靜電知識大全

靜電學(xué)問大全生產(chǎn)與電氣操作中，防護(hù)靜電特別重要，處理不好，會(huì)破壞設(shè)備，搞亂生產(chǎn)，甚至造成大災(zāi)難。所以了解以及把握靜電學(xué)問格外重要。一、靜電的產(chǎn)生、放電與引燃1、靜電產(chǎn)生的緣由cΩ，因其本身具有較好的導(dǎo)電性能，靜電將很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等，它們的電阻率都在1011-1014Ω，都很簡潔產(chǎn)生和積存靜電。因此，電阻率是靜電能否積聚的條產(chǎn)生的結(jié)果，通常承受相對介電常數(shù)來表示。2、產(chǎn)生靜電的幾種形式A．接觸起電接觸起電可發(fā)生在固體--液體或固體-氣體能夠攜帶靜電電荷。B．破斷起電不管材料破斷前其內(nèi)部電荷分布是否均勻，破斷后均可能在宏觀范圍內(nèi)導(dǎo)致正負(fù)電荷分別，產(chǎn)生靜電。這種起電稱破斷起電。固體粉碎、液體分裂過程的起電都屬于破斷起電。C．感應(yīng)起電體與四周絕緣則將帶有電位，稱感應(yīng)帶電。導(dǎo)體帶有電位，加上它帶有分別開來的電荷。因此，該導(dǎo)體能夠發(fā)生靜電放電。D．電荷遷移當(dāng)一個(gè)帶電體與一個(gè)非帶電體相接觸時(shí)，電荷將按各自導(dǎo)電率所允許的程度在它們之間分(如靜電除塵)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有力的電荷遷移。當(dāng)氣體離子流射在初始不帶電的物體上時(shí)，也會(huì)消滅類似的電荷遷移。3、影響靜電產(chǎn)生的因素靜電產(chǎn)生受物質(zhì)種類、雜質(zhì)、外表狀態(tài)、接觸特征、分別速度、帶電歷程等因素的影響。物質(zhì)種類電序列中相隔較遠(yuǎn)的兩種物體相接觸產(chǎn)生的接觸電位差較大。雜質(zhì)污染時(shí)會(huì)增加靜電。外表狀態(tài)外表粗糙，使靜電增加；外表受氧化也使靜電增加。接觸特征接觸面積增大、接觸壓力增大都可使靜電增加。分別速度分別速度越高，所產(chǎn)生靜電越強(qiáng)。所產(chǎn)生靜電大致與分別速度的二次方成正比。帶電歷程復(fù)性或持續(xù)性帶電較弱。4、靜電的積聚和放電A．靜電積聚絕緣體帶電后由于材料本身的高電阻而使電荷保持在絕緣體上粒云、液滴云或霧都能將它們的電荷保持很長時(shí)間而與其自身的電導(dǎo)率無關(guān)。程度直接取決于該系統(tǒng)的電阻、電阻率或電導(dǎo)宰的大小。靜電泄漏是按指數(shù)規(guī)律進(jìn)展的。速率平衡的結(jié)果。B．靜電放電．上和引燃力量上有很大差異。以下圖繪制了幾種常見靜電放電的火花外形：火花放電的電流，整個(gè)通道內(nèi)的氣體完全電離。放電很快且有很響的爆裂聲。兩導(dǎo)體之間的電場強(qiáng)度超過擊穿強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生火花放電。對于平行板或曲率半徑很大的10mm或10mm3×103kV／m；假設(shè)間隙削減，擊穿花持續(xù)時(shí)間較長。電暈放電放電的特征是伴有“嘶嘶”的響聲，有時(shí)有微弱的輝光?；鸹āＫ⑿畏烹姺菍?dǎo)體外表能夠流進(jìn)其內(nèi)的電量來打算。其放電總體常常有刷子似的外形。假設(shè)導(dǎo)體很尖，導(dǎo)體處的放電將具有電暈放電那樣向前擴(kuò)展的特征。場致放射放電是從物體外表放射出電子的放電。其能量很小，因此只有在涉及敏感度很高的易爆物品時(shí)才需要重視。雷形放電也很大。5、靜電引燃引燃能量。通常，選取試驗(yàn)電壓為10kV。大多數(shù)有機(jī)蒸氣和烴類氣體的最小引燃能量都在幾0.0l一0.1mJ之間。乙炔和氫在空氣中的最小引燃能量都是0．02mJ左右，而炸藥的最0．001mJ1．15mJ0．65mJ。二、防止靜電危害的根本措施其次使產(chǎn)生的電荷盡快泄漏或中和，從而消退電荷的大量積聚。1、削減摩擦起電帶。在輸送可燃?xì)怏w，易燃液體和易燃易爆物體的設(shè)備上，應(yīng)承受直接軸(或聯(lián)軸節(jié))傳動(dòng)，一般不宜承受皮帶傳動(dòng)；如需要皮帶傳動(dòng)，則必需實(shí)行有效的防靜電措施。量與流速成正比，且與管道的內(nèi)徑大小無關(guān)；當(dāng)液體紊流時(shí)產(chǎn)生的靜電量與流速的1．75次方成正比，并與管道內(nèi)徑的o．75次方成正比。目前，世界各國掌握流速的標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一。總之，在確定流速時(shí)，不但要考慮管道的內(nèi)徑，而且要留意流體的性質(zhì)、所含雜質(zhì)的成分和數(shù)量、管道的材質(zhì)等各種因素的影響。必需引起重視的。2、靜電接地靜電接地的作用是泄放導(dǎo)體上可能集聚的電荷A．靜電接地原理(接地)的方法來解決。(或物體)與接地體接近或接觸時(shí)，產(chǎn)生放電火花。相反，接地的人體(或物體)接近帶電的孤立導(dǎo)體時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生火花放電。B．靜電接地方式直接接地直接接地就是電氣接地，即用金屬導(dǎo)線把帶電體直接和接地干線連接起來。間接接地間接接地就是使金屬以外的物體進(jìn)展靜電接地一種接地方式?；蛘哒f，通過具有肯定電阻值的靜電導(dǎo)體將帶電體和接地體連接起來。3、降低電阻率106Ω時(shí)，就能防止靜電荷的積聚。添加導(dǎo)電填料塑料；在工業(yè)用油中，摻以少量的酒精或微量的醋酸；在苯中注入一些油酸鎂等金屬皂，均能降低其電阻率。承受防靜電劑SN陽離子抗靜電油劑，在聚乙烯化纖紡織和聚乙烯醇合用的陽離子型PK抗靜電油劑和在長纖維上使用的MOA3、KP油劑等，也都有較好的防靜SM水基因；在航空煤油等液體中參加ASA3防靜電添加劑；在感光膠片上涂上防靜電劑等，都能使外表電阻率或體積電阻率大大降低而削減靜電的積聚。4、增加空氣濕度當(dāng)空氣的相對濕度在65—70％以上時(shí)，物體外表往往會(huì)形成一層極微薄的水膜。水膜能溶解空氣中的CO2，使外表電阻率大大降低，靜電荷就不易積聚。假設(shè)四周空氣的相對濕度降至40一50氣中噴水霧，一般均選用旋轉(zhuǎn)式風(fēng)扇噴霧器，不過該機(jī)不防爆，必需從墻外吹入。5、空氣電離法靜電荷。常用的靜電消退器有：感應(yīng)式靜電消退器它還可以分為鋼件接地感應(yīng)式、刷型感應(yīng)式、針尖感應(yīng)式等幾種。主要用于造紙、橡膠、紡織、塑料等生產(chǎn)及加工行業(yè)。高壓式靜電消退器它主要有外加式、工頻溝通式、可控硅、溝通高頻高壓式等。在化工、紡織等工業(yè)中可依據(jù)不同的要求選用。此外，還有高壓離子流、放射性輻射等形式，適用于其他特別場所。三、常見的靜電放電火花危急性的掌握與消退1、固體帶電面常常因有雜質(zhì)吸附、氧化，形成了具有電子轉(zhuǎn)移力量的薄層，因此在摩擦、滾壓、擠壓、剝離等狀況下能產(chǎn)生靜電。固體靜電可以通過降低電阻率(如在聚合材料制成的產(chǎn)品中，加入適量的添加劑——碳黑，可制成導(dǎo)電制品、增大濕度、電離、接地、接地金屬網(wǎng)的應(yīng)用等方法消退或削減因靜電的積聚而產(chǎn)生的放電火花。橡膠制品在生產(chǎn)的壓延工序中，膠料在壓延機(jī)滾筒的該壓下，由于壓力較高、受壓面積較大，電荷轉(zhuǎn)移較快，產(chǎn)生的靜電電壓可高達(dá)數(shù)10萬V。一般承受局部增濕，使相對濕度75％以上，以削減靜電。(豬)皮帶的高速傳動(dòng)和輸送等設(shè)備上都常有靜電產(chǎn)生45000V輥均不得承受電阻率較高的絕緣材料，以免靜電放電引起燃燒、爆炸。不同的磨料相互摩擦?xí)r產(chǎn)生的靜電壓也各不一樣。據(jù)實(shí)測，在轉(zhuǎn)速固定不變，溫度為203655％的條件下，不同物體相互摩擦產(chǎn)生的靜電電壓如表：由表可見，當(dāng)穿著服裝不當(dāng)，也易因摩擦而產(chǎn)生靜電。所以，在易燃易爆場合，工作人員不比較安全，但在空氣中相對濕度低時(shí)，靜電電壓仍相當(dāng)大。在紡織工業(yè)中，為了預(yù)防合成纖維在加工過程中產(chǎn)生靜電，應(yīng)使車間保持肯定的濕度，以利織造。在膠片生產(chǎn)中，由于高速施動(dòng)薄膜，也會(huì)產(chǎn)生靜電?；w織物、塑料等作為抹布擦拭時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電。所以在爆炸危急場所，應(yīng)嚴(yán)禁使用。入木桶內(nèi)，然后再從木桶中倒入反響釜，以防止塑料摩擦產(chǎn)生靜電。2、液體靜電***異性電荷的吸引力而聚積在被吸附離子的四周，于是，從微觀構(gòu)造上看，在固一液接觸面處就形成了“偶電層”。假設(shè)偶電層不被分別開來，則在總體上是呈中性的。但如果由于液體的流淌、攪拌、噴射、灌注、飛濺、沖刷、過濾、噴霧、猛烈晃動(dòng)等摩擦使偶電電荷層，而液體內(nèi)的電荷層較厚，甚至幾毫米的厚度，稱為集中電荷層。其次，液體流淌使超過某一范圍，隨著電阻率的增加，液體靜電反而下降。試驗(yàn)證明，電阻率為1010Ω.m108Ω.m1013Ω.m以上的液體，由于分子極性很弱而不易產(chǎn)生靜電。石油、重油的電阻率在108Ω.m以下，靜電危急性很小；石油制品、苯和其他一些溶劑電阻率多在1010-1012Ω.m之間，靜電火花放電的危急性較大。下面列舉幾種狀況加以說明。由低電導(dǎo)率液體自由噴入引起液體外表上飛濺和撞擊是靜電帶電的重要緣由。在油罐內(nèi)為了減小沖擊，宜于沿罐壁注油；為了減小噴濺，宜承受斜管口和人字管口注油。攪拌易燃液體時(shí)易產(chǎn)生靜電，所以要選擇產(chǎn)生靜電最小的導(dǎo)電材料制造攪拌器，并要接地。攪拌時(shí)，應(yīng)緩慢而全面地?cái)嚢?，不?yīng)高速局部攪拌。靜電荷的產(chǎn)生隨液體流淌的速率增加而增加。而且，高速流淌會(huì)沖擊其次相物質(zhì)而增加(電導(dǎo)率小于50PS／m)流體時(shí)，如管道內(nèi)有其次相物質(zhì)，則流速不應(yīng)大于1m／s。在沒有其次相物質(zhì)存在時(shí)，流7m／s2m／s范圍內(nèi)。低電導(dǎo)率液體中消滅其次相液體時(shí)，會(huì)大大增加靜電產(chǎn)生。最常見的其次相液體是水。應(yīng)盡量消退其次相液體，如盡量削減罐內(nèi)和管道內(nèi)的水。當(dāng)向易燃液體儲罐或儲槽送料、采樣、測量時(shí)，也都有可能產(chǎn)生靜電火花。因此，上述液體的電阻率和儲存容器的容積大小考慮相應(yīng)的靜止時(shí)間(見表)。50ρS／m全可以消退靜電災(zāi)難的程度。灌裝、輸送易燃液體時(shí)，假設(shè)設(shè)備及管道未接地，靜電就簡潔積聚。如汽油和煤油用25mm導(dǎo)管從儲槽中以自由流入的方式灌入比儲槽低4m、且對地絕緣的鐵桶內(nèi)，經(jīng)測試其所產(chǎn)生的靜電壓如表所列。(8)運(yùn)輸易燃液體時(shí)，由于中途顛簸，會(huì)使槽車或油船內(nèi)液體搖蕩激濺，產(chǎn)生靜電危急。因此，槽車內(nèi)應(yīng)設(shè)置隔倉板；罐裝量以在85％以上較為適宜。此外，還應(yīng)承受鐵鏈接地，并保持中速行駛。高壓水流在沖擊對地絕緣的固體時(shí)，微小的水滴和固體也均會(huì)帶電。如四周有易燃易爆氣體時(shí)，也會(huì)因靜電放電而造成爆炸危急。用汽油擦洗地板也會(huì)引起靜電火災(zāi)爆炸事故。因在擦洗時(shí)使用的汽油，經(jīng)間續(xù)揮發(fā)后，火花放電，即能引起燃燒或爆炸。故應(yīng)嚴(yán)禁使用汽油等易燃液體擦洗地面。3、粉塵帶電A．粉塵帶電過程間就會(huì)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，使粉體及器壁分別帶上不同極性的靜電。體相比，具有易分散、易飛揚(yáng)而懸浮于空氣中的特點(diǎn)。由于易分散性量、同樣材料的整塊固體的外表積大很多倍，例如把直徑l00mm的球狀材料分成等直徑的0．1mm的粉塵時(shí)，外表積就增加10002倍以上。外表積增加，外表摩擦的時(shí)機(jī)多得多，也可達(dá)數(shù)千伏。在粉塵摩擦起電過程中，同時(shí)也存在著電荷通過器壁、管壁、工裝、設(shè)備甚至大氣向外泄放的過程。B．影響粉塵帶電的因素影響粉塵帶電的因素很多。粉體材料性質(zhì)，包括化學(xué)組成、顆粒大小、形變狀態(tài)、外表幾何特性、化學(xué)構(gòu)造，物料接觸的器壁材料的導(dǎo)電性、接觸面大小，接觸時(shí)間，碰撞相對速度；環(huán)境的溫度、濕度以及介質(zhì)條件、四周是否存在電場等等。一般說來，高絕緣物料易起電，所以帶電荷就越多。試驗(yàn)說明，靜電事故多數(shù)發(fā)生在粒徑小于100μm左右的粉塵。粉塵被輸送、攪拌、混合時(shí)間越長，發(fā)生摩擦和碰撞的次數(shù)愈多，粉體帶電愈多。但顆粒在碰撞的同時(shí)，也發(fā)生著中和電荷的過程，因而經(jīng)過肯定時(shí)間后，靜電的產(chǎn)生的角度對靜電也有肯定的影響。C．粉塵靜電的掌握限制粉塵在管道中的輸送速度。粉塵越細(xì)、摩擦碰撞的時(shí)機(jī)越多，且越簡潔產(chǎn)生靜電。所以，粉塵越細(xì)，速度應(yīng)越慢。具體的速度應(yīng)依據(jù)粉塵種類，空氣相對濕度；環(huán)境溫度，器壁粗糙度等影響而有所不同，應(yīng)通過電壓測定來掌握。管道內(nèi)壁應(yīng)盡量光滑，以削減靜電聚攏。管道彎頭的曲率半徑要大，不宜急轉(zhuǎn)彎，以削減摩擦阻力。(4)65%4、氣體帶電的鐵銹，空氣中的水分、塵埃等。這些含有微量雜質(zhì)的氣體在壓縮、排放、噴射，或固態(tài)氣化時(shí)，在閥門、噴嘴，放氣管或縫隙等處極易產(chǎn)生靜電。甚至在氣流沖過接地的金屬網(wǎng)時(shí)，由于增加了氣體與網(wǎng)的摩擦?xí)r機(jī)，反而會(huì)使靜電上升。常見的氣體帶電狀況如下：高壓蒸汽沖洗油艙或儲槽時(shí)，蒸汽與空氣中的油霧高速?zèng)_擊摩擦，使油粒產(chǎn)生大量的負(fù)電荷，與接地體發(fā)生火花放電，造成油氣爆炸。以往，國外曾有3艘油輪在一個(gè)月內(nèi)相繼漂浮的大事，其緣由就是在噴射高壓蒸汽沖洗油艙時(shí)發(fā)生爆炸而造成的。易燃易爆氣體、水蒸氣及其他氣體，如通輸送管道裂開，發(fā)生泄漏而高壓噴出時(shí)，由于速度極快，均可產(chǎn)生高壓的靜電，亦發(fā)生火花放電而引起燃燒爆炸。曾發(fā)生過壓力為2．1—2．2MPa的氫氣，因管道裂開而高速噴出，引起重大爆炸事故。氣體放空時(shí)高速噴出，也能產(chǎn)生靜電。如氫氣瓶放空時(shí)，氫氣大量聚攏在瓶頸部位，而當(dāng)氣流沖出過程中，產(chǎn)生靜電的積聚，并發(fā)生火花放電，而引起燃燒爆炸。氣體沖入易產(chǎn)生靜電的液體時(shí)，在氣泡與液面上會(huì)產(chǎn)生雙電層，其中某種電荷雖隨氣泡掌握噴氣壓力。實(shí)踐證明，以1．5MPa以下的蒸汽噴射時(shí)，就不易發(fā)生靜電危急。一切高壓氣體的容器、管道均不得泄漏，噴氣管口還應(yīng)接地。此外，氣體越純潔，其所含懸浮物質(zhì)越少，靜電危急相應(yīng)會(huì)削減。5、人體帶電A．人體帶電的是由于穿著的衣物帶電。常見人體帶電過程如下：人從椅子上站起來，或擦拭墻壁等過程(最初的電荷分別發(fā)生在衣物或其他相關(guān)物體外外表，然后，人體由感應(yīng)帶電)。人在高電阻率材料制成的地毯等絕緣地板上走動(dòng)(最初的電荷分別發(fā)生在鞋和地板之間，)。脫下外衣時(shí)的靜電。這是發(fā)生在外層衣物與內(nèi)層衣物之間的接觸起電，人體則經(jīng)過電荷傳遞或感應(yīng)而帶電。液體或粉體從人拿著的容器內(nèi)倒出(該液體或粉體把一種極性的電荷帶走，將等量異性的·與帶電材料接觸。如對高度帶電粉體取樣時(shí)的帶電。當(dāng)存在連續(xù)起電過程時(shí)，由于電荷泄漏和放電，使得人體最高電位被限制在約50kV以下。A．人體帶電的掌握在有防爆要求的車間內(nèi)，不得使用塑料、橡膠等絕緣地面，并盡可能保持潮濕。操作人以盡快導(dǎo)除靜電。在易燃易爆場所，工作人員不應(yīng)穿合成纖維織物的衣服。(3)易燃易爆場所的坐椅不宜承受人造革之類的高阻材料制造。(4)對高壓帶電體應(yīng)加屏蔽，人體應(yīng)避開與高速噴射的氣體接近，以防靜電感應(yīng)。四、靜電測量靜電測量就是用相應(yīng)的測量裝置測量有關(guān)靜電的物理參數(shù)。主要的