静电防护

静电的产生

最常见的方式是接触-分离起电,感应起电也是比较常见的方式。

下列过程比较容易产生和积累静电:

  1. 固体物质大面积摩擦或在压力下接触后分离,过滤器摩擦。
  2. 粉体筛分、过滤、输送、干燥,悬浮粉尘高速运动。
  3. 在混合器中搅拌各种高电阻率物质。
  4. 液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅。
  5. 液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中高速流动。
  6. 穿化纤布料衣服、穿高绝缘鞋的人员操作、走动。
静电的影响因素

在工业生产和日常生活中,受材质、工艺设备、工艺参数和环境条件等因素的影响,会产生和积累大量静电。

(1)材质和杂质的影响

  1. 容易得失电子,且电阻率很高的材料容易产生和积累静电。
  2. 杂质对静电有很大的影响,一般情况杂质有增强静电的趋势。

(2)工艺设备和工艺参数的影响

  1. 接触面积越大,双电层正负电荷越多,产生的静电越多。
  2. 接触压力越大或摩擦越强烈,产生较多静电。
  3. 平皮带与皮带轮的滑动位移比三角皮带大,产生静电较强烈。
  4. 过滤器会增加接触分离程度,使液体静电增加10到100倍。

(3)环境条件的影响

  1. 湿度对静电泄漏的影响很大,随着湿度增加,使绝缘体表面电阻降低,从而加速静电泄漏。
  2. 导电性材料接地能加强静电的泄放,减少静电的积累。
静电的特点

(1)静电电压高

(2)静电泄漏慢

(3)多种放电形式

  1. 电晕放电:放电电流小、能量密度不高,引燃危险小。
  2. 刷形放电:放电产生高密度的火花,引燃危险性较大。
  3. 火花放电:有短促的爆裂声和明亮的闪光,危险性大。
  4. 云形放电:云形放电的引燃危险性也很大。
静电危害

生产过程中产生的静电可能引起火灾爆炸、电击伤害、妨碍生产。其中火灾爆炸是最大的危害。

(1)火灾和爆炸

  • 静电能量虽然不大,但因其电压很高而容易发生放电。
  • 有爆炸性混合物的场所可能由静电火花引起爆炸或火灾。
  • 带静电的人体接近接地导体或其他导体,以及接地的人体接近带静电的物体时,均可能发生火花放电,导致爆炸或火灾。

(2)静电电击

  • 生产工艺过程中积累的静电能量不大,静电电击不会使人致命。
  • 静电电击可能引起工作人员紧张而妨碍工作。

(3)妨碍生产

  • 生产过程中产生的静电,可能妨碍生产或降低产品质量。

【例如】引起电子元件误动作,对无线设备干扰,击穿集成电路。

静电防护措施

静电防护的主要措施有环境危险程度控制、工艺控制、接地、增湿、抗静电添加剂和采用静电消除器等。

(1)环境危险程度控制

取代易燃介质、降低爆炸性混合物的浓度、减少氧化剂含量等。

(2)工艺控制

存在摩擦而且容易产生静电的工艺环节,必须采取工艺控制措施,以消除静电危害。

  1. 减少静电产生
    • 对材料选用、摩擦速度或流速进行限制,避免静电的产生。
    • 应将注油管延伸至容器底部,避免喷射和溅射。
    • 装油前清除罐底积水和污物,减少附加静电。
  2. 加速静电泄漏
    • 可采用导电性工具(电阻值107~109Ω)。
  3. 防止静电放电
    • 液体灌装、循环或搅拌过程中不得取样、检测或测温操作。进行上述操作前,应使液体静置一定时间。

(3)接地

  1. 接地的主要作用是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。
  2. 防止感应静电的危险,不仅产生静电的金属部分应接地,而且与其不相连但邻近的其他金属物体也应接地。
  3. 对于感应静电,接地只能消除部分危险。

(4)增湿

  1. 为防止大量带电,相对湿度应在50%以上;为了提高降低静电效果,相对湿度应提高到65%~70%;吸湿性强的聚合性材料,相对湿度应提高到80%-90%。
  2. 增湿的方法不宜用于消除高温绝缘体上的静电。

(5)抗静电添加剂

加入抗静电添加剂之后,能降低材料的体积电阻率或表面电阻率以加速静电的泄漏,消除静电的危险。

(6)静电消除器

静电消除器主要用来消除非导体上的静电。


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