某高校全套建筑電氣消防課件13

第6章雷電和靜電第三節(jié)靜電的產(chǎn)生及危害1靜電基本概念什么是靜電？處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的電荷相對(duì)穩(wěn)定是指相對(duì)于觀(guān)察者而言，物質(zhì)所帶電荷處于靜止或緩慢變化，故其引起的磁場(chǎng)效應(yīng)可以忽略不計(jì)什么是靜電危害？由于某種靜電現(xiàn)象的作用或影響而存在著人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失或環(huán)境（系統(tǒng)）受到破壞的狀態(tài)與條件，統(tǒng)稱(chēng)為靜電危害2常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象干燥的冬季，脫毛衣或化纖衣服時(shí)的“噼啪”聲從沙發(fā)站起，摸金屬物時(shí)的針刺感用塑料梳子梳頭時(shí)，頭發(fā)會(huì)被梳子吸起來(lái)穿的衣服有時(shí)候吸附在人的腿上3一、靜電的產(chǎn)生靜電是由于物體經(jīng)過(guò)摩擦、接觸、剝離等機(jī)械作用后產(chǎn)生的外在表征結(jié)果任何兩種物質(zhì)緊密接觸后再分離，都可能產(chǎn)生靜電。摩擦產(chǎn)生靜電的實(shí)質(zhì)是通過(guò)摩擦擴(kuò)大了接觸分離的規(guī)模，使靜電易于產(chǎn)生靜電是如何產(chǎn)生的？摩擦、剝離、接觸、流體噴出、流體流動(dòng)、流體振動(dòng)（攪拌）、液體內(nèi)的沉降等，都可能顯示帶電現(xiàn)象4靜電產(chǎn)生過(guò)程

物體接觸，電子穿過(guò)交界面相互擴(kuò)散。由于不同原子得失電子能力和外層電子能級(jí)不同，會(huì)使其間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，形成等量異號(hào)的偶電荷層。呈現(xiàn)于界面之間的電位差稱(chēng)為接觸電位差當(dāng)突然分離時(shí)，偶電荷層發(fā)生畸變，局部電場(chǎng)強(qiáng)度劇烈增加，極板間電荷倒流發(fā)生中和，而非導(dǎo)體材料表面積存電荷，形成帶電現(xiàn)象5靜電的起電方式（1）接觸—分離起電（2）感應(yīng)起電（3）破裂起電（4）剝離起電（5）電荷遷移電解、壓電、熱電等也可能產(chǎn)生起電6固體靜電固體靜電可用偶電荷層和接觸電位差解釋接觸電位差極為有限，但固體靜電電位可高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏以上，為什么？電容的變化7緊密接觸時(shí)，d非常小，大約25*10-8cm，若分開(kāi)1cm時(shí)，d增大400萬(wàn)倍，如果接觸電位差0.01V，則分開(kāi)時(shí)電壓U可達(dá)40000V+8人體靜電人體靜電主要由摩擦、接觸—分離和感應(yīng)產(chǎn)生例如：穿著化纖服裝的人從合成革面椅子上起立時(shí)，衣服與椅面的摩擦和接觸——分離，人體靜電可達(dá)10000V以上人是導(dǎo)體，在靜電場(chǎng)中可能感應(yīng)起電成為帶電體，甚至放電9粉體靜電粉體物料被研磨、攪拌、篩分或出于高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于粉體顆粒之間，粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦，或粉體破斷都能產(chǎn)生危險(xiǎn)的靜電在化纖、藥品、食品、橡膠制品等制造行業(yè)廣泛存在，是其生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生燃燒、爆炸事故的重要原因10液體靜靜電流動(dòng)、、過(guò)濾濾、攪攪拌、、噴霧霧、噴噴射、、飛濺濺、沖沖刷、、灌注注和劇劇烈晃晃動(dòng)等等過(guò)程程中，，由于于靜電電荷的的產(chǎn)生生速度度高于于靜電電荷的的泄露露速度度，從從而積積聚靜靜電荷荷，產(chǎn)產(chǎn)生靜靜電液體帶帶電的的幾種種方式式?jīng)_流起起電沉降帶帶電噴霧起起電濺潑起起電11液體與與固體體時(shí)，，接觸觸面上上出現(xiàn)現(xiàn)偶電電荷層層，緊緊貼于于固體體表面面的離離子層層稱(chēng)為為固定電電荷層層；與固固定電電荷層層相鄰鄰，能能夠隨隨液體體流動(dòng)動(dòng)的異異號(hào)離離子層層稱(chēng)為為滑移電電荷層層。當(dāng)液體體流動(dòng)動(dòng)時(shí)，，帶走走了偶偶電荷荷層上上滑移移電荷荷層的的電荷荷，形形成液液體帶帶電懸浮在在液體體中的的固體體微粒粒由于于密度度差異異發(fā)生生沉降降，在在不同同物質(zhì)質(zhì)交界界面上上形成成的偶偶電荷荷層發(fā)發(fā)生正正負(fù)電電荷分分離，，使固固體微微粒和和液體體分別別帶上上等量量異號(hào)號(hào)電荷荷沖流起起電沉降起起電12液體類(lèi)類(lèi)物質(zhì)質(zhì)從管管口、、噴嘴嘴和管管道龜龜裂處處等高高速?lài)妵姵鰰r(shí)時(shí)，由由于液液體與與噴口口發(fā)生生摩擦擦，也也由于于液體體的飛飛濺和和與附附近物物體及及空氣氣發(fā)生生沖撞撞，以以及由由于這這些噴噴射在在空間間的液液體類(lèi)類(lèi)物質(zhì)質(zhì)擴(kuò)散散和分分離，，形成成許多多微小小液滴滴，使使偶電電荷層層分離離而帶帶電液體的的非浸浸潤(rùn)性性微小小液滴滴濺落落在物物體表表面，，界面面上形形成偶偶電荷荷層，，由于于液體體的慣慣性滾滾動(dòng)而而發(fā)生生偶電電荷層層分離離，使使液滴滴與物物體表表面分分別帶帶上異異號(hào)電電荷噴霧起起電濺潑起起電13氣體靜靜電電離氣體分分子或或原子子受光光作用用或高高速電電子撞撞擊，，以及及高溫溫氣體體分子子互相相碰撞撞，電電子獲獲得足足夠能能量，，脫離離原子子核的的束縛縛，使使分子子或原原子稱(chēng)稱(chēng)為帶帶正電電荷的的離子子吸附鹵素、、氧元元素等等具有有易于于捕捉捉電子子的性性質(zhì)，，獲得得電子子時(shí)，，成為為帶負(fù)負(fù)電荷荷的離離子普通空空氣中中，每每立方方厘米米每秒秒鐘10個(gè)分子子電離離，每每立方方厘米米約有有100-1000個(gè)帶電電粒子子14純凈氣氣體通通常不不帶電電，高高速流流動(dòng)或或噴出出也不不會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生靜靜電。。那為為什么么空氣氣能產(chǎn)產(chǎn)生靜靜電呢呢？氣體往往往含含有灰灰塵、、鐵末末、液液滴等等固體體或液液體顆顆粒，，正是是這些些顆粒粒的碰碰撞、、摩擦擦、分分裂等等過(guò)程程中產(chǎn)產(chǎn)生了了靜電電噴霧起起電粉體起起電15既然很很容易易就產(chǎn)產(chǎn)生靜靜電，，那么么為什什么并并非時(shí)時(shí)時(shí)都都能感感受到到靜電電呢？？例如：：水從從水龍龍頭噴噴出時(shí)時(shí)，水水與水水龍頭頭摩擦擦能產(chǎn)產(chǎn)生靜靜電，，但是是為什什么我我們用用手觸觸摸水水龍頭頭時(shí)，，感知知不到到靜電電存在在呢？？靜電消消散中和泄露通過(guò)空空氣發(fā)發(fā)生通過(guò)帶帶電體體本身身及其相連連的其其他物物體二、靜靜電的的消散散16緩慢中中和：帶電電體與與空氣氣中自自然存存在的的帶電電離子子發(fā)生生緩慢慢中和和靜電放放電：帶電電體周周?chē)鷪?chǎng)場(chǎng)強(qiáng)超超過(guò)周周?chē)榻橘|(zhì)的的絕緣緣擊穿穿強(qiáng)度度時(shí)，，介質(zhì)質(zhì)產(chǎn)生生電離離而使使帶電電體上上的電電荷部部分或或全部部消失失的現(xiàn)現(xiàn)象。。是一一種迅迅速中中和靜電放電傳播型刷形放電電暈放電刷形放電火花放電二、靜靜電的的消散散—中和17電暈放放電發(fā)生在不不均勻、、場(chǎng)強(qiáng)很很高的電電場(chǎng)中的的輝光放放電主要發(fā)生生在帶電體尖尖端附近近或其他他曲率半半徑很小小處附近近的局部區(qū)區(qū)域內(nèi)特點(diǎn)：電極周?chē)鷩形⑷跞醯牡{(lán)藍(lán)色電暈暈層不形成放放電通道道電流很小小，能量量密度不不高引燃、引引爆能力力很小18刷形放電電發(fā)生于帶帶電量大大的絕緣體與導(dǎo)體之間間空氣介介質(zhì)中的一種種放電形形式特點(diǎn)：有放電通通道，不不集中，，呈分枝枝狀伴有聲光光引燃、引引爆能力力中等由于絕緣緣體束縛縛電荷能能力強(qiáng)，，所以其其表面容容易出現(xiàn)現(xiàn)刷形放放電19傳播型刷刷形放電電高速起電電場(chǎng)所及及靜電非非導(dǎo)體背背面襯有有接地導(dǎo)導(dǎo)體時(shí)，，薄膜兩兩面帶有有異性電電荷，當(dāng)當(dāng)有導(dǎo)體體靠近薄薄膜時(shí)，，則發(fā)生生放電，，非導(dǎo)體體表面上上一定范范圍內(nèi)的的大量電電荷經(jīng)過(guò)過(guò)鄰近電電離了的的氣體迅迅速流向向初始放放電點(diǎn)，，形成放放電特點(diǎn)：放電能量量大引燃、引引爆能力力強(qiáng)20火花放電電發(fā)生于分分隔兩電電極間的的空氣或或其他電電介質(zhì)材材料突然然被擊穿穿，使電電流急劇劇上升，，電壓急急劇下降降，引起起帶有瞬瞬間閃光光并有集集中通道道的短暫暫放電現(xiàn)現(xiàn)象特點(diǎn)：釋放能量量集中引燃、引引爆能力力很強(qiáng)21靜電的消消散—泄露帶電體上上的電荷荷通過(guò)自自身或其其他物體體等途徑徑流向大大地傳導(dǎo)導(dǎo)而使其其部分或或全部消消失的過(guò)過(guò)程22受濕度影影響很大大濕度增加加，表面面吸附水水分子形形成水膜膜，溶解解空氣中中的CO2和絕緣體體析出的的電介質(zhì)質(zhì)，使絕絕緣體表表面電阻阻大為降降低，加加速靜電電泄漏，，抑制靜靜電荷積積累一些高分分子材料料，表面面吸附水水蒸氣的的同時(shí)，，還發(fā)生生水分?jǐn)U擴(kuò)散至物物體結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)部的的吸濕作作用，吸吸濕性越越大，靜靜電受濕濕度影響響就越大大靜電的消消散—泄露23三、靜電電的影響響因素(1)材質(zhì)和雜雜質(zhì)材料的電電阻率液體：一一定范圍圍內(nèi)，靜靜電隨電電阻率增增加而增增加；超超過(guò)某一一范圍后后，隨電電阻率的的增加，，靜電下下降。原原因：電電阻率很很低時(shí)，，泄露較較強(qiáng)不易易積累靜靜電；電電阻率大大到一定定值后，，由于分分子極性性很弱不不易產(chǎn)生生靜電靜電導(dǎo)體靜電亞導(dǎo)體靜電非導(dǎo)體固體材料電阻率逐漸增大靜電泄露逐漸下降24雜質(zhì)一般情況下，，雜質(zhì)有增加加靜電的趨勢(shì)勢(shì)