缩略图

电子维修中的静电防护措施

作者

肖卫镇 高勇 孙召

中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 陕西省西安市 710065

静电作为自然界普遍存在的物理现象,本质是在外力作用下,电子发生跨物体转移,让原物体电荷分布失衡,产生相应效应。从物质形态角度进行观察,固态、液态、气态下静电的生成各有特性,固态物体的静电大多由接触面摩擦引发电荷分离,液态物质的静电常伴随流体与管道的碰撞发生转移,气态的静电则与粒子间的撞击或喷射带电相关联。尽管不同形态下静电的生成原理存在一定差异,但它们的产生过程都应遵循 “接触、电荷转移、偶电层形成、分离带电” 这一规律。

一、静电的产生

(一)摩擦产生静电

静电的本质是物体表面电荷分布的局部失衡,当正负电荷无法在特定区域维持平衡时,便会形成这一特殊现象,其核心在于电子或离子的迁移。对于两个处于绝缘状态的物体,摩擦作用会破坏电荷的原有稳态——在摩擦力的作用下,一方物体的部分电子会突破束缚,向另一方物体表面转移。失去电子的物体因正电荷占比上升而呈现正电性,获得电子的物体则因负电荷盈余而带负电,这种定向的电子流动直接导致静电的产生。显然,接触摩擦既是静电生成的重要因素,也是日常最常见的静电类型。在实际环境中,塑料、地毯、化纤织物、纸张等因具备强绝缘性,在相互摩擦或与人体接触摩擦时,很容易形成静电荷的积累,成为静电现象的典型载体。

(二)感应产生静电

生活中的静电现象,在接触摩擦引发的类型之外,感应静电是另一重要表现形态。当导体或电介质处于特定静电场中时,会发生明显的感应起电。具体来看,如果带静电物体附近存在导体,静电场的作用力会让导体加速极化,而极化后的电介质,其沿电力线方向相对的两个表面,会形成电量对等、极性相反的感应电荷,静电现象由此产生。这种由电场感应导致的电荷重新排布,无需物体直接接触即可发生,却能在特定条件下形成稳定的静电积聚,成为静电现象中极具隐蔽性的一类,尤其在电子设备密集的环境中,这种不依赖直接接触的静电产生方式,其潜在危害更值得重点警惕与防控。

二、航空电子设备的高价值性

航空电子设备是飞行器达成精准导航、通信联络、飞行控制及系统监测的核心载体,其价值不仅体现在硬件的精密制造与技术集成,更在于对飞行安全和任务可靠性的决定性作用。由于要在高温、高压、强振动等极端环境中稳定运行,这类设备在研发阶段便要投入大量资源用于材料筛选、性能测试与冗余设计,制造成本远高于普通电子设备。再加上每套航空电子系统都要与飞行器平台深度适配,涉及复杂的软硬件协同开发,其定制化特点会进一步提升整体价值。尤为是如果航空电子设备因静电等因素发生故障,不仅会产生数十万元乃至上百万元的维修或更换成本,更会引发飞行事故,造成难以估量的生命与财产损失,这种潜在的安全价值损耗,越发凸显其不可替代的高价值。

三、电子维修中的静电防护措施

(一)流程化防护机制

流程化防护机制作为航空电子维修静电管控的核心,要贯穿维修全周期并形成完整管理体系。待修设备接收时,要先在防静电缓冲区完成表面电荷检测,只有静电指标符合标准,才可以转入维修区。到了拆解环节,必须使用专用防静电工具,严格按照规范步骤分离元器件,以此来避免因操作顺序有误而引发电荷转移,维修过程中,所有静电敏感元件(如,集成电路、传感器等)务必放置在防静电托盘上,且拿取时需同步佩戴双重防静电腕带,分别连接人体与工作台,确保电荷及时导走。当组装完成以后,通过三级静电测试(包括表面电压、接地电阻、绝缘电阻测试)来验证设备状态,测试合格后,即可贴附防静电标识并归档。与此同时,要建立操作记录追溯系统,详细记录每个环节的静电参数以及操作人员信息,为后续可能出现的故障溯源提供可靠依据。

(二)环境静电管控

环境静电管控的目标是构建稳定的低静电场环境,从空间维度切断静电产生与传播的途径。维修区域应采用导电性能优良的防静电地板,通过多点接地(接地电阻≤4Ω)将累积的电荷快速导入大地。墙面与天花板要使用防静电涂料,以此来降低空气摩擦产生的电荷吸附,工作台面必须铺设防静电橡胶垫,并与地面形成等电位连接,且每日开工前需用专用仪器检测其导电性能是否达标。另外,配备智能离子平衡系统,实时监测空气中的静电电压,当数值超过 50V时,自动启动离子中和装置,而温湿度要严格控制在 20–25C 、 45%-55% 的范围,利用湿度调节减少干燥空气导致的静电积聚,并安装静电屏蔽网以隔离外部电磁干扰,确保维修环境的静电场强度稳定在安全值内。

(三)使用静电防护器材

在航空电子元器件的静电防护工作中,静电防护器材的科学选用与规范运用,是构建有效防护体系的主要环节。这类器材必须具备两项重要特征,具备适度导电性,既能减少自身静电的产生,又可以快速导出外部电场中的静电,避免电荷在元器件周边形成危险积聚,还要有适配的电阻特性,通过精准调控静电泄放速率,防止过大的泄放电流击穿电子元器件,从而保障其稳定运行。随电子元器件生产工艺的持续精进,当前,在各类元器件的组装流程中,表面电阻≤1 Ω的静电亚导体已经成为防护器材的主流材料。这类材料凭借对导电性与电阻特性的精妙平衡,能在快速泄放静电与避免电流冲击之间找到最优临界点,因此,展现出优异的防护效能。根据这样的特性与材料选择逻辑,在电子元器件的生产及组装过程中,必须强化对各类防静电器材的标准化应用。例如,操作人员佩戴的防静电腕带可实时将人体静电导入接地系统,防静电工作服与手套能阻断人体与元器件接触时的摩擦起电途径,防静电地坪则为整个作业空间搭建全域性的电荷释放网络。

(四)构建完备的静电防护体系

受航空制造业起步较晚的客观条件制约,我国航空电子设备在实际运行中仍然存在许多安全隐患,对航空产品的使用性能构成明显制约。其中,静电防护体系的不完善是尤为突出的短板——现行标准与技术应用尚未形成完整模式,这不仅会加大设备维修及日常维护的实施难度,更让其难以应对复杂场景下的静电风险。对此,要从多个角度推进,首先,结合我国经济发展实际与技术需求,精准引进国外先进航空电子设备,通过反向工程与技术拆解,系统梳理我国在设备生产、应用环节存在的差距,为静电防护技术升级提供参考依据。其次,航空电子设备制造企业应强化全流程管理,通过专项培训深化管理人员对静电防护核心要点的理解与把握,并建立科学的预防机制和操作监督体系,确保每一道工序都严格遵循防静电规范。

结束语:

总之,电子维修领域的静电防护,绝非单一的技术操作,而是覆盖设备全生命周期的系统性工程。从流程化机制的管理到环境要素的精准调控,从防护器材的科学适配到人员操作的规范约束,每一项策略都是抵御静电危害的坚实屏障。对于航空电子设备来说,静电防护的实效更是直接关乎飞行安全的底线与设备价值的存续。只有将这些防护措施深度嵌入维修实践的每个细节,精进技术应用、强化责任担当,才能从根源上遏制静电诱发的故障风险,为航空电子设备的稳定运行构筑不可逾越的防线,助力行业在安全与效率的平衡中迈向更高质量的发展阶段。

参考文献:

[1] 孟李超.民航航空电子设备维修过程中的静电防护措施研究[J].中国航班,2020,(13):54-54.

[2] 王伟.民航航空电子设备维修过程中的静电防护措施研究[J].民航管理,2016,(06):61-63.

[3] 姜鹏.航空电子设备维修中静电危害及防护措施探析[J].中国设备工程,2025,(04):53-55.