靜電防護有效方法
 在日常生活中經常會碰到靜電放電現象，特別在干燥的冬天，例如：冬天脫毛衣時，可以發現身上的毛會立起來或晚上時能發出火花，頭發都極易帶上靜電，但在生產與電氣操作中，防護靜電特別重要，處理不好，會破壞設備，擊穿電子元器件，搞亂生產，甚至造成大災難。所以了解以及掌握靜電知識十分重要。
一、靜電的產生、放電與引燃
1、靜電產生的原因
    本身具有較好的導電性能，就可以將靜電很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等，它們的電阻率都在10的11次方-10的14次方時，都很容易產生和積累靜電。因此，電阻率是靜電能否積聚的條件。物質的介電常數是決定靜電電容的主要因素，它與物質的電阻率同樣密切影響著靜電產生的結果，通常采用相對介電常數來表示。

2、產生靜電的幾種形式
A．接觸起電
接觸起電可發生在固體與固體、液體與液體或固體與液體的分界面上。氣體不能由這種方式帶電，但如果氣體中懸浮有固體顆?；蛞旱危瑒t固體顆?；蛞旱尉梢杂山佑|方式帶電，以致這種氣體能夠攜帶靜電電荷。
B．破斷起電
不論材料破斷前其內部電荷分布是否均勻，破斷后均可能在宏觀范圍內導致正負電荷分離，產生靜電。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．感應起電
導體能由其周圍的一個或一些帶電體感應而帶電。任何帶電體周圍都有電場，電場中的導體能改變周圍電場的分布，同時在電場作用下，導體上分離出極性相反的兩種電荷。如果該導體與周圍絕緣則將帶有電位，稱感應帶電。導體帶有電位，加上它帶有分離開來的電荷。因此，該導體能夠發生靜電放電。
D．電荷遷移
當一個帶電體與一個非帶電體相接觸時，電荷將按各自導電率所允許的程度在它們之間分配，這就是電荷遷移。當帶電霧滴或粉塵撞擊在固體上(如靜電除塵)時，會產生有力的電荷遷移。當氣體離子流射在初始不帶電的物體上時，也會出現類似的電荷遷移。

3、影響靜電產生的因素
靜電產生受物質種類、雜質、表面狀態、接觸特征、分離速度、帶電歷程等因素的影響。
A．物質種類
相互接觸的兩種物體材質不同時，界面雙電層和接觸電位差亦不同，起電強弱也不同。在靜電序列中相隔較遠的兩種物體相接觸產生的接觸電位差較大。
B．雜質
一般情況下，混入雜質有增加靜電的趨向。但當雜質的加入降低了原有材料的電阻率時，則有利于靜電的泄漏。由于靜電產生多表現為界面現象，所以，當固體材料表面被水及其污物污染時會增強靜電。
C．表面狀態
表面粗糙，使靜電增加；表面受氧化也使靜電增加。
D．接觸特征
接觸面積增大、接觸壓力增大都可使靜電增加。
E．分離速度
分離速度越高，所產生靜電越強。所產生靜電大致與分離速度的二次方成正比。
F．帶電歷程
帶電歷程會改變物體表面特性，從而改變帶電特征。一般情況下，初次或初期帶電較強，重復性或持續性帶電較弱。

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；被絕緣的導體也使電荷保持在導體上，二者均稱為靜電的積聚。通常情況下，純凈的氣體是絕緣體，因此懸浮狀態的顆粒云、液滴云或霧都能將它們的電荷保持很長時間而與其自身的電導率無關。

在所有情況下，電荷以一定速率泄漏，其速率由系統內絕緣體的電阻決定。因此，系統危險程度直接取決于該系統的電阻、電阻率或電導宰的大小。靜電泄漏是按指數規律進行的。

在許多工業生產過程中，靜電連續產生，并積累在一個孤立的導體上。例如，穩定的帶電液體或粉體，沉入一個孤立金屬容器時就是如此。孤立導體上的電位是電荷的輸入速率與泄漏速率平衡的結果。
B．靜電放電．
積聚在液體或固體上的電荷，對其他物體或接地導體放電時可能引起災害。靜電放電在形式上和引燃能力上有很大差別。下圖繪制了幾種常見靜電放電的火花形狀：
(a)火花放電
火花放電是發生在液態或固態導體之間的放電。其特征是有明亮的放電通道，通道內有很高的電流，整個通道內的氣體完全電離。放電很快且有很響的爆裂聲。

兩導體之間的電場強度超過擊穿強度時就會發生火花放電。對于平行板或曲率半徑很大的面，如果間隙為10mm或10mm以上，擊穿強度約為3×103kV／m；如果間隙減少，擊穿強度隨之略增大。因為發生放電的是導體，所以所有電荷幾乎全部進入火花，即幾乎火花消耗掉所有靜電能量。如果導體和大地之間的放電通路上有電阻，火花能量將小于該值，但火花持續時間較長。
(b)電暈放電
當導體上有曲率半徑很小的**存在時，則發生電暈放電。電暈放電可能指向其他物體也可能不指向某一特定方向。電暈放電時，**附近的場強很強，**附近氣體被電離，電荷可以離開導體；而遠離**處場強急劇減弱，電離不完全，因而只能建立起微小的電流。電暈放電的特征是伴有“嘶嘶”的響聲，有時有微弱的輝光。

電暈放電可以是連續放電，也可以是不連續的脈沖放電。電暈放電的能量密度遠小于火花放電的能量密度。在某些情況下，如果升高**導體的電位，電暈會發展成為通向另一物體的火花。

(c)刷形放電
刷形放電發生在導體與非導體之間，是自非導體上許多點發出短小火花的放電。每個火花由非導體表面能夠流進其內的電量來決定。其放電總體經常有刷子似的形狀。如果導體很尖，導體處的放電將具有電暈放電那樣向前擴展的特征。
(d)場致發射放電 是從物體表面發射出電子的放電。其能量很小，因此只有在涉及敏感度很高的易爆物品時才需要重視。
(e)雷形放電
當懸浮在空氣中的帶電粒子形成大范圍；高電荷密度的空間電荷云時，可發生閃雷狀的所謂雷形放電。受壓液體、液化氣高速噴出時可能發生雷形放電，雷形放電能量很大，引燃危險也很大。

5、靜電引燃

靜電放電能否引燃易燃、易爆混合物，取決于混合物的成分和溫度、放電能量以及能量隨時間的分布和在空間的分布。引燃源經常是導體的火花放電。因此，火花放電通常被用來測試引燃能量。通常，選取試驗電壓為10kV。大多數有機蒸氣和烴類氣體的濟小引燃能量都在幾0.0l一0.1mJ之間。乙炔和氫在空氣中的濟小引燃能量都是0．02mJ左右，而**的濟小引燃能量可低至0．001mJ。丙酮為1．15 mJ，異丙酵為0．65 mJ。

二、防止靜電危害的基本措施

防止靜電首先要設法不使靜電產生；對已產生的靜電，應盡量限制，使其達不到危險的程度。其次使產生的電荷盡快泄漏或中和，從而消除電荷的大量積聚。
1、減少摩擦起電
在傳動裝置中，應減少皮帶與其他傳動件上的打滑現象。如皮帶要松緊適當，保持一定的拉力，并避免過載運行等。選用的皮帶應盡可能采用導電膠帶或傳動效率較高的導電的三角膠帶。在輸送可燃氣體，易燃液體和易燃易爆物體的設備上，應采用直接軸(或聯軸節)傳動，一般不宜采用皮帶傳動；如需要皮帶傳動，則必須采取有效的防靜電措施。

限制易燃和可燃液體的流速，可以大大減少靜電的產生和積聚。當液體平流時，產生的靜電量與流速成正比，且與管道的內徑大小無關；當液體紊流時產生的靜電量與流速的1．75次方成正比，并與管道內徑的o．75次方成正比。
目前，世界各國控制流速的標準尚不統一。
總之，在確定流速時，不但要考慮管道的內徑，而且要注意流體的性質、所含雜質的成分和數量、管道的材質等各種因素的影響。
在管道中流動的可燃液體，即使有較高的平均電荷密度，但往往由于管道內有較大電容，并不顯示出有較高的電壓，且在管道中又因為沒有空氣，所以不會引起燃燒和爆炸。在這種情況下，雖然靜電在管道內部并不構成危險，但其嚴重的危害卻主要是在管道的出口處，這是必須引起重視的。

2、靜電接地
靜電接地的作用是泄放導體上可能集聚的電荷，使導體與大地等電位，使導體間電位差為零。
A．靜電接地原理
靜電接地就是用接地的辦法提供一條靜電荷泄漏的通道。實際上，靜電的產生和泄漏是并行的，是給帶電體輸入和輸出電荷的過程。物體上所積累的靜電電位，當對地電容一定時，完全取決于物體的起電量和泄漏電量之差。其中靜電起電速率是一個隨機變量。隨時間變化可以很緩慢地增加，也可能急劇變化。為了確保物體靜電可靠，就以泄漏(接地)的辦法來解決。
靜電接地的應用范圍是有條件的，并不是一切物體帶電都可以借助于接地的辦法來解決。一般說來，可能引起火災、爆炸相危及可靠的場所的金屬導體、設備，屬于靜電導體的非金屑材料、人體都必須進行靜電接地。同時還需考慮全系統接地的問題，否則接地反而會造成靜電放電現象。例如，當處于絕緣狀態的帶電人體(或物體)與接地體接近或接觸時，產生放電火花。相反，接地的人體(或物體)接近帶電的孤立導體時，同樣會產生火花放電。
B．靜電接地方式
(a)直接接地 直接接地就是電氣接地，即用金屬導線把帶電體直接和接地干線連接起來。
(b)間接接地
間接接地就是使金屬以外的物體進行靜電接地，將其表面的全部或局部與接地體緊密相接的一種接地方式?；蛘哒f，通過具有一定電阻值的靜電導體將帶電體和接地體連接起來。

3、降低電阻率
當物質的電阻率小于106 Ω.cm時，就能防止靜電荷的積聚。
A．添加導電填料
用摻入導電性能良好的物質的方法來降低其電阻率。如在橡膠的煉制過程中，摻入一定的石墨粉，使之成為導電橡膠；在塑料生產中，摻進少量的金屬粉末和石墨粉使之成為低電阻性塑料；在工業用油中，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。
B．采用防靜電劑
防靜電劑以油脂為原料，主要成分為季胺鹽，它的作用是化纖、橡膠、塑料等物體的表面吸附空氣中的水分，增加導電率。如SN陽離子抗靜電油劑，在聚乙烯化纖紡織和聚乙烯醇合成纖維抽絲過程中，只要涂抹少量，即能使靜電電壓限制在幾十伏內。在生產滌綸纖維上使用的陽離子型PK抗靜電油劑和在長纖維上使用的MOA3、KP油劑等，也都有較好的防靜電性能。在生產防靜電輸送帶時，即在原料丁睛橡膠中，加入防靜電劑；在聚酯薄膜或其他塑料制品上，加入或涂上SM防靜電油劑也都有一定效果。在化纖紡絲中，加入環氧丙烷親水基因；在航空煤油等液體中加入ASA3防靜電添加劑；在感光膠片上涂上防靜電劑等，都能使表面電阻率或體積電阻率大大降低而減少靜電的積聚。

4、增加空氣濕度
當空氣的相對濕度在65—70％以上時，物體表面往往會形成一層極微薄的水膜。水膜能溶解空氣中的CO2，使表面電阻率大大降低，靜電荷就不易積聚。如果周圍空氣的相對濕度降至40一50％時，靜電不易逸散，就有可能形成高電位。增加空氣濕度的常用方法是向空氣中噴水霧，一般均選用旋轉式風扇噴霧器，不過該機不防爆，必須從墻外吹入。

5、空氣電離法
利用靜電消除器來電離空氣中的氧、氮離子，使空氣變成導體，就能有效地消除物體表面的靜電荷。常用的靜電消除器有：
(a)感應式靜電消除器
它還可以分為鋼件接地感應式、刷型感應式、針尖感應式等幾種。主要用于造紙、橡膠、紡織、塑料等生產及加工行業。
(b)高壓式靜電消除器
它主要有外加式、工頻交流式、可控硅、交流高頻高壓式等。在化工、紡織等工業中可根據不同的要求選用。此外，還有高壓離子流、放射性輻射等形式，適用于其他特殊場所。

三、常見的靜電放電火花危險性的控制與消除
1、固體帶電

固體絕緣材料正越來越多地用于化工生產設備和構件。由于固體絕緣物沒有自由電子，其表面常常因有雜質吸附、氧化，形成了具有電子轉移能力的薄層，因此在摩擦、滾壓、擠壓、剝離等情況下能產生靜電。固體靜電可以通過降低電阻率(如在聚合材料制成的產品中，加入適量的添加劑——碳黑，可制成導電制品、增大濕度、電離、接地、接地金屬網的應用等方法消除或減少因靜電的積聚而產生的放電火花。

(1)橡膠制品在生產的壓延工序中，膠料在壓延機滾筒的該壓下，由于壓力較高、受壓面積較大，電荷轉移較快，產生的靜電電壓可高達數10萬V。一般采用局部增濕，使相對濕度在75％以上，以減少靜電。

(2)運輸傳送設備也極易產生靜電。如橡膠平皮帶、塑料帶、合成纖維帶、牛(豬)皮帶的高速傳動和輸送等設備上都常有靜電產生。曾對皮帶式輸送機上正在運轉的硬聚乙烯托輥進行測試，其靜電壓高達45000V。由此可見，在有易燃易爆氣體或粉塵的場合，傳送帶的傳動軸、輥均不得采用電阻率較高的絕緣材料，以免靜電放電引起燃燒、爆炸。
(3)不同的磨料相互摩擦時產生的靜電壓也各不相同。據實測，在轉速固定不變，溫度為20土3℃，空氣相對濕度為65士5％的條件下，不同物體相互摩擦產生的靜電電壓如表：

由表可見，當穿著服裝不當，也易因摩擦而產生靜電。所以，在易燃易爆場合，工作人員不應穿著合成纖維織物的衣服，以免發生危險。維綸吸水性良好，性質也與棉相似，相對來說比較可靠，但在空氣中相對濕度低時，靜電電壓仍相當大。
(4)在紡織工業中，為了預防合成纖維在加工過程中產生靜電，應使車間保持一定的濕度，以利織造。
(5)在膠片生產中，由于高速施動薄膜，也會產生靜電。

(6)化纖織物、塑料等作為抹布擦拭時，會產生靜電。所以在爆炸危險場所，應嚴禁使用。又如向易燃易爆反應釜內投料時，也不得將物料從塑料袋中直接傾倒，而應先在可靠地區倒入木桶內，然后再從木桶中倒入反應釜，以防止塑料摩擦產生靜電。

2、液體靜電

液體在管道內流動時，液體與管壁相互摩擦可以產生靜電。其主要原因是由于固體和液體接觸的表面存在著偶電層。由于液體的電離性或其所含雜質的電離性，液體中或多或少含有正、負兩種離子，又由于接觸面的電化學反應，一種離子被吸附在固體表面上，另一種離子靠異性電荷的吸引力而聚積在被吸附離子的附近，于是，從微觀結構上看，在固
一液接觸面處就形成了“偶電層”。如果偶電層不被分離開來，則在總體上是呈中性的。但如果由于液體的流動、攪拌、噴射、灌注、飛濺、沖刷、過濾、噴霧、劇烈晃動等摩擦使偶電層發生了分離，則將引起靜電現象。液體在管道中流動時靜電的產生首先是液體與管壁接觸面處產生偶電荷層。固體管壁表面上吸附的電荷層很薄，只有幾個分子大小厚度，稱為固定電荷層，而液體內的電荷層較厚，甚至幾毫米的厚度，稱為擴散電荷層。其次，液體流動使偶電層電荷分離，液體流動的沖力帶著擴散層電荷流動，形成液體因帶電而產生放電火花引起火災爆炸事故，是由多種因素決定的。在一定范圍內，液體靜電隨著電阻率的增加而增加，超過某一范圍，隨著電阻率的增加，液體靜電反而下降。實驗證明，電阻率為1010
Ω.m 左右的液體濟容易產生靜電；電阻率為108 Ω.m以下的液體，由于泄漏較強而不易積聚靜電；電阻率在1013
Ω.m以上的液體，由于分子極性很弱而不易產生靜電。石油、重油的電阻率在108
Ω.m以下，靜電危險性很??；石油制品、苯和其他一些溶劑電阻率多在1010 -1012
Ω.m之間，靜電火花放電的危險性較大。下面列舉幾種情況加以說明。

(1)由低電導率液體自由噴入引起液體表面上飛濺和撞擊是靜電帶電的重要原因。在油罐內應避免頂部噴濺進油，應采取底部注入或將輸袖管伸到底部注油的辦法。從油罐上方裝油時，為了減小沖擊，宜于沿罐壁注油；為了減小噴濺，宜采用斜管口和人字管口注油。
(2)攪拌易燃液體時易產生靜電，所以要選擇產生靜電濟小的導電材料制造攪拌器，并要接地。攪拌時，應緩慢而**地攪拌，不應高速局部攪拌。
(3)靜電荷的產生隨液體流動的速率增加而增加。而且，高速流動會沖擊弟二相物質而增加管內的靜電。為此，注油口應位于油罐底部。在向罐內裝入低電導率(電導率小于50PS／m)流體時，如管道內有弟二相物質，則流速不應大于1m／s。在沒有弟二相物質存在時，流動速率上限不應超過7m／s；但有時限制在2m／s范圍內。
(4)低電導率液體中出現弟二相液體時，會大大增加靜電產生。濟常見的弟二相液體是水。應盡量消除弟二相液體，如盡量減少罐內和管道內的水。
(5)當向易燃液體儲罐或儲槽送料、采樣、測量時，也都有可能產生靜電火花。因此，上述工作應在灌裝后靜止一段時間再進行，并不使用金屑取樣器或金屬標尺。在實際工作中要根據液體的電阻率和儲存容器的容積大小考慮相應的靜止時間(見表)。
(6)加入抗靜電劑，可以將液體電導率提高到50ρS／m以上，從而將泄漏時間常數降低到完全可以消除靜電災害的程度。
(7)灌裝、輸送易燃液體時，若設備及管道未接地，靜電就容易積聚。如汽油和煤油用25mm導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，經測試其所產生的靜電壓如表所列。(8)運輸易燃液體時，由于中途顛簸，會使槽車或油船內液體搖蕩激濺，產生靜電危險。因此，槽車內應設置隔倉板；罐裝量以在85％以上較為適宜。此外，還應采用鐵鏈接地，并保持中速行駛。
(9)高壓水流在沖擊對地絕緣的固體時，細微的水滴和固體也均會帶電。如周圍有易燃易爆氣體時，也會因靜電放電而造成爆炸危險。
(10)用汽油擦洗地板也會引起靜電火災爆炸事故。因在擦洗時使用的汽油，經陸續揮發后，形成大量的爆炸性混合物，而當用拖把擦地面，或人體走動時與汽油摩擦，都可能產生靜電火花放電，即能引起燃燒或爆炸。故應嚴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

粉體物料是指聚積的由物質分散成細小顆粒組成的粉末狀物料。在工業生產加工過程中，物料顆粒之間或物料與器壁之間免不了互相碰撞摩擦，進行反復的接觸和分離，這樣，它們之間就會產生電子轉子轉移現象，使粉體及器壁分別帶上不同極性的靜電。
粉體是處于特殊形態下的固體，其靜電的產生也符合偶電層的基本原理。粉體物料與整塊固體相比，具有易分散、易飛揚而懸浮于空氣中的特點。由于易分散性，粉體表面就比同樣重量、同樣材料的整塊固體的表面積大很多倍，例如把直徑l00mm的球狀材料分成等直徑的0．1mm的粉塵時，表面積就增加上一篇：靜電放電（ESD）對精密電路、磁盤的影響
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