ESD-Schutzzone

ESD Sicherheitsschuhe sind besonders im Umgang mit empfindlicher Elektronik vonnöten (Quelle: Adobe Stock - PJ_JoE)

| von Martin Large

Ein Bereich, in denen elektrostatische Entladungen (engl. electrostatic discharge, ESD) Schäden verursachen können sind empfindliche elektronische integrierte Schaltkreise (ICs), wie sie in der Elektronikfertigung zu finden sind. Hierbei ist besonders tückisch, dass die auftretenden ESD-Schäden oft erst in spezifischen Einsatzbedingungen der Bauteile zum Tragen kommen. Aus diesen ESD-Schäden resultieren höheren Kosten, eine schlechtere Qualität und schlussendlich auch unzufrieden Kunden. ESD Sicherheitsschuhe und der richtige Bodenbelag helfen, elektrostatische Entladungen zu vermeiden.

Tatigkeiten, bei denen Ladung entstehen kann. (Quelle: BJZ)
Tatigkeiten, bei denen Ladung entstehen kann. (Quelle: BJZ)

Risikofaktor Mensch

Fakt ist: Personen sind die Hauptquellen elektrostatischer Ladung. Schon bei gewöhnlichen Tätigkeiten wie dem Laufen über einen Teppich oder das Sitzen auf einem Stuhl mit nicht ableitfähigen Materialien wie PUR-Schaum entstehen Ladungen, die Bauteile beschädigen können. Daher ist es wichtig darauf zu achten, dass Bauteile, Personen und andere Leiter dasselbe Spannungspotenzial besitzen. Neben den häufig anzutreffenden Armbändern sind Schuhe und Erdungsbänder eine weitere Möglichkeit, um ESD-Schäden zu vermeiden. Mitarbeiter sollten die Erdungsbänder stets an beiden Füßen tragen, um einen permanenten Kontakt zum Boden oder zur Matte herzustellen. Isolierende oder schlechte geerdete Oberflächen sowie Verschmutzungen beeinträchtigen Erdungsbänder in ihrer Funktionsfähigkeit.

Grundlagen zu ESD-Schuhen

Die Ableitung der elektrostatischen Aufladung erfolgt bei ESD-Schuhen in der Regel über den Fußboden. Die Widerstandswerte der ESD-Schuhe erreichen die Größenordnung von Megaohm, sodass bei den gängigen elektrotechnischen Arbeiten an Niederspannungsanlagen keine gefährlichen Körperdurchströmungen auftreten können, auch nicht bei zufälligem Berühren unter Spannung stehender Teile. In der Elektroinstallation tätige Arbeitskräfte können daher für die üblichen Arbeiten auch ESD-Schuhe tragen. Anders jedoch muss die Situation beim Arbeiten unter Spannung beurteilt werden. Nach DIN VDE 0682-331 müssen als persönliche Schutzausrüstung unter anderem elektrisch isolierende Schuhe für Arbeiten an Niederspannungsanlagen verwendet werden. Die Verwendung von ESD-Schuhen ist in diesen Situationen nicht sinnvoll. Es empfiehlt sich, im Zweifelsfall den Hersteller der ESD-Schuhe nach den tatsächlichen Widerstandswerten zu fragen. ESD-Schuhe müssen dabei keineswegs klobige und unansehnliche Fußschützer sein. Auch Sicherheitsschuhe sind als ESD-Variante erhältlich.

Von modisch bis leger: ESD-Schuhe gibt es in vielen Variationen
Von modisch bis leger: ESD-Schuhe gibt es in vielen Variationen (Quelle: BJZ)

Schuheinlagen, Socken oder Strümpfe – Was sonst zu beachten ist

Socken oder Strümpfe können die Schutzwirkung der leitfähigen und ableitfähigen Arbeitsschuhe erfahrungsgemäß stark beeinträchtigen. Allerdings gibt es ESD Socken, die bei Menschen mit trockenen Füßen den Kontakt zu den Schuhen verbessern können. Eine Beeinträchtigung durch zu dicke, isolierende (z.B. Nylon) Socken wird dadurch ausgeschlossen. Nicht-ESD-Schuheinlagen dagegen können die Ableiteigenschaften von Schuhen ebenfalls beeinträchtigen. Auch für orthopädisch gefertigte oder veränderte Schuhe müssen die notwendigen Spezifikationen eingehalten werden.

Gefahr in der Luft

Ein weiterer bedeutsamer Faktor im ESD-Bereich ist die Luftfeuchtigkeit. Nimmt diese am Arbeitsplatz ab, können sich der menschliche Körper und andere Isolatoren einfacher aufladen. Hintergrund ist, dass trockene Luft Ladung aufbaut, sobald sie sich über eine isolierte Fläche hinwegbewegt, etwa durch einen Windhauch oder eine Klimaanlage. Daher sollte die Luftfeuchtigkeit stets über 30 % liegen. Bei niedrigeren Werten empfiehlt sich unter Umständen der Gebrauch von Ionisiergeräten.

Unterschied zwischen ESD- und Sicherheitsschuhen

Der wichtigste Unterschied besteht – kaum überraschend – in der elektrischen Ableitfähigkeit des Schuhwerks. Hinweise welche Beschaffenheit ESD Sicherheitsschuhe aufweisen müssen, gibt es in den Normen DIN EN 61340-5-1 bzw. DIN EN 61340-4-3. Hier wird für ESD Sicherheitsschuhe ein Ableitwiderstand der Person gegen Erde von höchstens 109 Ohm vorgeschrieben Liegt der Ableitwiderstand zwischen 108 und 109 Ohm, eignen sie sich nicht für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Da konventionelle Sicherheitsschuhe aber oft diesbezüglich nicht klar spezifiziert sind, sollte in risikobehafteten Kontexten immer auf ESD-Schuhe zurückgegriffen werden.

Den Boden nicht vergessen

Zum Maßnahmenpaket gehören auch passende ESD-Bodenbeläge, welche die statischen Ladungen über den Boden ableiten. Dissipative (engl. für ableitfähig) Bodenbeläge reduzieren die Aufladung, die beim Laufen und beim Bewegen von Stühlen, Roll- und Hubwagen entsteht. Diese Gegenstände müssen jedoch dissipative oder conductive (leitfähige) Rollen/Räder haben, um ein Abfließen der Ladung zum Boden zu ermöglichen. Die Firma BJZ empfiehlt beim Bodenmaterial folgendes:

  • Wählen Sie einen Bodenbelag mit einem Ableitwiderstand von weniger als 1.0*109, wenn die Personenerdung ausschließlich über leitfähige Schuhe oder Erdungsbänder erfolgen soll.
  • Der Boden muss der Norm DIN EN 61340-4-1 und DIN EN 61340-4-5 entsprechen. Ein Walkingtest muss durchgeführt werden, um nachzuweisen, dass keine Aufladungen über 100 V entstehen. Wählen Sie einen Bodenbelag, der den Belastungen gerecht wird.
  • Lieferanten sollten eine Garantie geben, dass der Ableitwiderstand des Bodenbelags die Lebensdauer hindurch erhalten bleibt.

Der Artikel beruht auf Unterlagen von BJZ und Deutsche Prüfservice GmbH.

Kostenlose Registrierung

Newsletter
Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

*) Pflichtfeld

Sie sind bereits registriert?