一般靜電引起的故障有以下三個特點:
其一、靜電故障出現(xiàn)的季節(jié)主要是冬春干燥期,就是說靜電隨濕度而改變;
其二、靜電與數(shù)據(jù)中心采用的地板、使用的家具及工作人員的工作服等有關(guān);
其三、靜電致使數(shù)據(jù)中心設(shè)備出現(xiàn)錯誤動作時,往往當(dāng)人體或其它絕緣體與電子設(shè)備相接觸時發(fā)生。
根據(jù)靜電故障的特點可以看出數(shù)據(jù)中心的靜電有幾大來源。包括有:數(shù)據(jù)中心機(jī)房的地板;數(shù)據(jù)中心使用設(shè)施;數(shù)據(jù)中心維護(hù)人員的衣著。維護(hù)人員的衣著是靜電主要的來源,因為靜電多數(shù)情況下是在維護(hù)人員去接觸數(shù)據(jù)中心設(shè)備時產(chǎn)生的。表1為在20℃時,相對濕度為40%時測得的工作服帶電電壓,表2為在同樣的環(huán)境條件下人體的帶電電壓。
表1:工作服帶電電壓
表2:人體帶電電壓
從表1和表2可以看出,工作服帶電電壓和人體帶電電壓的高低與所穿衣服褲子的材料有關(guān)。帶電量濟(jì)少的是褲子為維尼龍與棉混紡,衣服也是維尼龍和棉混紡。此時工作服帶電電壓只有0.5KV,人體帶電電壓為0.3KV,帶電濟(jì)多的是衣服為聚酯與人造絲,褲子為丙烯,其工作服帶電電壓高達(dá)39.9KV,而人體帶電電壓也高達(dá)19.2KV。
鞋子所帶靜電,除與鞋底所用材料有關(guān)外,還與地面材料有關(guān)。表3為穿著不同材料鞋子的人,在不同質(zhì)的地毯上行走40步時測得的人體帶電電壓。測試的環(huán)境溫度為20℃,相對濕度為40%。測試者的體重為55Kg
表3:穿著不同鞋質(zhì)時人體的帶電電壓
靜電的產(chǎn)生不僅與材料,摩擦表面狀態(tài),摩擦力的大小有關(guān),并且大小與相對濕度密切相關(guān)。在其他條件相同的情況下,相對濕度為30%,靜電壓升為5000V,相對濕度降至20%,靜電壓升為10000V,當(dāng)相對濕度為5%時,靜電壓升為20000V。
表4:在不同濕度時,各種活動時人體身上的靜電電壓
根據(jù)靜電產(chǎn)生的特點,可以采用有效的方法來避免靜電的產(chǎn)生。以下介紹幾種數(shù)據(jù)中心中常用的消除靜電的方法。
(1)接地與屏蔽
接地是濟(jì)基本的防靜電措施,數(shù)據(jù)中心必須建有接地系統(tǒng),數(shù)據(jù)中心所有電子設(shè)備都需要接地,這樣可保證靜電能夠通過接地系統(tǒng)漏泄入地,而不至于引起軟硬件系統(tǒng)運行的故障。數(shù)據(jù)中心采用的電子設(shè)備必須符合數(shù)據(jù)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn),運行時漏電在50毫安以下,設(shè)備必須具有接地端子。核心數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)、存儲及服務(wù)器設(shè)備都要具有端接保護(hù)電路,提高抵抗靜電的能力。
(2)數(shù)據(jù)中心的地板、建筑設(shè)施
數(shù)據(jù)中心的地板是靜電產(chǎn)生的主要來源。因而要保證從地板表面到接地系統(tǒng)的電阻在10^5——10^8歐姆 之間,當(dāng)電阻值低于10^9歐姆 時,所產(chǎn)生的靜電只有幾十伏到幾百伏,這樣低的靜電是微不足道的。數(shù)據(jù)中心裝修材料應(yīng)盡量用產(chǎn)生晶電子或不產(chǎn)生靜電的材料制造,材料表面材料的表面電阻值應(yīng)低于10^9歐姆 。
(3)數(shù)據(jù)中心維護(hù)人員的著裝
以上對不同衣著所能產(chǎn)生的靜電進(jìn)行了細(xì)致分析,所以維護(hù)人員在數(shù)據(jù)中心場所所穿的服裝和鞋,必須用低阻值的材料制作,以免產(chǎn)生靜電。
(4)數(shù)據(jù)中心人員管理
數(shù)據(jù)中心應(yīng)該對進(jìn)入的人員進(jìn)行有效管理,無論是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部運維人員還是外來人員進(jìn)入數(shù)據(jù)中心一律要穿防靜電的工作服和防靜電鞋套。在對設(shè)備進(jìn)行操作時必須佩帶防靜電手套和護(hù)腕。通過積極有效的管理,降低靜電故障的發(fā)生。
(5)機(jī)房環(huán)境
靜電產(chǎn)生的主要條件就是相對濕度低,因此,數(shù)據(jù)中心選用的空調(diào)設(shè)備應(yīng)是能控制恒濕、恒溫的空調(diào)設(shè)備。當(dāng)數(shù)據(jù)中心的相對濕度太低時,可以自動啟動加濕器,使相對濕度保持在40%左右。數(shù)據(jù)中心若不具備恒濕空調(diào),可以在靜電發(fā)生較高的地方噴灑靜電消除劑,該類溶劑可消除靜電,并能保持一定時期,但需要定期噴灑。
靜電是看不到、摸不到的東西,在數(shù)據(jù)中心中很難去發(fā)現(xiàn)引起靜電的各種隱患,是數(shù)據(jù)中心的隱型殺手,隨機(jī)可能出現(xiàn),并給數(shù)據(jù)中心帶來嚴(yán)重的損失。所以一定要對數(shù)據(jù)中心采取一系列積極有效的方法,盡可能避免靜電的發(fā)生,將靜電故障扼殺在搖籃之中。
靜電消除器依據(jù)除電時離子的形成方式分成三類:加電式除電器,自行放電式除電器,放射線式除電器,由于放射線的關(guān)系,放射線式除電器很少應(yīng)用。
這就是說,靜電是經(jīng)過物體的接觸,電荷移動形成二重電荷和電荷分離的過程之后產(chǎn)生的。物體產(chǎn)生的靜電一部分被消滅,稱為靜電的漏泄,另一部分被積蓄起來,電阻或固有電阻大的物體靜電的積蓄多。
等量的電荷,呈中性。然而呈中性的兩個不同物體的相接觸,則在其界面上開始電荷的移動,一個物體帶正電,另一個物體則是過剩的負(fù)電荷。由于這個狀態(tài)只是接觸面的界面上,因而不呈現(xiàn)靜電現(xiàn)象,但是若使這兩物體相互分離,即加入機(jī)械作用,則外部就形成靜電場,從而產(chǎn)生靜電。
如CMOS、MOS電路,雙極性電路等的擊穿和毀壞。
不僅硬件維護(hù)人員很難查出,有時還會使軟件人員誤認(rèn)為是軟件故障,從而造成工作混亂。此外,靜電是通過人體對計算機(jī)設(shè)備或其它設(shè)備放電時(即所謂的打水),當(dāng)能量達(dá)到了一定的程度,也會給人以觸電似的感覺,造成操作維護(hù)人員的精神負(fù)擔(dān),影響工作效率。
靜電對計算機(jī)的影響:靜電對電子計算機(jī)的影響主要體現(xiàn)在靜電對當(dāng)導(dǎo)體器件的影響上,可以說半導(dǎo)體器件對靜電的敏感,也就是計算機(jī)對靜電的敏感,靜電對電子計算機(jī)的影響表現(xiàn)有兩種類型:一種類型是元件損壞,另一種類型是引起計算機(jī)誤動作或運算錯誤。
元件損壞主要是指用于計算機(jī)的中、大規(guī)模集成電路,對雙極性電路也有一定的影響。對于早期的MOS電路,當(dāng)靜電帶電體(通常靜電電壓很高)觸及 MOS電路管腳時,靜電帶電體則對其放電,使MOS電路擊穿。近年來,由于MOS電路的密度高,速度快,價格低,因而得到了廣泛的應(yīng)用和迅速發(fā)展。目前,大多數(shù)MOS電路都具有端接保護(hù)電路,提高了抵抗靜電的能力。盡管如此,在使用時,特別是在維修或更換時,同樣要注意靜電的影響,過高的靜電電壓依然會使 MOS電路擊穿。
靜電引起計算機(jī)錯誤動作或運算錯誤是由于靜電帶電體觸及電子計算機(jī)時,對計算機(jī)放電,有可能使計算機(jī)邏輯元件送入錯誤信號,引起計算機(jī)運算出錯,嚴(yán)重者還會使送入計算機(jī)的計算程序紊亂,此外,靜電對電子計算機(jī)的外部設(shè)備也有明顯的影響。帶陰極射線管的顯示設(shè)備,當(dāng)受到靜電干擾時,會引起圖像紊亂模糊不清。靜電還將造成Modem、網(wǎng)卡、Fan等工作失常,打印機(jī)的走紙不順等故障。
靜電引起故障的原因(1)由于電流瞬間流引機(jī)殼,對信號線,電源線產(chǎn)生的感應(yīng)噪聲。(2)由于靜電產(chǎn)生的高壓,引起機(jī)殼地、可靠地的電位變動,從而引起邏輯地產(chǎn)生的電位變動。(3)靜電放電時的接觸部分產(chǎn)生的電磁波給予信號線的輻射噪聲。
(1)計算機(jī)機(jī)房用的地板:在計算機(jī)機(jī)房中,為了便于敷設(shè)信號線和電源線以及通風(fēng)空調(diào)等的需要,目前廣泛采用在原有建筑地面上架設(shè)活動地板的方式。不管是本質(zhì)活動地板,還是金屬活動地板,其表面多是高分子合成材料,當(dāng)人體穿著塑料底的或皮革底的鞋子在活動地板上面行走時,就會由于摩擦引起靜電。此外,裝有膠輪的推車和設(shè)備與活動地板的摩擦也將引起靜電。靜電的高低與地板表面材料的電阻值有關(guān)。
(2)機(jī)房使用設(shè)施:在機(jī)房內(nèi)除安裝大批的計算設(shè)備外還裝有一定數(shù)量的,供操作和維護(hù)人員使用的設(shè)施。如各類臺、架、柜及家具如桌子,椅子等,其表面往往由容易產(chǎn)生靜電的材料制成。例如,塑料貼面板、人造革、泡沫塑料、橡膠等,在使用過程中,不可避免地要進(jìn)行摩擦,從而產(chǎn)生靜電。當(dāng)其電壓達(dá)到一定程度后,就會放電,放電時會產(chǎn)生“咯,咯”的響聲,在黑暗中可看到放電火花。對人體放電,會使人有不適的感覺。
近年來,由于化學(xué)纖維工業(yè)的發(fā)展,在計算機(jī)機(jī)房工作的操作維護(hù)人員中,多數(shù)人都穿著各種各樣的化纖制品的服裝,有的甚至穿著的確良之類的工作服,這些化纖產(chǎn)品的相互摩擦產(chǎn)生的靜電傳給人體,則使人體也帶上了電荷。人們穿的鞋若是塑料底或人造橡膠底的,襪子又是尼龍的,則它們之間的相互摩擦,以及鞋底與活動地板的相互摩擦,都是靜電的一種來源。而且濟(jì)終都將傳到人體上,這是因為相對濕度高,則意味著空氣中含的水分子多,物體表面吸附的水分子也多。水是一種良導(dǎo)體,物體表面吸附的水分子越多,其電阻率越低,靜電荷就可由高電位傳到低電位而聚集不起來。
靜電的防止與消除:一方面在靜電防護(hù)上下工夫,即不使靜電對半導(dǎo)體器件放電或流過半導(dǎo)體器件,另一方面在計算機(jī)機(jī)房設(shè)備上下工夫,盡量減少靜電來源:
當(dāng)然,接地并不以**靜電為主要目的,通常靜電接地是與設(shè)備接地共用的,其接地電阻越低越好,如果單純以防靜電為目的的接地,只要其電阻低于 10^8歐姆即可起到保護(hù)作用,其次是切斷靜電噪聲侵入的通路,這就是要進(jìn)行屏蔽,尤其是磁帶、磁盤等低電平的信號檢測電路,特別易于受到外部靜電感應(yīng)噪聲的影響。
MOS電路的保護(hù):對于采用MOS電路作存儲器的電子計算機(jī)系統(tǒng),為了有效地保護(hù)MOS電路,可在硬件維修室或機(jī)房內(nèi)設(shè)置專用MOS電路維修臺,維修臺應(yīng)有接地的金屬板作臺面,維護(hù)人員帶特制的接地手套。