靜電及靜電防護措施

陳星宇

摘 要：靜電積累可引起人身電擊、火災和爆炸、電子器件失效和損壞，對生產的產生不良影響。消除靜電影響，需要對靜電的產生的原理和消除方法進行分析。靜電可以在粉塵、液體、氣體中產生，積累到一定程度就會發生起火甚至爆炸。本文從防止靜電總的原則入手，分別對粉體、液體、氣體產生的靜電及抑制做了分析，并闡述了靜電防護中需要注意的其他事項。

關鍵詞：靜電；靜電防護

0 引言

靜電是一種處于靜止狀態的電荷[1]。當電荷聚集在某個物體上或表面時就形成了靜電。靜電技術，已經廣泛應用于基礎理論研究、信息工程、空間技術、計算機工程、大規模集成電路生產、環境保護、生物技術、織印染、農業生產等各個領域[2]。現正在形成一個新興的“靜電產業”。與此同行，由于靜電的積累導致的起火、爆炸、電子器件損壞的案例也逐漸增多[3]。2011年1月12日，河北廊坊市一加油站起火爆炸，事故原因是由于油罐車在卸油時由于罐車靜電放電起火引起的爆炸。2002年12月在江蘇丹陽某廠漿料車間，工人用真空泵吸醋酸乙烯到反應釜，桶中約剩下30kg物料時發生爆炸，事故原因后來查明也是由于靜電產生火花引爆了空氣中的醋酸乙烯蒸氣引起的。由于靜電積累是個緩慢的過程而且不易別人發覺，所以了解靜電的產生原因和防護策略對安全生產有著重要作用。

1 防止靜電的原則

靜電是常見的過電壓的一種，為防止靜電的干擾和破壞，首先應從源頭上加以抑制，切斷來源。其次要在靜電產生后及時的消除靜電的影響。總體思想是控制來源，切斷傳播途徑。它的產生主要有兩種形式，一種是摩擦起電，一種是感應產生靜電。

2 靜電的產生原因及抑制方法

2.1 固體間靜電產生的原因及抑制方法

兩個不同的物體相互接觸后，由于摩擦力的作用，會在兩個物體表面產生正負相反的電荷，通常發生在絕緣體與絕緣體之間或者絕緣體與導體之間。這種摩擦引起的靜電，其大小與兩種接觸材料的特性有關，除此而外，還與現場的濕度、溫度、濕度接觸壓力、物體表面的潔凈度有關。一般在實際工作中，兩個物體表面的特性是由工作性質決定的，要想改變物體表面的特性很難做到。這種情況下，可以通過增加工作環境中的濕度來降低靜電的積累。除此而外，將金屬物體進行靜電接地，將接地阻值控制在合理范圍可以將積累的電荷逐步泄放，減小靜電電壓，可以降低由于電壓過大引起的火花放電。對于絕緣體表面的電荷，要及時清理物體表面的灰塵，減少灰塵的集聚，保證良好的通風環境，防止由于粉塵集聚達到爆燃點引起火災或者爆炸事故的發生。物體在相互接觸和分離過程中，由于過剩電荷會放電和傳導，或者緩慢的向空間和大地泄露，電荷量減少，電荷的積累會達到緩和。對于電子器件，如電腦主機、網絡機柜等需要將主機殼體、機柜引腳進行接地，機房內應敷設靜電地板并良好接地，可以起到靜電及時泄放的目的。對于靜電極為敏感的現代電子器件、易燃易爆場所，只要微弱的靜電即可能造成事故或火災、爆炸，所以除了對生產環節各設備進行靜電接地外，在生產過程中需要將人體所攜帶的靜電及時的泄放，在進入操作間或者敏感部位前，需要將身體靜電泄放完畢，可以通過觸摸靜電泄放柱將身體所帶靜電降低到可接受的水平。

2.2 粉體產生的靜電及抑制

粉體在空氣輸送、皮帶輸送或過篩過程中，會因粉體間或粉體與管壁間的摩擦而產生靜電。如果粉塵在金屬管道內輸送，需要控制輸送速度和管道直徑，減少粉塵傳輸過程中的震動、摩擦、和粉塵氣流的急速變化。除此而外，需要將傳輸的金屬管道進行靜電接地，靜電接地可以與其他接地共用，如防雷接地、建筑物的基礎鋼筋等。需要說明的是，當所管道內所傳輸的粉塵為絕緣材質且粉塵具有很強的粘附性質時，雖然管道外壁進行了靜電接地處理，但由于管道內壁粉塵的積累和粘附，會使管道內壁形成厚的一層絕緣層，絕緣層內壁的靜電將無法泄放，靜電積累到一定程度可能會引起粉塵的起火、爆炸。將絕緣內壁進行接地在實際中會非常困難，可以采取將管道內的粉塵進行及時清理，可以采用適當的空氣振動，或者停止生產對管壁內表面進行定期的清掃。定期檢測管道內外管壁的過渡電阻，如果過渡電阻過大，就應及時采取措施。

對于傳輸的管道采用絕緣材料的物質時，靜電的泄放將更加困難，需要通過改變傳輸管道的材質以及物料的大小和形狀來減小靜電的產生，也可以在管道內安裝靜電泄放針，但泄放針的布置不應阻礙物料的傳輸，減小物料與針的碰撞。

2.3 液體產生的靜電及抑制

液體在管路輸送過程中，由于摩擦力的作用，在軟管處和液體間也會產生靜電，此時，液體的流速和液體流動的通暢度會影響靜電的產生。為降低靜電的產生，需要降低流速，增大管道的直徑，盡量減少管道的彎曲和收縮的部分，增加管道的光滑度。對于油罐汽車、其他罐體和其他容器輸送液體時，要減少容器與液體的震動，震動會增加罐體與液體的摩擦從而產生靜電積累。罐體內要定期清洗。罐體在泄放液體前，應將罐體的靜電泄放完畢再進行下一個工序的操作。

2.4 氣體產生的靜電及抑制

氣體在流動和噴出過程中，由于管口生銹、灰塵等在關內流動時，增加了氣體與管道的摩擦和沖撞，從而產生靜電。要將管道及時的清理，去掉銹蝕和灰塵，確保管道內流暢；在氣體出口增加過濾裝置濾掉灰塵及粒子。利用裝于適當位置的防靜電針，可將靜電泄放到大氣中，以防止電位的過度升高。

3 其他注意事項

除降低速度、壓力、減少摩擦及接觸頻率，選用適當材料及形狀，增大電導率等抑制靜電產生的措施外，還應注意如下事項：

①接地，即將金屬導體與大地（接地裝置）進行電氣上的連接，以便將電荷泄漏到大地[4]。接地是靜電泄放最為主要的途徑之一，靜電接地的好壞直接影響靜電泄放的效果，所以定期對靜電接地電阻進行檢測，確保接地阻值處于合理范圍內。

②消除人為影響。工作人員不應穿著絲綢、人造纖維或其他高絕緣衣料制作的衣服，要穿防靜電鞋、佩戴靜電手套減少靜電的產生。

③等電位連接。將兩個以上獨立的金屬導體進行電氣上的連接，使其相互間大體上處于相同的電位，這樣不同部件之間的靜電能夠達到電位平衡，部件之間可以減少火花放電的危險。

③屏蔽。用接地的金屬線或金屬網等將帶電的物體表面進行包覆，此法對于感應起電的防護效果較好，尤其是雷雨天氣由于雷電流的作用，會使物體感應出與雷云相反的電荷，屏蔽可以降低由于雷電感應使物體產生靜電的風險。

④對幾乎不能泄漏靜電的絕緣體，采用抗靜電劑以增大電導率，使靜電易于泄漏。

⑤采用噴霧、灑水等方法，使環境相對濕度提高到60%～70%，以抑制靜電的產生，解決紡織廠等生產中靜電的問題。

4結論

防止產生靜電或消除靜電的危害是較難的技術問題。本文從分析防止靜電產生總的原則入手，分別對固體、液體、氣體產生的靜電及抑制方法進行了分析，并提出了補充的防護意見，以期對靜電安全防護起到指導作用。

參考文獻

[1] 吳宗漢. 基礎靜電學[M]. 北京大學出版社 ， 2010.

[2] 孫延林 主編，.電子工業靜電控制技術[M]. 電子工業出版社 ， 1995.

[3] 劉尚合，譚志良，武占成. 靜電防護工程的研究與進展[J]. 中國工程科學. 2000（11）.

[4] 陳廣文，常天海. 靜電防護的有效方法——接地設計[J]. 現代電子技術. 2005（4）.endprint