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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Statische Elektrizität ist bereits seit etwa 2500 Jahren bekannt, doch hatte sie bis in die neuere Zeit hinein nur wenig Einfluss auf die Menschheit. Erst im letzten Jahrhundert wurde die Wirkungsweise der statischen Elektrizität besser verstanden, und die Grundlagen von Ladungstrennung und -ansammlung konnten beschrieben werden. Trotz des besseren Verständnisses bleibt die sichere Vorhersage von Polarität und Größenordnung der Aufladung für alle Situationen aufgrund der Vielfalt der Einflussfaktoren schwierig, und vielen Menschen erscheint die Elektrostatik eher eine "schwarze Kunst" zu sein als eine Wissenschaft. Die Entwicklung moderner Werkstoffe, insbesondere der Polymere und ihre allgegenwärtige Anwendung in Bereichen wie Fußbodenmaterialien, Einrichtungsgegenständen, Kleidung sowie technischen Materialien, hat statische Elektrizität zu einer alltäglichen Erscheinung gemacht. In einigen Industriebereichen, wie bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen und bei Verfahren, die die Verwendung brennbarer Stoffe beinhalten, können unbeabsichtigte und unsichtbare elektrostatische Entladungen an Komponenten zu beträchtlichen Schäden oder Fehlfunktionen oder zu Brand- und Explosionsgefahren führen. Im alltäglichen Leben sind Erfahrungen mit elektrostatischen Schocks bei Personen üblich geworden. Das hat zu steigender Notwendigkeit geführt, solche Phänomene zu verstehen und genaue Angaben für Materialien, Einrichtungen und Verfahrensweisen zu fordern, um in der menschlichen Umgebung elektrostatische Probleme zu vermeiden und zu überwachen. Der hier vorliegende Technische Bericht gibt eine Übersicht über den Bereich der Elektrostatik und ist so abgefasst, dass er dem Anwender einen Einblick zu Hintergrund, Grundlagen, Messmethoden und industriellen Anwendungen gibt, die sich in Übereinstimmung mit entsprechenden Veröffentlichungen von IEC/TC 101 befinden. Dieser Teil der Internationalen Normenreihe IEC 61340 "Elektrostatik" beschreibt die grundlegenden Begriffe elektrostatischer Phänomene, einschließlich Ladungserzeugung, -erhaltung und -ableitung, sowie das Phänomen elektrostatischer Entladungen. Methoden zur Messung elektrostatischer Vorgänge und der mit diesen in Zusammenhang stehenden Materialeigenschaften werden allgemeingültig beschrieben. Gefahren und Phänomene, die mit elektrostatischen Problemen in Verbindung stehen, sowie Prinzipien zur Überwachung werden beschrieben. Nützliche Anwendungen elektrostatischer Effekte werden zusammengefasst dargestellt. Der hier vorliegende Technische Bericht soll als Referenz zur Entwicklung von Normen dienen, die mit elektrostatischen Phänomenen in Verbindung stehen, und er soll eine Anleitung und Hilfestellung für die Normenanwender geben.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN IEC/TR 61340-1 (VDE 0300-1):2014-06 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) die normativen Verweisungen wurden aktualisiert und ergänzt; b) Begriffe wurden hinzugefügt, klarer formuliert und gemäß dem Stand der Technik aktualisiert; c) die Beschreibungen der verschiedenen Entladungsarten wurden vervollständigt und aktualisiert; d) Anweisungen für Messungen und Beschreibungen von Auf- und Entladevorgängen wurden präzisiert; e) Zündvorgänge werden eingehend erläutert; f) die Literaturhinweise wurden aktualisiert und ergänzt; g) in der deutschen Fassung wurde Abschnitt 2 an den aktuellen Standardtext angepasst; h) das Machine Model ist nicht mehr gebräuchlich bei der Klassifizierung der ESD-Empfindlichkeit von Bauteilen. Um Grenzwerte für ESD-Kontrollprogramme zu entwickeln, werden MM Entladungen jetzt unter dem erweiterten Begriff der Entladungen von isolierten Leitern betrachtet.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 185 - Elektrostatik