Antistatische en ESD vloeren: normen en testmethoden

Vloeren die schade door elektrostatische ontlading (ESD) voorkomen, moeten worden voorgeschreven, geplaatst en getest worden volgens specifieke normen. in plaats van te vertrouwen op termen als 'antistatisch', 'ESD' of 'geleidend' om dergelijke vloeren te beschrijven, moeten voorschrijvers de weerstand definiëren die de vloer moet bieden, en specifiëren hoe deze vloeren moeten worden getest.

In vorige blogs legden we uit waarom er een toenemende vraag is naar zulke vloeren (Is uw werkvloer bestand tegen elektrostatische ontladingen?) en hoe zulke vloeren statische ontladingen onder controle houden (Antistatische vloeren en ESD vloeren van Master Builders Solutions. Hoe helpen zij om statische ontlading en de effecten ervan onder controle te houden?). 

In deze blog bekijken we de normen en bespreken we de meest gebruikte testmethoden.

Antistatische vloeren, ESD vloeren - Welke norm, welke weerstand?

Er zijn verschillende redenen waarom antistatische of ESD-vloeren zijn vereist. hier schetsen we de relevante situaties, welke voorschriften daarop van toepassing zijn en gaan we dieper in op de elektrische eigenschappen of het elektrisch gedrag dat nodig kan zijn voor vloeren in elke omgeving.

Potentieel explosieve omgevingen vallen onder twee Europese richtlijnen die bekend staan als de ATEX (EXplosive ATmospheres) - richtlijnen:

• ATEX 214 betreffende 'apparaten' Richtlijn 2014/34/EU -  Apparaten en beveiligingssystemen bedoeld voor gebruik op plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen.

• ATEX 137 betreffende de 'werkplek' Richtlijn 1999/92/EC - Minimumvoorschriften voor de verbetering van de gezondheidsbescherming en van de veiligheid van werknemers die door explosieve atmosferen gevaar kunnen lopen.

Vloeren in deze omgevingen moeten volgens de norm EN 1081 of de norm IEC 61340-4-1 de volgende aardweerstand (R_g) hebben: tussen 10⁴ Ω en 10⁶ Ω (onder 5 x 10⁴ Ω 10⁴ Ω in speciale gevallen zoals de vervaardiging van explosieven).

ESD Protected Areas (EPA's), ESD beschermde zones, waar elektrische componenten beschermd moeten worden om schade aan apparatuur te voorkomen en om veiligheid te bieden, vallen onder de internationale specificatie IEC 61340-5-1 die volgende zegt

• Als de vloer niet wordt gebruikt voor het aarden van personen die met elektronisch  gevoelige apparaten werken, R_g < 10⁹ Ω.
  
• Als de vloer wordt gebruikt voor het aarden van personen, moeten verschillende weerstandsmetingen worden gespecificeerd en getest: persoon/schoeisel/vloersysteem R_g < 10⁹ Ω en opbouw van lichaamsspanning < 100 V
  

Cleanrooms, die worden gebruikt voor onderzoek of als productieruimten voor bijvoorbeeld geneesmiddelen, hebben meestal de specificaties die voldoen aan de ATEX- of EPA-richtlijnen.

Ruimten met  elektrische installaties, waar mensen of levende dieren moeten worden beschermd tegen elektrische schokken, vereisen vloeren met een minimale weerstand zoals bepaald door IEC 60364 Elektrische installaties voor gebouwen, deel 4, sectie 41:

• R_g > 50 kΩ, for a nominal voltage of the site < 500 V.
• R_g > 100 kΩ, for a nominal voltage of the site > 500 V.
  
  

Welke testmethode en wanneer?

Er zijn drie normen die de meest relevante testmethodes voor AS- en ESD-vloeren bevatten:

• EN 1081: 2018+A1:2020 Veerkrachtige vloerbedekkingen - Bepalen van de weerstand.
• Verschillende delen van de IEC 61340 reeks Elektrostatische normen (IEC is de International Electrotechnical Commission).
• EC 60364-6:2006 - DIN VDE 0100-0600:2007 - Bouw van laagspanningsinstallaties - Deel 6: Keuring

De vloerweerstand kan op verschillende manieren worden gemeten: tussen het boven- en onderoppervlak (R₁) , tussen 2 punten op het vloeroppervlak (R₃ of R_p-p), of tussen een punt op het vloeroppervlak en de bodem (R₂ of R_g). R_g is over het algemeen de meest bruikbare waarde tijdens de specificatie en verificatie na de plaatsing.

Het is eveneens belangrijk om aan te geven of 'aarding' verwijst naar de aardaansluiting van het distributienet (aardingsweerstand) of bijvoorbeeld naar een arbitrair nul referentiepunt zoals het stalen frame van een gebouw. De testspanning moet altijd worden gespecificeerd aangezien de gemeten weerstand afhankelijk is van de aangelegde spanning.

Hieronder vindt u een overzicht van de tests die in elke norm worden beschreven:

EN 1081:2018+A1:2020: Veerkrachtige vloerbedekkingen - Bepalen van de weerstand

Deze norm beschrijft testmethoden voor het meten van drie verschillende weerstanden:

• Verticale weerstand R1, tussen een driepuntselektrode op het oppervlak van de vloer en een elektrode bevestigd aan de onderkant van de vloer
• Aardweerstand R2, tussen een driepuntselektrode op het oppervlak en de bodem
• Oppervlakteweerstand R3, tussen twee driepuntselektroden geplaatst op een vaste afstand van 100 mm van elkaar op een geplaatste vloer.

Metingen moeten worden uitgevoerd wanneer een kracht van meer dan 30 kg wordt uitgeoefend op een driepuntselektrode. De testspanning varieert afhankelijk van de opgegeven weerstand.

IEC 61340-5-1:2016 Bescherming van elektronische toestellen tegen elektronische verschijnselen - algemene voorschriften.

Dit deel van de IEC 61340 reeks van normen beschrijft hoe een beschermde zone moet worden ontworpen en onder controle moet worden gehouden om ervoor te zorgen dat toestellen die gevoelig zijn voor schade door ESD worden beschermd.

IEC 61340-4-1:2015 Standaardtestmethoden voor specifieke toepassingen - Elektrische weerstand van vloerbedekkingen en geplaatste vloeren.

Deze norm beschrijft hoe de aardweerstand R_g te meten en de weerstand van punt tot punt R_p-p. R_g is over het algemeen de meest bruikbare waarde tijdens de specificatie en de keuring na plaatsing van de vloer.

Voor R_g wordt de weerstand in ohm gemeten tussen een enkele elektrode die op de grond is geplaatst en een aardingspunt. Metingenkunnen nodig zijn bij drie verschillende spanningsinstellingen. Het aantal nodige metingen wordt bepaald door de grootte van de vloer.

R_p-p wordt gemeten tussen twee elektroden op een voorgeschreven afstand.

IEC 61340-4-5:2004 Standaardtestmethoden voor specifieke toepassingen - Methoden voor de karakterisering van elektrostatische bescherming van schoeisel en vloerbedekkingen in combinatie met een persoon.

Dit deel van de norm behandelt de testmethoden voor het evalueren van de elektrostatische bescherming van schoeisel en vloerbekleding in combinatie met een persoon. Een persoon die schoenen draagt houdt een draagbare elektrode vast waarbij de minpool van het meettoestel is aangesloten op het aardingspunt of op de bodem.

De tests moeten mogelijk worden uitgevoerd bij verschillende spanningen, afhankelijk van de weerstandswaarde die wordt gelezen. En ze moeten worden herhaald met slechts één voet in contact met de vloer.

Deze sectie bevat ook een meettechniek om het potentiaalverschil te bepalen dat wordt gegenereerd door een bewegend persoon die vooruit en achteruit loopt op de vloer. Deze test wordt ook wel lichaamsspanningsopwekking genoemd en wordt gebruikt tijdens de productspecificatie. Resultaten worden gemeten in volt.

EC 60364-6:2006 - DIN VDE 0100-0600:2007 - Bouw van laagspanningsinstallaties - Deel 6: Keuring

Deze norm bevat voorschriften voor de initiële test en de terugkerende tests van elektrische installaties en omvat de vereiste om de weerstand van het vloersysteem te controleren. De norm beschrijft de testmethode voor vloeren die wordt uitgevoerd met een driepuntselektrode volgens EN 1081.

Besluit

Het is enkel mogelijk om ESD en antistatische vloeren te specificeren als de juiste testnormen worden begrepen. Beschrijvingen van de elektrische eigenschappen van een antistatisch of ESD vloersysteem moeten deel uitmaken van het specificatieproces, terwijl het testen van het elektrisch gedrag deel uit maakt van de keuring na plaatsing.

Meer informatie over onze antistatische en ESD vloersystemen of over onze oplossingen voor de bouwsector in het algemeen? Contacteer ons via onderstaand formulier.