靜電的產(chǎn)生及危害及消除靜電危害的措施

與流電相比，靜電是相對靜止的電荷。靜電現(xiàn)象是一種常見的帶電現(xiàn)象，如雷電、電容器殘留電荷、摩擦帶電等。近 20多年來，人們對于靜電現(xiàn)象、靜電的利用以及靜電的危害進(jìn)行了較多的研究。靜電的利用，可以列出電噴漆、靜電除塵、靜電植絨、靜電復(fù)印等很多例子，但這些都是利用由外來能源產(chǎn)生的高壓靜電場來進(jìn)行工作的，和下面敘述的生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的有害靜電不完全一樣。我們先從靜電的產(chǎn)生講起。

一、靜電的產(chǎn)生

以下生產(chǎn)工藝過程都比較容易產(chǎn)生靜電∶

（1）固體物質(zhì)大面積的摩擦，如紙張與輥軸摩擦，橡膠或塑料碾煉，傳動皮帶與皮帶輪或輥油摩擦等;固體物質(zhì)在壓力下接觸而后分離，如塑料壓制、上光等;固體物質(zhì)在擠出、過濾時，與管道、過濾器等發(fā)生摩擦，如塑料的擠出、賽璐珞的過濾等。

（2）高電阻液體在管道中流動且流速超過1m/s時，液體噴出管口時，液體注入容器發(fā)生沖擊、沖刷或飛濺時等。

（3）液化氣體或壓縮氣體在管道中流動和由管口噴出時，如從氣瓶放出壓縮氣體、噴漆等。

（4）固體物質(zhì)的粉碎、研磨過程，懸浮粉塵的高速運(yùn)動等。

（5）在混合器中攪拌各種高電阻物質(zhì)，如紡織品的涂膠過程等。產(chǎn)生靜電電荷的多少與生產(chǎn)物料的性質(zhì)和料量、摩擦力大小和摩擦長度、液體和氣體的分離或噴射強(qiáng)度、粉體粒度等因素有關(guān)。

二、靜電的危害

靜電的危害方式有以下三種類型∶

（1）爆炸或火災(zāi)。

（2）電擊。

（3）妨礙生產(chǎn)。

清除靜電危害的措施大致有∶

接地、泄漏法∶采取接地、增濕、加入抗靜電添加劑等措施使靜電電荷比較容易地泄漏、消散，以避免靜電的積累。

中和法∶采用靜電中和器或其他方式產(chǎn)生與原有靜電極性相反的電荷，使原有靜電得到中和而消除，避免靜電的積累。

工藝控制法∶從材料選擇、工藝設(shè)計、設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面采取措施，控制靜電的產(chǎn)生，使之不超過危險程度。

三、接地

接地是消除靜電危害最簡單的方法。接地主要用來消除導(dǎo)電體上的靜電，不宜用來消除絕緣體上的靜電。單純?yōu)榱讼�除�?dǎo)電體上的靜電，接地電阻100Ω即可;如果是絕緣體上帶有靜電、將絕緣體直接接地反而容易發(fā)生火花放電，這時，宜在絕緣體與大地之間保持10⁶~10⁹Ω的電阻。

四、泄漏法

采取增濕措施和采用抗靜電添加劑，促使靜電電荷從絕緣體上自行消散，這種方法稱為泄漏法。

1.增濕

增濕就是提高空氣的濕度。這種消除靜電危害的方法應(yīng)用比較普遍。增濕的主要作用在于降低帶靜電絕緣體的絕緣性，或者說增強(qiáng)其導(dǎo)電性，這就減小了絕緣體通過本身泄放電荷的時間常數(shù)，提高了泄放速度，限制了靜電電荷的積累。至于允許增濕與否以及提高濕度的允許范圍，需根據(jù)生產(chǎn)的具體情況而定，從消除靜電危害的角度考慮，保持相對濕度在70% 以上較為適宜。

2.加抗靜電添加劑

抗靜電添加劑是特制的輔助劑，有的添加劑加入產(chǎn)生靜電的絕緣材料以后，能增加材料的吸濕性或離子性，從而把材料的電阻串降低到10⁶～10⁷Ω·cm 以下，以加速靜電電荷的泄放;有的添加劑本身具有較好的導(dǎo)電性，依其本身的導(dǎo)電性泄放生產(chǎn)過程中絕緣材料上產(chǎn)生的靜電。

3.采用導(dǎo)電材料或紙絕緣材料

采用金屬工具代替絕緣工具;在絕緣材料制成的容器內(nèi)層，襯以導(dǎo)電層或金屬網(wǎng)絡(luò)，并予以接地;采用導(dǎo)電橡膠代替普通橡膠等，都會加速靜電電荷的泄漏。

五、靜電中和法

靜電中和法是消除靜電危害的重要措施。靜電中和法是在靜電電荷密集的地方設(shè)法產(chǎn)生帶電離子，將該處靜電電荷中和掉。靜電中和法可用來消除絕緣體上的靜電。靜電中和法依其產(chǎn)生相壓電荷或帶電離子的方式不同，主要有以下幾種類型。

1.感應(yīng)中和器

感應(yīng)中和器沒有外加電源，一般由多組尾端接地的金屬針及其支架組成。感應(yīng)中和器工作時，生產(chǎn)物料上的靜電在中和器的金屬針上感應(yīng)出相反的電荷，在金屬針尖端附近形成很強(qiáng)的電場，在這個強(qiáng)電場的作用下，和生產(chǎn)物料混雜在一起的氣體或其他介質(zhì)發(fā)生電離，產(chǎn)生正離子和負(fù)離子。在電場的作用下，正、負(fù)離子分別向生產(chǎn)物料和針尖移動，從而把生產(chǎn)物料上的靜電電荷中和和泄放掉。

感應(yīng)中和器不需外加電源，設(shè)備簡易;但作用范圍小，消除靜電不夠徹底。

2.外接電源中和器

這種中和器由外加電源產(chǎn)生電場，當(dāng)帶有靜電的生產(chǎn)物料通過該電場區(qū)域時，其上電荷發(fā)生定向移動而被中和和泄放;另外，外加電源產(chǎn)生的電場還可以阻止電荷的轉(zhuǎn)移，減緩靜電的產(chǎn)生;同時，外加高壓電場對電解質(zhì)也有電離作用，可加速靜電電荷的中和和泄放。

3 放射線中和器

這種中和器是利用放射性同位素的射線使空氣電離，進(jìn)而中和和泄放生產(chǎn)物料上積累的靜電電荷。采用這種方法時，要注意防止射線對人體的傷害。

4.離子風(fēng)中和法

這種方法是把經(jīng)過電離的空氣，即所謂離子風(fēng)，送到帶有靜電的物料中以消除靜電。這種方法作用范圍較大，但必須有離子風(fēng)源設(shè)備。

六、工藝控制法

前面說到的增濕就是一種從工藝上消除靜電危險的措施。不過，增濕不是控制靜電的產(chǎn)生，而是加速靜電電荷的泄漏，避免靜電電荷積累到危險程度。在工藝上，還可以采用適當(dāng)措施，限制靜電的產(chǎn)生，控制靜電電荷的積累。例如∶

（1）用齒輪傳動代替皮帶傳動，除去產(chǎn)生靜電的根源。

（2）降低液體、氣體或粉體的流速，限制靜電的產(chǎn)生。

（3）傾倒和注入液體時，防止飛濺和沖擊，最好自容器底部注入，在注油管口，可以加裝分流頭，降低管口附近油流上的靜電，且減小對油面的沖擊。

（4）設(shè)法使相互接觸或摩擦的兩種物質(zhì)的電子逸出功大體相等，以限制電荷靜電的產(chǎn)生等。

另外，還有一些不屬于以上四項措施的其他措施，例如為了防止人體帶上靜電造成危害，工作人員可以穿抗靜電工作服和工作鞋。采取通風(fēng)、除塵等項措施也有利于防止靜電的危害。