電氣安全工程課程課件二三

電氣安全工程

(6.2)

1第二節(jié)靜電防護技術

靜電可能引起爆炸，靜電也可能造成二次事故。據(jù)統(tǒng)計，靜電災害目前已占整個事故的10%左右，個別領域高達34%之多。26.2.1靜電的產生在干燥條件下，高電阻率且容易得失電子的物質，由于摩擦、接觸分離、固體粉碎、液體分離、受熱、受壓和撞擊，都會產生靜電。而且固體能起靜電，粉塵能起靜電，液體能起靜電，蒸氣和氣體能起靜電，人體也能起靜電。36.2.1靜電的產生1.靜電的起電方式(1)接觸一分離起電。兩種物體接觸，其間距離小于cm時，由于不同原子得失電子的能力不同，不同原子(包括原子團和分子)外層電子的能級不同，其間即發(fā)生電子的轉移。因此，兩種物質緊密接觸，界面兩側會出現(xiàn)大小相等、極性相反的兩層電荷。46.2.1靜電的產生典型的靜電序列：(+)玻璃-頭發(fā)-尼龍

(nylon)-羊毛-人造纖維

(嫘縈,rayon)-綢

-醋酸人造絲-(奧綸

,Orlon)-紙張和濾紙-橡膠-維綸

(vinylon)-沙綸

(saran)-聚脂纖維

(大可綸

,daeron)-電石-聚乙烯-可耐可綸

(kane-Kahn)-賽璐珞

(celluioid)-玻璃紙-聚氯乙烯-聚四氟乙烯

(一

)。56.2.1靜電的產生(2)破斷起電。不論材料破斷前其內電荷分布是否均勻，破斷后均可能在宏觀范圍內導致正、負電荷的分離，即產生靜電，這種起電稱為破斷起電。固體粉碎、液體分離過程的起電屬于破斷起電。66.2.1靜電的產生(3)感應起電。76.2.1靜電的產生(4)電荷遷移。當一個帶電體與一個非帶電體接觸時，電荷將重新分配，即發(fā)生電荷遷移而使非帶電體帶電。當帶電霧滴或粉塵撞擊在導體上時，會產生有力的電荷遷移；當氣體離子流射在不帶電的物體上時，也會產生電荷遷移。86.2.1靜電的產生2.固體靜電固體靜電可直接用雙電層和接觸電位差的理論來解釋。3.人體靜電人體靜電高達

10000V以上。96.2.1靜電的產生4.粉體靜電粉體只不過是處在特殊狀態(tài)下的固體，其靜電的產生也符合雙電層的基本原理。粉體物料的研磨、攪拌、篩分或高速運動時，由于粉體顆粒與顆粒之間及粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦，以及由于破斷都會產生有害的靜電。塑料粉、藥粉、面粉、麻粉、煤粉和金屬粉等各種粉體都可能產生靜電。粉體靜電電壓可高達數(shù)萬伏。106.2.1靜電的產生5.液體靜電

液體在流動、過濾、攪拌、噴霧、噴射、飛濺、沖刷、灌注和劇烈晃動等過程中，可能產生十分危險的靜電。116.2.1靜電的產生6.蒸氣和氣體靜電

蒸氣或氣體在管道內高速流動或由閥門、縫隙高速噴出時也會產生危險的靜電。蒸氣產生靜電類似液體產生靜電，即其靜電也是由于接觸、分離和分裂等原因產生的。完全純凈的氣體是不會產生靜電的，但由于氣體內往往含有灰塵、鐵末、干冰、液滴、蒸氣等固體顆?；蛞后w顆粒，通過這些顆粒的碰撞、摩擦、分裂等過程可產生靜電。噴漆是含有大量雜質的氣體高速噴出，會產生比較強的靜電。蒸氣和氣體靜電比固體和液體的靜電要弱一些，但也能高達萬伏以上。126.2.1靜電的產生7、生產過程中易產生的靜電（1）紙張印刷時或紙張與輥軸的摩擦、橡膠或塑料的碾磨、傳動皮帶與皮帶輪或輥軸的摩擦。（2）塑料的壓制、上光、擠出。（3）高電阻率液體在管道中流動，或液體高速噴出管口、液體注入容器發(fā)生的撞擊、沖刷或飛濺等。136.2.1靜電的產生7、生產過程中易產生的靜電（4）液化氣體或壓縮氣體，在管道中流動或由管口噴出，氣瓶放出壓縮氣體或用噴油槍噴漆。（5）固體物質的粉碎、研磨，懸浮粉塵的高速運動。（6）混和器中攪拌高阻物質、紡織品的涂膠過程等。146.2.1靜電的產生8、生活中易產生的靜電（1）用干燥的木質、塑料梳子梳頭；（2）化纖類衣服快速脫下；（3）家用吸塵器吸地毯；（4）塑料殼排風扇的運轉；（5）用干燥布擦拭塑料制品或木質家具等。156.2.2靜電的特點1、靜電的電量小，靜電電壓高。一般電量只有微庫或毫庫級，但由于帶電體的電容量很小，則電壓很高。如橡膠行業(yè)的靜電電壓高達幾萬伏，甚至十幾萬伏；2、靜電的能量不大或者說放電后的電流不大。一般不大于毫焦級；3、絕緣體上的靜電消失或泄漏的很慢，因此，必須設置消除靜電的裝置；166.2.2靜電的特點4、靜電會放電。人體或金屬體尖端放電都有極大的危險性，特別是在爆炸和火災危險場所；5、靜電會產生靜電感應。在工藝現(xiàn)場易發(fā)生的地方，由于靜電感應，可能會在導體或人體上產生電荷而且電壓很高，而導致危險的火花放電；176.2.2靜電的特點

6、靜電是可以屏蔽的。通常桶形或空腔的導體，其內部有電荷時，必定在外殼感應出電荷，但當外表面接地時，則外部的電荷為零，且不影響內部的電荷。186.2.3靜電的危害1、爆炸和火災靜電能量雖然不大，但電壓高則易放電出現(xiàn)電火花，該火花在有爆炸性氣體、爆炸性粉塵或可燃性物質且濃度達到爆炸或燃燒極限時，可能發(fā)生爆炸和火災。196.2.3靜電的危害1、爆炸和火災靜電引起爆炸和火災的充分和必要條件是：（1）周圍空間必須有可燃性物質存在；（2）具有產生和積累靜電的條件，包括物體本身和周圍環(huán)境有產生和積累靜電的條件；（3）靜電積累到足夠高的電壓后，發(fā)生局部放電，產生靜電火花；（4）靜電火花能量大于或等于可燃物的最小點火能量。206.三2.三3三靜電三的危三害2、三靜電三電擊當人三體接三近靜三電體三或帶三靜電三的人三體接三近接三地體三時，三都可三能遭三到電三擊，三但由三于靜三電能三量很三小，三電擊三本身三對人三體不三致造三成重三大傷三害，三然而三很容三易造三成墜三落等三二次三傷害三事故三。216.三2.三3三靜電三的危三害3.三妨三礙生三產有些三生產三工藝三過程三，靜三電會三妨礙三生產三或降三低產三品質三量。三如紡三織、三粉體三加工三、塑三料、三橡膠三、印三刷、三膠片三等行三業(yè)，三以及三電子三控制三元件三、自三動化三儀表三由于三靜電三而誤三動作三，使三其控三制的三生產三線程三序混三亂，三導致三產品三不合三格。226.三2.三4三靜電三防護三措施1、靜三電防三護措三施靜電三防護三措施三大致三分為三四類三：（1）泄三露法三：采三用接三地、三增濕三、加三抗靜三電添三加劑三等措三施，三以加三快消三除生三產過三程中三產生三的靜三電電三荷，三防止三靜電三事故三發(fā)生三；（2）中三和法三：使三用靜電三中和三器，靜電三中和三器產三生與物料三上的三靜電三電荷三相反三極性三電荷，中和三物料三上的三靜電三電荷，從而三消除三靜電三的危三險；236.三2.三4三靜電三防護三措施1、靜三電防三護措三施（3）工三藝控三制法三：在三材料三選擇三、工三藝過三程設計、三設備三結構三等方三面采三取措三施，三控制三靜電三的產三生，三使其三不超三過危三險的三程度三；（4）環(huán)境三危險三程度三控制法：三控制環(huán)境中的爆炸三性混三合物濃度三和氧化三劑含三量，以三消除三靜電三引起三爆炸三和火三災的三環(huán)境三條件三。246.三2.三4三靜電三防護三措施2、環(huán)三境危三險程三度的三控制(1三)三取代三易燃三介質三。在三不影三響工三藝過三程、三產品三質量三和經三濟許三可的三情況三下，三盡量三用不三可燃三介質三代替三易燃三介質三。(2三)三降低三爆炸三性混三合物三的濃三度。三在爆三炸和三火災三危險三環(huán)境三，采三用通三風裝三置或三抽氣三裝置三及時三排出三爆炸三性混三合物三，使三混合三物的三濃度三不超三過爆三炸下三限。(3三)三減少三氧化三劑含三量。三這種三方法三實質三上是三充填三氮、三二氧三化碳三或其三他不三活潑三的氣三體，三使爆三炸性三混合三物中三氧的三含量三不超三過8三%，三就不三會引三起燃三燒。256.三2.三4三靜電三防護三措施3、工三藝控三制材料三及設三備的三的選三用1）三帶輪三及輸三送帶三或皮三帶應三選用三導電三性好三的材三料的三制作三；2）三用齒三輪傳三動代三替帶三輪傳三動；3）三使物三料與三不同三材料三制成三的設三備或三裝置三摩擦三時產三生不三同極三性的三電荷三，相三互中三和；266.三2.三4三靜電三防護三措施材料三及設三備的三的選三用4）三攪拌三工藝三應適三當安三排加三料順三序，三降低三靜電三產生三；5）三選用三導電三性工三具，三增加三泄露三途徑三等。276.三2.三4三靜電三防護三措施(2三)三限制三摩擦三速度三或流三速1）三烴類三燃油三在管三道流三動，三其流三速與三管徑三應滿三足以三下關三系：v2D≤三0.三642）三鐵路三槽車三裝油三流速三應滿三足以三下關三系：vD三≤0三.8當油三料體三積電三阻率三大于2×1011Ω·三m時，最大三流速三不得三超過7m/三s。286.三2.三4三靜電三防護三措施(2三)三限制三摩擦三速度三或流三速3）三汽車三槽車三裝油三流速三應滿三足以三下關三系：vD三≤0三.5當油三料體三積電三阻率三大于2×1011Ω·三m時，最大三流速三不得三超過7m/三s。4）三管徑三12mm的乙三醚管三道、三管徑三24mm的二三硫化三碳管三道，三其流三速不三應大三于1～1.三5m/三s；5）脂類三、酮三類、三醇類三液體三，在三管道三內的三流速三不應三大于三9～10m/三s。296.三2.三4三靜電三防護三措施（3三）改三變注三油方三式1）三往油三箱、三油罐三注油三時，三應從三底部三壓入三。2）三從頂三部往三油箱三、油三罐注三油時三，可三改變三鶴管三的形三狀或三將注三油管三插道三底部三。（4三）清三除油三罐或三管道三內的三雜質三或積三水，三以利三于減三少靜三電；（5三）合三理選三用防三爆設三備和三裝設三松弛三容器三。30三種三較合三理的三注油三方式31鶴管三頭的三形狀326.三2.三4三靜電三防護三措施4、增三濕增濕三適用三于絕三緣體三上靜三電的三消除三。但三增濕三主要三是增三強靜三電沿三絕緣三體表三面的三泄漏三，而三不是三增加三通過三空氣三的泄三漏。三因此三，增三濕對三于表三面容三易形三成水三膜或三表面三容易三被水三潤濕三的絕三緣體三有效三，如三醋酸三纖維三、硝三酸纖三維素三、紙三張、三橡膠三等。三而對三于表三面不三能形三成水三膜、三表面三水分三蒸發(fā)三極快三的絕三緣體三或孤三立的三帶靜三電絕三緣體三，增三濕也三是無三效的三。從消三除靜三電危三害的三角度三考慮三，保三持相三對濕三度在三70三%以三上較三為好三。336.三2.三4三靜電三防護三措施4、三抗靜三電添三加劑抗靜三電添三加劑三是化三學藥三劑，三具有三良好三的導三電性三或較三強的三吸濕三性。三因此三，在三容易三產生三靜電三的高三絕緣三材料三中加三入抗三靜電三添加三劑，三能降三低材三料的三電阻三，加三速靜三電的三泄漏三。如三在橡三膠中三導電三碳黑三、火三藥藥三粉中三一般三加入三石墨三，石三油中三一般三加入三環(huán)烷三酸鹽三或合三成脂三肪酸三鹽等三。346.三2.三4三靜電三防護三措施5、三接地接地三是消三除靜三電危三害最三常見三的方三法，三它主三要是三消除三導體三上的三靜電三。（1三）三直接三接地三主要三用于三消除三導體三上的三靜電三，其三接地三電阻三不大三于1三00三0Ω即可三。（2三）為三使絕三緣體三上的三靜電三消除三的較三快，三絕緣三體宜三經過三106--三108Ω的電三阻接三地。356.三2.三4三靜電三防護三措施6、三靜三電中三和器靜電三中和三是利三用靜三電中三和器三產生三電子三或離三子來三中和三物體三上的三靜電三電荷三。靜三電中三和器三主要三用來三中和三非導三體上三的靜三電。三按照三工作三原理三和結三構的三不同三，大三體上三可以三分為三感應三式中三和器三、高三壓式三中和三器、三放射三線式三中和三器和三離子三風式三中和三器。與抗三靜電三添加三劑相三比，三靜電三中和三器不三影響三產品三質量三，使三用也三很方三便。36（1）感應三式中三和器工作三原理三如圖8-三22所示，生產三物料三上的三靜電三在放三電針三感應三出極三性相三反的三電荷，并在三針尖三附近三形成三很強三的電三場。三當局三部電三場強三度超三過30三kV三/c三m時，空氣三被電三離，形成三電暈三放電，產生三正離三子和三負離三子。三在電三場的三作用三下，正、三負離三子分三別向三生產三物料三和放三電針三移動，靜電三電荷三得到三中和三。37（1）感應三式中三和器38（1）感應三式中三和器液體三管道三用靜三電中三和器三的結三構如三圖8-三23所示，其全三長1m左右，向內三裝放三電針5環(huán)，每環(huán)3支。39（1）感應三式中三和器優(yōu)點：不需三要外三加電三源，結構三簡單，容易三制作，安裝三和維三修也三比較三方便，引燃三危險三性很三小。缺點：不能三消除三臨界三電壓(一般三在2.三2～5.三8k三V之間)以下三的靜三電，即消三電不三夠徹三底，而且三作用三范圍三小，范圍三半徑三一般三只有10～20三mm。應用三：感應三式中三和器三可用三于橡三膠、三塑料三、造三紙、三紡織三、石三油化三工等三行業(yè)三。感三應式三靜電三中和三器應三裝在三靜電三電壓三較高三的位三置。40（2）高壓三式中三和器如圖8-三24所示，高壓三中和三器帶三有高三壓電三源，即主三要由三高壓三電源三和多三支放三電針三的電三暈放三電器三組成。高壓三中和三器是三利用三高電三壓在三放電三針尖三端附三近，造成三強電三場使三空氣三電離三來進三行工三作的三。41（2）高壓三式中三和器42（2）高壓三式中三和器與感三應式三中和三器相三比，高壓三中和三器的三結構三和維三修都三比較三復雜；除直三流高三壓中三和器三外，其他三高壓三中和三器的三作用三范圍三也都三很小三。但三是，由于三高壓三中和三器不三是靠三感應，而是三靠外三接高三壓電三源來三產生三電暈三的，其消三除靜三電比三較徹三底。高壓三中和三器可三用于三化纖三、橡三膠、三塑料三、印三刷、三紡織三等行三業(yè)。43（3）放射三線中三和器是利三用放三射線三同位三素使三空氣三電離，產生三正離三子和三負離三子，中和三生產三物料三上的三靜電三。如三圖8-三25所示，放射三線中三