淺議靜電的應用技術及危害防護

猶永開

摘 要：高電壓技術的領域包括很多方面，大容量長距離的輸電、帶電粒子束的應用、靜電的應用，放電等離子體的應用等等，有的是利用絕緣的擊穿的性質，有的是利用絕緣的不發生擊穿的性質，例如靜電廣泛的應用，靜電是生活中非常常見的一種現象。

關鍵詞：靜電；應用技術；危害防護

1.關于靜電

物質都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負電的電子和帶正電荷的質子組成。當兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉移到另一個物體使其帶正電，而另一個體得到一些剩余電子的物體而帶負電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以在很多運動的物體在與其它物體接觸與分離的過程（如摩擦）就會帶上靜電。固體、液體和氣體多會帶上靜電。如在干燥的季節人體就很容易帶上很高的靜電而遭受靜電電擊。

2.靜電的應用技術

利用靜電感應、強電場引起的氣體放電等效應，使帶電微粒在電場力作用下運動。在電力、機械、紡織、輕工、航空航天及高技術領域有廣泛應用。靜電除塵、分選 利用強電場使空氣電離，懸浮的塵粒帶電后在電場力作用下奔向電極，塵粒被吸附從煙氣中分離出來。可捕集0.01微米以上微粒。強電場還用來進行微粒的分選。靜電噴涂強電場引起的是電暈放電使涂料微粒帶電后涂敷在接地金屬物體上。靜電噴漆漆液的利用率可高達80～90%。靜電噴霧、噴粉機用于農業。靜電紡紗 靜電場使纖維伸直、排列和凝聚，形成一種新的紡紗技術。 靜電復印 現已廣泛應用。 高技術領域應用靜電火箭發動機、靜電軸承、靜電陀螺儀、靜電透鏡等。

（1） 靜電集塵。是指用電氣的方法去除氣體中浮游的微小塵埃，集塵電極接地，放電電極上施加直流電壓（-40～-200KV）并形成電暈放電。另外，放電電極為負極時，電極間放電壓比放電電極為正極性時要高，因此可采用較高的電場強度。但是，對于室內空氣凈化用小型集塵器，為了不產生有害的臭氧，通常采用正電暈放電。近年來，高性能，經濟的電氣集塵器的開發應用，現在在火力發電廠普遍都裝設了電除塵裝置，為防止大氣污染作出了突出貢獻。

（2）靜電除塵。靜電除塵是利用靜電場的作用，使氣體中懸浮的塵粒帶電而被吸附，并將塵粒從煙氣中分離出來而將其去除。這是靜電應用的主要方面，可用于各種工廠的煙氣除塵。

（3）靜電攝影。靜電攝影是采用靜電方法記錄圖像的，方法多種多樣，下面說明其中一種方法，首先將蒸發鍍有硒膜的金屬極板至于暗室，利用電暈放電使其帶上正電荷。然后使其曝光，光照射到部分的硒膜會失去正電荷，在硒膜上撒上帶負電的著色劑（著色離子），硒膜上殘余有正電荷的部分會附著著色劑，將帶正電荷的紙貼在該面，在復制到著色劑的圖案后，進行加熱，即可使著色劑定影，靜電攝影也稱為電子攝影，被廣泛用于復印機中。

（4）直流高壓的產生。范德格拉夫靜電發生器就是利用電暈放電使高壓球帶電而產生直流高壓的，可以做泄漏電流試驗等絕緣檢查試驗，廣泛應用于生產電力設備廠家和電力系統等部門。

（5）高壓測量。靜電電壓表，脈沖電壓記錄儀都是利用靜電現象對高壓進行測量的裝置，廣泛應用于電力的高壓試驗等領域。

（6）靜電噴涂。利用電氣集塵的原理，可以高效的噴涂。例如，使涂料微粒化，并時其帶上負電荷，而被涂的金屬物體接地，噴出的粒子會沿著電力線移動，使涂料牢固地附著在物體的表面。靜電涂料具有：涂料浪費少；可均勻牢固的噴涂；可流水作業，而且可利用傳送帶進行大規模生產等優點，被廣泛用于汽車，家電產品以及電動機等的噴涂。

（7）靜電噴灑。噴灑農藥的靜電噴霧機和靜電噴粉機均裝設靜電噴頭，利用數百到數千伏的高壓直流電源通電到噴頭，使藥液或藥粉顆粒帶電，而防治目標則由靜電感應而引發出相反極性的電荷，從而使藥液或藥粉顆粒在靜電場作用下奔向防治目標。利用靜電作用能顯著提高命中率，減少藥劑損失和對環境的污染，并可將藥劑噴灑到目標的背面以增強防治效果。

（8）靜電紡紗。在紡紗過程中利用靜電場對纖維的作用力，使纖維得到伸直、排列和凝聚，并在自由端須條加拈時起到平衡的作用，使紡紗能連續進行。是屬于自由端紡紗范疇的一種新型紡紗技術。

（9）靜電植絨。利用靜電場作用力使絨毛極化并沿電場方向排列，同時被吸著在涂有粘合劑的基底上成為絨毛制品。其裝置由兩個平行板電極構成。其中下電極接地，并在其上放置基底材料和短纖維；上電極板施加高壓直流電，兩電極間形成強電場。

（10）靜電制版。靜電制版是利用靜電復印原理，使具有光電導性能的紙版成為靜電照相版。與傳統的照相制版相比，靜電制版速度快、工序少、成本低、操作簡便、節約白銀。其中光電導紙版是關鍵，一般采用成本低、制作易、毒性小的氧化鋅紙版，它由氧化鋅微粉體分散在絕緣樹脂中，并和其他一些物質涂布在紙基上制成。

3、靜電的危害及防護

所謂有利即有弊，靜電的應用技術在生活的各個方面都給我們帶來了極大的便利，但在某些方面也會產生一些危害。在石油、化工、航空航天、火炸藥、造紙、印刷、塑料橡膠等都存在靜電問題。

3.1靜電對人體的危害

在干燥的季節若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的地面行走等活動，人體身上的靜電可達幾千伏甚至幾萬伏。若人體靜電超過2-3kV，當人接觸接地金屬時則會產生靜電電擊，若靜電電壓很高，則會對人體心理和生理造成一定的影響。

除靜電對人體電擊外，研究表明，靜電放電產生的電磁場強度很強，這種強電磁場作用時間短但其強度遠比手機輻射的電磁場強，且放電的次數非常多，其對人體的作用是不可忽視的。

而人體靜電是否與癌癥是否有聯系，需進一步研究。但是人體長期遭受靜電電擊和這種強電磁輻射的作用對人體是不利的，所以應穿防靜電服與防靜電鞋，以及安裝檢測防靜電服和防靜電鞋效果的檢測儀器與設備，在有條件時應安裝靜電檢測報警裝置。

3.2防止靜電危害的措施

靜電危害的防止措施主要有減少靜電的產生、設法導走或消散靜電和防止靜電放電等。其方法有接地法、中和法和防止人體帶靜電等。具體采用哪種方法，應結合生產工藝的特點和條件，加以綜合考慮后選用。

（1）接地：接地是消除靜電最簡單最基本的方法，它可以迅速地導走靜電。但要注意帶靜電物體的接地線，必須連接牢固，并有足夠的機械強度，否則在松斷部位可能會產生火化。

（2）靜電中和：絕緣體上的靜電不能用接地的方法來消除，但可以利用極性相反的電荷來中和，目前“中和靜電”的方法是采用感應式消電器。消電器的作用原理是：當消電器的尖端接近帶電體時，在尖端上能感應出極性與帶電體上靜電極性相反的電荷，并在尖端附近形成很強的電場，該電場使空氣電離后，產生正、負離子在電場作用下，分別向帶電體和消電器的接地尖端移動，由此促使靜電中和。

（3）防止人體帶靜電：人在行走、穿、脫衣服或座椅上起立時，都會產生靜電，這也是一種危險的火花源，經試驗，其能量足以引燃石油類蒸氣。因此，在易燃的環境中，最好不要穿化纖類衣物，在放有危險性很大的炸藥、氫氣、乙炔等物質的場所，應穿用導電纖維制成的防靜電工作服和導電橡膠做成的防靜電鞋。