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電気・電子機器の誤動作や故障:静電気対策の基礎知識4

静電気対策の基礎知識

更新日:2019年2月14日(初回投稿)
著者:工学院大学 工学部 電気システム工学科 准教授 市川 紀充

前回は、静電気対策と安全対策を取り上げました。今回は、静電気による電気・電子機器の誤動作や故障の原因、静電誘導電圧の起こる原理、誤動作や故障の防止策を解説します。

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1. 電気・電子機器の誤動作や故障の原因

静電気により、電気・電子機器の誤動作や故障が起きることがあります。電気・電子機器は、内部の電解コンデンサが壊れたときも、故障します。その原因は、帯電した人体や物からの放電と、静電誘導電圧の発生に大きく分けられます(図1)。

図1:静電気による電気・電子機器の誤動作や故障の原因

図1:静電気による電気・電子機器の誤動作や故障の原因

・人体や物からの放電

静電気は、人や物が動くと発生し、完全に防止するのは困難です。人や物に電荷がたまった状態で、電気・電子機器に接触すると、静電気放電が起こります。例えば、指先に強い痛みを感じる静電気放電では10kV程度、カーペットの上を歩いたときは40kVに、人体は帯電することがあります。電気設備の分野では、7kVを超える電圧を特別高圧と呼んでおり、いかに人体が帯びる電圧が高いかが分かるでしょう。そして、機器や電子部品に過電圧がかかると、誤動作や故障につながります。

2. 静電誘導電圧とは

静電誘導は、帯電した物を導体に近づけると、帯電した物体に近い方に、帯電した物体とは逆の極性の電荷が引き寄せられる現象です。電源がOFFの状態で、電気・電子機器内に、静電誘導が原因で静電誘導電圧が発生すると、電子部品の絶縁膜が破壊されて、電子部品が壊れることがあります。

静電誘導電圧が発生する仕組みを、詳しく見ていきましょう(図2)。帯電とは、プラスあるいはマイナスの電荷を滞留した状態です。人体にプラス10kV分の電荷が滞留すると、人体の電圧は10kVに帯電します。その帯電した人体の近くに、金属筐体(導電性筐体も含む)があると、導体の人体に近い方にはマイナスの電荷が移動し、帯電物体と離れた方には人体とはプラスの電荷が集まります。導体内部に電荷のプラス、マイナスが偏り、電圧が発生します。これが、静電誘導電圧です。静電誘導電圧は、接地されていない非接地の金属筐体の近くに、帯電物体があると発生しやすくなります。金属筐体だけでなく、金属筐体内にも発生します。

図2:静電誘導電圧の起こる仕組み

図2:静電誘導電圧の起こる仕組み

3. 静電気による誤動作や故障の対策

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