静电危害及消除方法

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第413页（2102字）

静电技术作为一门先进技术，已经在许多领域得到应用，如静电除尘、静电喷漆、静电喷镀、静电选矿、静电复印等。但是静电也有它危害的一面。

在通常情况下，静电是指相对静止的电荷，静电现象是一种常见的带电现象。如脱下合成纤维衣料的衣服时，有时能听到轻微的放电声，就是静电的放电现象。雷电是自然界的静电现象。在石油化工部门，塑料、化纤结合成材料生产部门，橡胶制品生产部门，印刷和造纸部门，纺织部门以及其它制造、加工、转运高电阻材料的部门，都经常会遇到有害的静电。

静电现象可以造成危害。据日本对化工260起火灾爆炸事故着火源分析：由静电引起的事故36起，占13%，列第三位。可见静电的危害是相当大的。

静电是由两种不同物质相接触而产生。不同物质的电性能不同，即对电子的吸附能力不同。它们在相接触前，各自本身都呈电中性，正负电荷数量相等。一旦它们相互接触，电荷分配就要发生变化，两物质分开后，由于各个物体中正负电荷的比例发生了变化，它们就呈现出两种不同极性的静电特性。如果它们相互摩擦则这种现象就更明显。有时两种相同的物体相互摩擦也会产生静电现象。

相互接触产生静电的两种物体可以是成形的固体对成形的固体，如橡胶带与辊轴，也可以是成形的固体对分散成小颗粒的粉体，如粉体的输送和搅拌。粉体静电压可高达数千至数万伏。粉体的带电量与材料性质、运动时间长短、运动速度大小以及粉体颗粒大小有关。液体与固体接触时也可以产生静电现象，如液体通过管道流动可以引起静电积累。这时液体的带电量与液体的电阻率，含水量，管道内壁情况，管道的几何形状和横截面以及流速和管径等因素有关。当油料注人油罐时，罐内油面电压可高达数千至数万伏。当蒸汽或气体在管道内高速流动或由阀门、喷嘴等处喷出时也会产生静电。气体产生静电是由气体中的固体、液体杂质(如铁锈、水份等)或气体凝结物造成的，而纯净的气体是不产生静电的。气体产生的静电电压也可高达万伏以上。

物体带有静电后若没有外来电荷补充，总是可以消失的。静电消失有两种主要方式：即中和与泄漏，前者主要是通过空气完成的，后者主要是带电体自身排除的。

放电是静电中和的主要方式之一。静电放电有三种方式：电晕放电，刷形放电，火花放电。它们的共同特点都是要将空气击穿而产生火花。而工业生产中最严重的静电危害如爆炸、火灾以及对人员的电击正是由于这种产生火花的放电引起的。

消除静电有两条主要途径：其一是加速工艺过程中所产生静电的泄漏或中和，从而限制静电的积累，使其低于安全极限；其二是限制静电的产生，阻断静电来源。

接地是消除导体上静电的最简单、最常用方法，但不易消除高电阻率绝缘体上的静电。试验证明，在生产过程中将接地线与这种绝缘体接触时，绝缘体上的静电变化不大。所谓容易积累静电的高电阻率绝缘材料是指电阻率在10¹¹Ω·cm以上的固体材料，如石蜡、硬橡胶、聚氯乙烯等，以及电阻率在10¹²Ω·cm以上的液体材料，如苯、乙烷、汽油、变压器油等。

因静电电流很小，所以单纯为了消除导体上的静电，其接地电阻1000Ω即可，但不应大于10⁶Ω。在车间里设导电棒，是将人体所带的静电导入地下的好方法。

需要指出，导体因感应而带电时，接地只能消除部分危险。带有静电的绝缘体如经过导体直接接地时，相当于把大地电位引向绝缘体，反而会增加火花放电的危险。

通过增加空气的湿度而使绝缘体表面上结成一层薄薄的水膜，使绝缘体表面电阻降低可以加速静电的泄漏。从消除静电危害的角度考虑，保持空气的相对湿度在70%以上较为适宜。

杂质对静电的影响很大，有的杂质能增加静电，也有的杂质会减少静电。抗静电剂实质上就是能减少静电的杂质。抗静电剂又叫抗静电添加剂，它具有较好的导电性或较强的吸湿性。在容易产生静电的高电阻率绝缘材料中加入抗静电剂之后，能降低材料的体积电阻或表面电阻，以加速静电泄漏，消除静电隐患。

静电消除器是使用方便、应用很广的消除静电的有效装置，按其工作方式可分为：(1)感应式静电消除器；(2)高压电晕放电式静电消除器；(3)放射线同位素静电消除器；(4)离子流静电消除器。这些静电消除器都是通过人为的方式对已产生的静电进行处理，以使带电装置保持电中性，故采用这些消除器是消除静电的最积极稳妥的方法之一。消除器安装位置正确与否会直接影响消除静电的效果。