Nieuws > Het controleren van een ESD-vloer - #1

Het controleren van een ESD-vloer - #1

Geplaatst op 7 February 2020

In operatiezalen, computerruimtes en andere hightech productiefaciliteiten moet het risico op ESD (Electro Static Discharge) altijd worden vermeden. De ESD-vloer wordt als het ware een geleider, die elk elektrisch potentiaalverschil afvoert naar de aarde. Maar hoe controleer je of dat wel goed gebeurt? De komende tijd gaan wij met u de gehele werkplek doorlopen en bespreken. Te beginnen met de vloer.

Een praktisch ingerichte electrostatic protected area (EPA) is voorzien van een elektrisch geleidende vloer. Een dergelijke vloer staat bewegingsvrijheid toe en kan gebruikt worden voor potentiaal vereffening van uiteenlopende zaken zoals meubilair, transport en opslag artikelen, personen en goederen.

Maar hoe dien je de elektrische geleiding periodiek te controleren? Welke middelen staan daarvoor beschikbaar en wat controleer je dan precies?

Een vorig jaar uitgebrachte Nederlandse Praktijk Richtlijn (NPR) kan hier uitkomst bieden. Deze NPR biedt houvast bij het specificeren en aanleggen van een nieuwe vloer, renovatie, of gewoon periodieke controles. De betreffende NPR8868:2019 ‘Evaluatie protocol voor de elektrostatische eigenschappen van een geïnstalleerd vloersysteem’ is verkrijgbaar bij de NEN.

In deze NPR is een beschrijving opgenomen van de correcte meetmethode (NEN-EN-IEC61340-4-1) voor ESD-vloeren. Deze is niet te verwarren met de meetmethode (NEN-EN1081) die moet worden toegepast voor vloeren die als doel hebben om personen of goederen te beschermen tegen de gevolgen van kortsluiting door deze personen of goederen.

Elektrische veiligheid versus potentiaal vereffening

Conform NEN 1010, mag de weerstand in een ruimte waar 230 V aanwezig is, in dat geval niet lager zijn dan 50 kΩ. Bij ruimtes met een spanningsvoorziening van 400 V, is de minimale weerstand zelfs 100 kΩ. Deze weerstand dient ter begrenzing van de stroom door een persoon, wanneer de persoon een kortsluiting vormt tussen een apparaat en de vloer.

Bij de methode conform EN1081, dient men te controleren of de vloer over een minimale elektrische weerstand tussen bovenzijde vloer en een bekend aard referentie punt (bijvoorbeeld PE in de gebouw installatie), wanneer een 3-punts probe wordt aangedrukt met minimaal 35 kg. De test spanning hierbij is 500 V.

Het aandrukgewicht voor de 3-punts probe wordt gevormd door de persoon die de vloer inspectie uitvoert. Men mag bij een volwassen persoon ervan uitgaan dat het gewicht van deze persoon veel meer dan 35 kg bedraagt. Omdat er geen bovengrens is gesteld aan het aandrukgewicht, kan het dus voorkomen dat het meetresultaat sterk variabel is, omdat de weerstand mede bepaald wordt door de aandrukkracht op de probe.

Derhalve is deze meting ook in het geheel niet geschikt om te gebruiken bij het controleren van ESD-vloeren (volstrekte willekeur in meetresultaten is mogelijk). Zelfs in een meting waarbij de weerstand lager uitvalt dan 50 of 100 kΩ (afhankelijk van de spanningsvoorzieningen in de ruimte) mag men geen definitieve conclusie trekken, alvorens de meting is herhaald met een geijkt gewicht van 35 kg.

Potentiaal vereffening via de vloer

Een ESD-vloer heeft als doel om potentiaal vereffening te faciliteren in een ruimte waarin veel mobiel verkeer is van personen en goederen. De ruimte is verder gekenmerkt door de aanwezigheid van randaarde in de stopcontacten, waardoor kortsluiting via de vloer niet mogelijk is.

Om die reden is er dan ook in de betreffende ESD-normen geen ondergrens voor elektrische weerstand tussen bovenzijde vloer en een bekend aard referentie punt gespecificeerd. Echter, potentiaal vereffening kan alleen als de weerstand niet te hoog is. Men dient dus de maximale weerstand van de vloer te controleren.

Omwille van reproduceerbaarheid is slechts het gebruik van een 1-punts probe met een geijkt gewicht van 2,5 kg toegestaan. De test spanning is bepaald op 100 V. Zie ook NEN-EN-IEC610340-4-1.

Oppervlakte weerstand versus volume weerstand

Een vloer die niet gerefereerd is aan gebouw aarde (PE), kan ook niet als potentiaal vereffening dienen. Het risico bestaat dat er objecten of personen een onbekend elektrisch potentiaal hebben ten opzichte van de vloer. Het enkel meten van de oppervlakte weerstand tussen 2 punten in hetzelfde vlak heeft daarom weinig nut.

Ook NEN-EN-IEC61340-5-1 is hier duidelijk in: Het meten van de oppervlakte weerstand is enkel noodzakelijk om productkwaliteit op sample niveau vast te stellen. Een geïmplementeerd vloer systeem dient met te testen op de elektrische weerstand tussen bovenzijde vloer en een bekend aard referentie punt.

Afwijkingen in vloerweerstand

Vooral bij gietvloeren kan het voorkomen dat er één of meerdere punten zijn in een vloeroppervlak waarbij het gebudgetteerde limiet voor vloerweerstand naar aarde wordt overschreden.

Nu moet men zich realiseren dat men bij gebruik van de 1 punts probe slechts meet met een probe oppervlak van 0.00000033 m2. Wanneer men hiermee een vloeroppervlak van bijvoorbeeld 100 m2 nameet en men vindt slechts een enkele afwijking, dan is het nogal onnauwkeurig om hierop een vloer in zijn geheel af te keuren.

In plaats daarvan wordt in dat geval het geometrisch gemiddelde bepaald van de weerstand in een cirkel van 60 cm diameter rondom het punt welke initieel een afkeur resultaat opleverde. Deze 60 cm cirkel is gebaseerd op een persoon die in rust houding met zijn/ haar voeten ca. 30 cm gespreid uit elkaar op de vloer staat. Het uitgangspunt daarbij is dat de persoon altijd via 1 van de 2 voeten elektrisch potentiaal vereffend is via de vloer.

Test posities bij het toepassen van de geometrische gemiddelde bepaling van de elektrische weerstand.

Rondom de afwijkende test positie worden nu 3 extra posities bemonsterd en de data wordt met elkaar verrekend middels de formule Rg = .

Let op! Dit mag alleen op 1 punt worden toegepast. Het is niet toegestaan om dit over alle punten van een vloer uit te voeren. Het kan dus zijn dat zelfs na het toepassen van deze methode, de vloer nog steeds afgekeurd is. Echter dan is die conclusie wel over een groter gebied bepaald dan slechts 0.00000033 m2.

In de volgende blog vertellen wij u meer over het controleren en testen van een ESD-tafel.

Details van de auteur

Tim Maas is ruim 20+ jaar actief als EMC/ ESD-expert en bekwaamde zich hierin bij bedrijven als Océ Technologies (thans Canon Production Printing) en ASML Netherlands BV. Tim is sinds 5 jaar ook actief als zelfstandig consultant via zijn bedrijf Total ESD Solutions.

  • ANSI ESDA gecertificeerd ESD specialist
  • Lid Nederlandse standaardisatie commissie NEN-NEC-101 Elektrostatica
  • Lid Nederlandse EMC/ ESD vereniging
  • Lid ANSI ESDA associatie

E-Mail/ website:info@totalesdsolutions.com  / www.totalesdsolutions.com