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靜電防護(hù)的基本知識(shí)
日期：2024-10-23 05:53
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摘要：
靜電防護(hù)的基本知識(shí)
靜電是一種生產(chǎn)和生活中常見的現(xiàn)象,靜電可以用來為我們的物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)服務(wù)，但靜電也常常給我們的生產(chǎn)和生活帶來很多麻煩．有時(shí),它使人遭到電擊;有時(shí),它嚴(yán)重影響正常工作;更有甚者,它可能引起火災(zāi)和爆炸事故．為此,筆者介紹以下常用的靜電防護(hù)措施．
一、接地
所謂接地,一般是指把金屬導(dǎo)體與大地連接,使它和大地等電勢(shì)．靜電接地有直接接地和高阻接地之分．前者是金屬性接地，用來**靜電導(dǎo)體上的靜電，這是**導(dǎo)體上靜電普遍采取的**化方法．后者是帶有兆歐級(jí)電阻的接地，用來**靜電亞導(dǎo)體或靜電絕緣體上的靜電．
許多液體和粉末是電的**導(dǎo)體,運(yùn)動(dòng)的液體、粉末和管壁(或容器壁)摩擦很容易積累靜電．因此，凡是用來加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸各種易燃液體、易燃?xì)怏w和粉末的設(shè)備都必須接地，以消除其上可能積累的電荷．廠房?jī)?nèi)的各種管道和設(shè)備相距10cm以內(nèi)時(shí)，應(yīng)當(dāng)互相連起來，并予以接地，以免它們之間由于靜電積累而引起的不同的電勢(shì)造成放電．油罐車行駛中為了防止因燃油和油罐摩擦撞擊而積累靜電，須用一條鐵鏈保持接地．對(duì)有靜電危險(xiǎn)的裝料或卸料作業(yè)，在作業(yè)前應(yīng)將有關(guān)金屬部件連成整體并予以接地，作業(yè)終止時(shí)應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)靜置時(shí)間，方可拆去接地線．
在有可燃性氣體蒸氣或懸浮粉塵等有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所,采用導(dǎo)電性良好的地面（地板、地毯、涂料等），其導(dǎo)電覆蓋層可以使地板上的人或物體所帶的電荷能很快地泄露到大地中,以防止出現(xiàn)過高的靜電電壓．這也屬于靜電接地措施．應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于導(dǎo)體上的感應(yīng)靜電，接地只能消除部分靜電．如圖１所示，接地后，Ｂ端電荷消失，Ａ端電荷依然存在．
二、增濕
在溫度較高時(shí)，絕緣體表面形成水膜，水膜能溶解電解質(zhì)和雜質(zhì)，有較好的導(dǎo)電性．也就是說，水膜能使絕緣體表面電阻大大降低，有助于靜電泄露．通常采取向現(xiàn)場(chǎng)噴送溫度較高的高濕度空氣、掛濕布條、地面灑水等方法．
增濕對(duì)于表面容易形成水膜的紙張、橡膠、醋酸纖維等是有效的，而對(duì)于表面不能形成水膜的純滌綸、聚四氟乙烯等是無效的．對(duì)于懸浮粉末或孤立絕緣體，雖能形成水膜，但因沒有泄露途徑而不能消除靜電．
三、添加抗靜電劑
抗靜電劑一般是指具有較好導(dǎo)電性或較強(qiáng)吸濕性的化學(xué)藥劑．在容易產(chǎn)生靜電的高絕緣材料中，如果加入微量的抗靜電劑，就能降低其電阻率，有利于靜電的消除．
四、屏蔽
所謂屏蔽是用封閉或幾乎封閉的金屬殼將絕緣體包圍起來，金屬殼必須接地．這樣即可以防止絕緣體與其他導(dǎo)體放電，又能抑制靜電產(chǎn)生，達(dá)到限制絕緣體電勢(shì)的目的和防止靜電感應(yīng)的作用．金屬殼可用金屬膜、金屬網(wǎng)等導(dǎo)電材料或金屬絲繞制而成．
五、靜電中和器
靜電中和器又叫靜電消除器，它能產(chǎn)生電子和離子．因此，帶電體吸引電性相反的電荷將本身電荷中和，從而消除靜電的危險(xiǎn)．按其工作原理可分為感應(yīng)式、高壓式和放射式．
1．感應(yīng)式中和器
如圖2所示，放電針**在帶電體感應(yīng)下出現(xiàn)異性電荷，當(dāng)空間場(chǎng)強(qiáng)超過25～30kＶ／cm時(shí)，空氣被電離，形成電暈放電．異性離子在電場(chǎng)作用下向帶電體運(yùn)動(dòng)，于是帶電體上的電荷得到中和．例如，從身上急速脫下的化纖衣服帶靜電后，其纖維是立起的，若拿一只大頭針接近，可發(fā)現(xiàn)纖維下垂，這就是靜電中和現(xiàn)象．還有，武當(dāng)山天柱峰的金頂是一個(gè)全金屬的古建筑物，數(shù)百年來，周圍的人們?cè)诶子晏炷芸吹浇痦?*部位冒“火”，但金頂卻安然無恙．這種現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是金頂在帶電云層感應(yīng)下發(fā)生的電暈放電中和現(xiàn)象．
感應(yīng)式中和器不需要外加電源，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作和安裝，可用于石油、化工、橡膠、紡織、造紙等行業(yè)．
2．高壓式中和器
如圖3所示，高壓式中和器主要有高壓源、放電針、接地極等組成．由于高壓源的作用，放電針和接地極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，并發(fā)生電暈放電．帶電離子在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)去中和帶電體上的電荷，從而消除靜電．
高壓式中和器消除靜電作用強(qiáng)，消除靜電比較徹底．但一般結(jié)構(gòu)的高壓式中和器有火花放電的危險(xiǎn)，故不能用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境．
3．放射線式中和器
這種中和器主要由微量放射性元素和屏蔽框組成．α、β射線能使空氣電離，因此，將屏蔽框開口對(duì)著帶電體，并接近到一定距離就可以起到消除靜電的作用．由于它可能產(chǎn)生放射性的污染，所以應(yīng)用不多．
六、思考與練習(xí)
在化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)生產(chǎn)中,液體和粉末通過管道輸送時(shí),由于與管壁的摩擦而產(chǎn)生靜電,許多液體和粉末是**導(dǎo)體,它們長(zhǎng)時(shí)間地保持著大量電荷,與管壁之間的電壓可高達(dá)幾萬伏,如果發(fā)生突然的放電,就會(huì)產(chǎn)生電火花引發(fā)火災(zāi),如圖4所示的裝置中用聚苯乙烯小球模擬管道中流動(dòng)的粉末上的電荷積累情況,并用以研究如下可能因素對(duì)電荷積累多少的影響:小球的速度,管道的長(zhǎng)度,在貯存管道中攪動(dòng)小球,把導(dǎo)電的添加劑與小球混合,等等。
一、接地
所謂接地,一般是指把金屬導(dǎo)體與大地連接,使它和大地等電勢(shì)．靜電接地有直接接地和高阻接地之分．前者是金屬性接地，用來**靜電導(dǎo)體上的靜電，這是**導(dǎo)體上靜電普遍采取的**化方法．后者是帶有兆歐級(jí)電阻的接地，用來**靜電亞導(dǎo)體或靜電絕緣體上的靜電．
許多液體和粉末是電的**導(dǎo)體,運(yùn)動(dòng)的液體、粉末和管壁(或容器壁)摩擦很容易積累靜電．因此，凡是用來加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸各種易燃液體、易燃?xì)怏w和粉末的設(shè)備都必須接地，以消除其上可能積累的電荷．廠房?jī)?nèi)的各種管道和設(shè)備相距10cm以內(nèi)時(shí)，應(yīng)當(dāng)互相連起來，并予以接地，以免它們之間由于靜電積累而引起的不同的電勢(shì)造成放電．油罐車行駛中為了防止因燃油和油罐摩擦撞擊而積累靜電，須用一條鐵鏈保持接地．對(duì)有靜電危險(xiǎn)的裝料或卸料作業(yè)，在作業(yè)前應(yīng)將有關(guān)金屬部件連成整體并予以接地，作業(yè)終止時(shí)應(yīng)經(jīng)過適當(dāng)靜置時(shí)間，方可拆去接地線．
在有可燃性氣體蒸氣或懸浮粉塵等有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所,采用導(dǎo)電性良好的地面（地板、地毯、涂料等），其導(dǎo)電覆蓋層可以使地板上的人或物體所帶的電荷能很快地泄露到大地中,以防止出現(xiàn)過高的靜電電壓．這也屬于靜電接地措施．應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于導(dǎo)體上的感應(yīng)靜電，接地只能消除部分靜電．如圖１所示，接地后，Ｂ端電荷消失，Ａ端電荷依然存在．
二、增濕
在溫度較高時(shí)，絕緣體表面形成水膜，水膜能溶解電解質(zhì)和雜質(zhì)，有較好的導(dǎo)電性．也就是說，水膜能使絕緣體表面電阻大大降低，有助于靜電泄露．通常采取向現(xiàn)場(chǎng)噴送溫度較高的高濕度空氣、掛濕布條、地面灑水等方法．
增濕對(duì)于表面容易形成水膜的紙張、橡膠、醋酸纖維等是有效的，而對(duì)于表面不能形成水膜的純滌綸、聚四氟乙烯等是無效的．對(duì)于懸浮粉末或孤立絕緣體，雖能形成水膜，但因沒有泄露途徑而不能消除靜電．
三、添加抗靜電劑
抗靜電劑一般是指具有較好導(dǎo)電性或較強(qiáng)吸濕性的化學(xué)藥劑．在容易產(chǎn)生靜電的高絕緣材料中，如果加入微量的抗靜電劑，就能降低其電阻率，有利于靜電的消除．
四、屏蔽
所謂屏蔽是用封閉或幾乎封閉的金屬殼將絕緣體包圍起來，金屬殼必須接地．這樣即可以防止絕緣體與其他導(dǎo)體放電，又能抑制靜電產(chǎn)生，達(dá)到限制絕緣體電勢(shì)的目的和防止靜電感應(yīng)的作用．金屬殼可用金屬膜、金屬網(wǎng)等導(dǎo)電材料或金屬絲繞制而成．
五、靜電中和器
靜電中和器又叫靜電消除器，它能產(chǎn)生電子和離子．因此，帶電體吸引電性相反的電荷將本身電荷中和，從而消除靜電的危險(xiǎn)．按其工作原理可分為感應(yīng)式、高壓式和放射式．
1．感應(yīng)式中和器
如圖2所示，放電針**在帶電體感應(yīng)下出現(xiàn)異性電荷，當(dāng)空間場(chǎng)強(qiáng)超過25～30kＶ／cm時(shí)，空氣被電離，形成電暈放電．異性離子在電場(chǎng)作用下向帶電體運(yùn)動(dòng)，于是帶電體上的電荷得到中和．例如，從身上急速脫下的化纖衣服帶靜電后，其纖維是立起的，若拿一只大頭針接近，可發(fā)現(xiàn)纖維下垂，這就是靜電中和現(xiàn)象．還有，武當(dāng)山天柱峰的金頂是一個(gè)全金屬的古建筑物，數(shù)百年來，周圍的人們?cè)诶子晏炷芸吹浇痦?*部位冒“火”，但金頂卻安然無恙．這種現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是金頂在帶電云層感應(yīng)下發(fā)生的電暈放電中和現(xiàn)象．
感應(yīng)式中和器不需要外加電源，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作和安裝，可用于石油、化工、橡膠、紡織、造紙等行業(yè)．
2．高壓式中和器
如圖3所示，高壓式中和器主要有高壓源、放電針、接地極等組成．由于高壓源的作用，放電針和接地極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，并發(fā)生電暈放電．帶電離子在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)去中和帶電體上的電荷，從而消除靜電．
高壓式中和器消除靜電作用強(qiáng)，消除靜電比較徹底．但一般結(jié)構(gòu)的高壓式中和器有火花放電的危險(xiǎn)，故不能用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境．
3．放射線式中和器
這種中和器主要由微量放射性元素和屏蔽框組成．α、β射線能使空氣電離，因此，將屏蔽框開口對(duì)著帶電體，并接近到一定距離就可以起到消除靜電的作用．由于它可能產(chǎn)生放射性的污染，所以應(yīng)用不多．
六、思考與練習(xí)
在化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)生產(chǎn)中,液體和粉末通過管道輸送時(shí),由于與管壁的摩擦而產(chǎn)生靜電,許多液體和粉末是**導(dǎo)體,它們長(zhǎng)時(shí)間地保持著大量電荷,與管壁之間的電壓可高達(dá)幾萬伏,如果發(fā)生突然的放電,就會(huì)產(chǎn)生電火花引發(fā)火災(zāi),如圖4所示的裝置中用聚苯乙烯小球模擬管道中流動(dòng)的粉末上的電荷積累情況,并用以研究如下可能因素對(duì)電荷積累多少的影響:小球的速度,管道的長(zhǎng)度,在貯存管道中攪動(dòng)小球,把導(dǎo)電的添加劑與小球混合,等等。
