静电危害

　　1静电的危害形式和事故后果

　　静电危害是由静电电荷或静电场能量引起的。在生产工艺过程中以及操作人员的操作过程中，某些材料的相对运动、接触与分离等原因导致了相对静止的正电荷和负电荷的积累，即产生了静电。由此产生的静电其能量不大，不会直接使人致命。但是其电压可能高达数十千伏以上容易发生放电，产生放电火花。静电的危害形式和事故后果有以下几个方面。

　　1)在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。

　　2)人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故，如坠落、跌伤等。此外，对静电电击的恐惧心理还对工作效率产生不利影响。

　　3)某些生产过程中，静电的物理现象会对生产产生妨碍，导致产品质量不良，电子设备损坏。

　　2静电的特性

　　(1)静电的产生

　　实验证明，只要两种物质紧密接触而后再分离时，就可能产生静电。静电的产生是同接触电位差和接触面上的双电层直接相关的。

　　1)静电的起电方式

　　①接触——分离起电。两种物体接触，其间距离小于25×10-8cm时，由于不同原子得失电子的能力不同，不同原子外层电子的能级不同，其间即发生电子的转移。因此，界面两侧会出现大小相等、极性相反的两层电荷。这两层电荷称为双电层，其间的电位差称为接触电位差。根据双电层和接触电位差的理论，可以推知两种物质紧密接触再分离时，即可能产生静电。

　　②破断起电。材料破断后能在宏观范围内导致正、负电荷的分离，即产生静电。这种起电称为破断起电。固体粉碎、液体分离过程的起电属于破断起电。

　　③感应起电。例举一种典型的感应起电过程。假设一导体A为带有负电荷的带电体，另有一导体B与一接地体相连时，在带电体A的感应下，B的端部出现正电荷，B由于接地，其对地电位仍然为零，而当B离开接地体时，B成为了带正电荷带电体。

　　④电荷迁移。当一个带电体与一个非带电体接触时，电荷将发生迁移而使非带电体带电。例如：当带电雾滴或粉尘擅击导体时，便会产生电荷迁移;当气体离子流射在不带电的物体上时，也会产生电荷迁移。

　　2)固体静电

　　固体静电可用双电层和接触电位差的理论来解释。双电层上的接触电位差是极为有限的，而固体静电电位可高达数万伏以上，其原因在于电容的变化。

　　将两种相接近的两个带电面看成是电容器的极板。可以推知，电容器上的电压u与电容器极间距离d成正比。两个带电面紧密接触时，其间距离d只有 25×10-8cm。若二者分开为l cm，即d增大为400万倍。与其对应，如接触电位差为0.01 V，则(在不考虑分开时电荷逆流的情况下)，二者之间u可达40，000 V。

　　橡胶、塑料、纤维等行业工艺过程中的静电高达数十千伏，甚至数百千伏，如不采取有效措施，很容易引起火灾。

　　3)人体静电

　　人体静电引发的放电是酿成静电灾害的重要原因之一。人体静电的产生主要由摩擦、接触——分离和感应所致。人体在日常活动过程中，衣服、鞋以及所携带的用具与其他材料摩擦或接触——分离时，均可能产生静电。例如，当穿着化纤衣料服装的人从人造革面的椅子上起立时，由于衣服与椅面之间的摩擦和接触一分离，人体静电可达10 000 V以上。

　　4)粉体静电

　　粉体实质是处在微小颗粒状态下的固体，其静电的产生也符合双电层的基本原理。当粉体物料被研磨、搅拌、筛分或处于高速运动时，由于粉体颗粒与颗粒之间以及粉体颗粒与管道壁、容器壁或其他器具之间的碰撞、摩擦，或因粉体破断等都会产生危险的静电。

　　5)液体静电

　　液体在流动、过滤、搅拌、喷雾、喷射、飞溅、冲刷、灌注和剧烈晃动等过程中，由于静电荷的产生速度高于静电荷的泄漏速度。从而积聚静电荷，可能产生十分危险的静电。

　　6)蒸气和气体静电

　　蒸气或气体在管道内高速流动，以及由阀门、缝隙高速喷出时也会产生危险的静电。类似液体，蒸气产生静电也是由于接触、分离和分裂等原因产生的。

　　完全纯净的气体即使高速流动或高速喷出也不会产生静电。但由于气体内往往含有灰尘、铁末、液滴、蒸气等同体颗粒或液体颗粒，正是这些颗粒的碰撞、摩擦、分裂等过程产生了静电。例如，喷漆的过程实质上是将含有大量杂质的气体高速喷出，就会伴随比较强的静电产生。

　　(2)静电的消散

　　中和与泄漏是静电消失的两种主要方式，前者主要是通过空气发生的;后者主要是通过带电体本身及其相连接的其他物体发生的。

　　1)静电中和。空气中的自然存在的带电粒子极为有限，中和是极为缓慢的，一般不会被觉察到。带电体上的静电通过空气迅速的中和发生在放电时。

　　2)静电泄漏。表面泄瀑和内部泄漏是绝缘体上静电泄漏的两种途径。静电表面泄漏过程其泄漏电漉遇到的是表面电阻;静电内部泄漏过程其泄漏电流遇到的是体积电阻。

　　(3)静电的影响因素

　　1)材质和杂质的影响

　　一般情况下，杂质有增加静电的趋势。但如杂质能降低原有材料的电阻率，加入杂质则有利于静电的泄漏。

　　液体内含有高分子材料(如橡胶、沥青)的杂质时，会增加静电的产生。

　　液体内含有水分时，在液体流动、搅拌或喷射过程中会产生静电。液体内水珠的沉降过程中也会产生静电。如果油罐或油槽底部积水，经搅动后可能由静电引发爆炸事故。

　　2)工艺设备和工艺参数的影响

　　接触面积愈大，产生静电愈多，接触压力愈大或摩擦愈强烈，会增加电荷的分离，以致产生较多的静电。工艺速度越高，产生的静电越强。下列是容易产生和积累静电典型工艺过程：

　　①纸张与辊轴摩擦、传动皮带与皮带轮或辊轴摩擦等;橡胶的碾制、塑料压制、上光等;塑料的挤出、赛璐珞的过滤等。

　　②固体物质的粉碎、研磨过程;粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程;悬浮粉尘的高速运动等。

　　③在混合器中各种高电阻率物质的搅拌。

　　④高电阻率液体在管道中流动且流速超过1 m/s;液体喷出管口;液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅等。

　　⑤液化气体、压缩气体或高压蒸气在管道中流动和由管口喷出，如从气瓶放出压缩气体、喷漆等。