist s fo r mov ing speed o f elect rode on dischar ge paramet er s. T he inf luence of charge vo ltag e and m oving speed of electr ode on discharge par am e t er s has an obvious reduct ive t endency for charg e vo lt ag e below 600V or ov er 1000V. Key words vo ltag e 展趋势 , 静电放电所带来的电磁兼容问题日益严重, 因而受到人们的普遍关注。在带电体电压为数百伏 到约 2000V 的静电放电中产生的高强度、 宽频谱瞬 elect rostat ic discharge; elect rode speed; dischar ge current ; charg e
图1 计算放电电流的电路模型
[ 2~ 5]
Z B ( j ) 可以用网络分析仪测量计算得出。 知道了放电间隙两端的电压 v g , 放电间隙的通 道电阻 r g 就可以从测得的放电电 流 i ( t ) 由下面式 ( 2) 求出 : r g( t) = vg ( t) i( t) ( 2)
1
1 1
静电放电的测量方法与电路模型
人体带电电压情况下的放电电流波形。 在低电压 V C = 300V 时, 放电电流峰值几乎不 随电极移动速度的变化 ( v 2 - v 1 = 29 02 cm/ s) 而改 变( I p2 - I p1 = 0 04A ) 。当电 压超过 400V 后, 电极 速度对放电电 流峰值 的影 响逐 步增强 , 在 电压 为 800V 时, 电极速度对电流峰值影响最大 ( 速度变化 v 2 - v 1 = 29 02 cm/ s, 电流变化 I p2 - I p1 = 2 2A) 。 电压超过 1000V 后, 电极移动速度对放电参数 的影 响 呈 现 出 下 降 趋 势。 也 就 是 说 , 在 电 压 为 500V, 600V, 1000V, 1100V 和 1500V, 电极移 动速 度对放电电流峰值的影响介于 300V 和 800V 电压 时电极速度对放电电流峰值影响之间。 图 4、 图 5 和图 6 给出了在电极速度影 响下放 电电流、 放电间隙电压和放电间隙通道电阻随着时 间的变化。从图 4 看出, 放电电流峰值在人体带电
测量方法 在带电人体手握金属小棒向靶移动放 电过程
在求出了放电间隙两端的电压 v g 和放电间隙的通 道电阻 r g 后 , 利用 Rampe Weizel 定理 ( 3) , 放电间 隙的弧长就可以求出如下 r g( t) = ! 2∀ i 2 ( ) d p 0
中, 需要采用同时测量放电电流与接近速度的实验 装置[ 6] 。一块 1 m 2 m 的铝板垂直地放在另一块 边长为 1 m 的接 地铝 板上。特性 阻 抗为 50 的 SM A 连接器前端与置于铝板中央、 直径为 6 m m 的 圆形金属薄片( 即放电靶 ) 相连接 ; 放电靶另一端则 通过特性阻抗为 50 的同轴电缆接至高性 能数字 示波器。 该数字示波器的频带宽度为 6 GH z, 取样率为 20GS/ s。已充电的实验者手握一不锈钢金 属小棒 ( 长 5 cm , 前端曲率半径为 4 mm) , 从离开靶距离 10 cm 外向靶移动放电。与此同时 , 用基于压电效应的 加速度计记录下金属小棒的移动速度。实验室温度 为 25 , 空气相对湿度为 24% 。 1 2 静电放电的电路模型 为了分析电压和电极移动速度对更多的放电参 数的影响 , 提出了 基于 Rampe Weizel 定理的静 电 放电模型[ 7] 。放电间隙两端的电压可以由如下的式 ( 1) 表示( 见图 1 所示的电路模型) 。 v g ( t) = r g ( t ) i ( t) v g ( t) = V C - 1 2 i( ) # ej
( 1 . School o f Phy sics & Electronics Science , Guiz hou N o rmal Univer sity , Guiy ang Guiz hou 550001, China; 2. Resear ch I nstitute of E M C, Beij ing Univ er sity of P ost & T echnology , Beij ing 100876 , China)
第 24 卷
2009 年 10 月
第5期
CHINESE JOURNAL OF RADIO SCIENCE
电
波
科
学
学
报
Vol. 24, No. 5
O ct ober, 2009
文章编号
1005 0388( 2009) 05 0979 04
人体静电放电参数对带电电压的 依赖关系研究
阮方鸣1, 2 石 丹2 杨 乘1 沈远茂2 高攸纲2
( t- )
!
t
( 3) 10 4 ( atm cm 2 / V 2 s) 是
式中, !是放电弧长; ∀ = 1 1
火花放电常数; p 是气体压强 ; i( t ) 是放电电流。 图 2 是用网络分 析仪测量得到的人体阻抗波 形。将所测量的实部、 虚部分别平方求和 , 然后再开 方 , 就得到了总的阻抗。 ZT = ZI + ZR ( 4) 基于测量到的电流波形和前述公式 , 图 3 提供 了一种估算出放电间隙通道电阻 r g 和放电弧长 ! 的方法。在时间轴相同的前提下 , 在用式 ( 3) 计算出 的放电间隙电阻波形中 , 对应测量和计算出电流的 最大值时刻 , 就可得到放电通道的阻抗值和相应的 放电弧长。
( a) 电压 V C = 200V 图6
( b) 电压 V C = 800V
通道电阻对电压和电极速度的依赖关系