推重比

[拼音]:jingdian fanghu

[英文]:electrostatic protection

為防止靜電積累所引起的人身電擊、火災和爆炸、電子器件失效和損壞,以及對生產的不良影響而採取的防範措施。其防範原則主要是抑制靜電的產生,加速靜電洩漏,進行靜電中和等。

人體活動產生的靜電及抑制

人穿非導電(指電導率小於1×10-6西/米的物體)鞋時,由於行走等活動會產生、積蓄電荷,並可達到千伏級的電位(這類動作屬危險動作)。此時人觸及其他物體會產生火花放電並受到電擊。中國所作試驗得出如圖1

的E-t(電位-時間)曲線,圖中

、×、墷等表示不同個體。在毛毯上行走、脫衣等所產生最高電位達2450伏。而在水磨石地板上重複這些活動,測得最高電位達3500~6000伏。由此可知,人體電位與地面材質有關。此外,還與空氣相對溼度,內、外衣和鞋襪材質等有關。實驗表明,在易燃、易爆場所,不僅工作服(外衣)不得使用化纖材料,內衣褲也不得使用。人體活動中的防靜電措施主要有:穿導電性鞋,穿混有導電性纖維或用防靜電劑處理的防靜電工作服,帶人體接地腕帶,或在某些操作前,先用手接觸接地銅線;必要時,工作地面需作導電化處理,如採用電導率為10-6西/米的導電性水磨石或導電性橡膠(粘面)。

人體放電和發生電擊的界限是:

(1)電荷量達到(2~3)×10-7庫以上即產生靜電電擊的放電。如表1所示, 電位達3千伏左右即產生靜電電擊。這是人體靜電電容等於或小於標準值 100皮法的時候,即一般取值為90~100皮法的時候。當坐在椅子上或穿薄底鞋或舊皮鞋時,電容大於100皮法, 甚至有時可達數百皮法,此時產生靜電電擊的界限電位比表1中的值為小。

(2)若帶電物體是導體,當帶電電位在表2中的數值及以上時,在人體上有(2~3)×10-7庫以上的放電電荷量的放電,人體即受到電擊。

(3)大於100皮法的情況,對於人體附近有靜電場時,以及當附近有能量較大的帶電體時,人體受到源源不斷的感應,可能足以使遠大於100皮法的人體帶有較高的異號電位,致使易燃、易爆場所產生更大的危險性,因此,應補充人體電容的可能上限值。

(4)若帶電體是非導體,發生靜電電擊的界限一般不能象對導體那樣以帶電電位來表示。但多數情況下,當帶電電位約為30千伏以上且由此向人體產生放電時發生靜電電擊。因此,這時發生靜電電擊的界限是以帶電電位約為 10千伏和帶電電荷密度約為10-5庫/米2作為大致的標準。但對帶電狀態特別不均勻時,在非導體中區域性有電導率高的部分,以及帶電物體裡面或其附近有接地體時,不能作上述判斷。

固體產生的靜電及抑制

兩個不同的物體相互接觸時,在其介面上產生電荷移動,正、負電荷相對排列形成雙電層。這時,若將物體進行分離,會在兩個物體上各自產生極性不同的等量電荷。一般是當相互接觸的兩物體在“帶電序列”中所居位置離得越遠則產生靜電的量越大。電荷的極性則根據帶電序列中的相對位置而定。

相互接觸和分離過程中,物體積蓄正(+)或負(-)的過剩電荷會由於放電和傳導而中和,或向空間和大地洩漏而趨向減少,這一過程稱為電荷緩和。一般情況下,在產生靜電的同時就開始緩和。由於凡是接觸和分離的任何物體都會產生或強或弱的靜電,因而,對於靜電極為敏感的現代電子器件、新型火藥、閃點很低的易燃、易爆氣體(如在常溫、常壓下即能揮發的液氫等低閃點特種火箭燃料)等,只要微弱的靜電即可能造成事故或火災、爆炸,所以防止產生靜電或消除靜電的危害是較難的技術問題。至於由靜電導致的放電作用引起生產過程中膠片感光、電子元件損壞,力學作用引起的纖維纏結和印刷紙張不齊等,也是複雜的問題。

防止產生靜電的原則是:

(1)對產生靜電的主要因素儘量予以排除。影響靜電產生的主要因素有:物體的特性;物體的表面狀態;物體的帶電歷史;接觸面積及其壓力;分離速度。

(2)應參照表3所示的帶電序列,使相互接觸的物體在帶電序列中所處的位置儘量接近。

(3)使物體間的接觸面積和壓力要小,溫度要低,接觸次數要少,分離速度要小,接觸狀態不要急劇變化。

粉體產生的靜電及抑制

粉體在空氣輸送、皮帶輸送或過篩過程中,會因粉體間或粉體與管壁間的摩擦而產生靜電。因此:

(1)管道內輸送速度不應超過某一限值,管道直徑應不小於某一最小值。管內不得設有網、格等妨礙輸送併產生靜電的物體。粉體的大小和形狀應進行優選。

(2)儘量減少管路的彎曲和收縮;避免風速和輸送量的急劇變化。

(3)應採用適當的空氣振動等措施,對管壁內表面進行定期清掃和檢修,防止粉體的堆集。

(4)輸送管道應儘量使用導電性材料製作,並將其接地。

(5)應優選螺旋葉片的形狀和螺旋的轉數上限;應避免傳送帶發生振動或由於輸送量失當而產生異常振動,且不應使粉體懸浮和飛散。

(6)在鬥式輸送中,料斗和漏斗的壁面斜度應接近於垂直,以減少摩擦面積;鬥壁應不使粉體落下過程受到擾亂;應定期進行清掃;在料斗上儘量不安裝金屬製滑動固定器。

(7)應優選粉體的大小和形狀,以及料斗的材質,使靜電儘量減少。

(8)料斗和漏斗等應儘量使用導電性材料,並將其接地。

液體產生的靜電及抑制

液體在管路輸送過程中,或流過軟管時,由於液體間的摩擦,或由於液體與泵發生摩擦而產生靜電。在其他條件相同時,靜電與流速的1.8~2次方成比例。為限制靜電,應注意:

(1)烴類油料的流速不應超過表4中所列數值。

(2)在輸送能力相同的條件下,應將配管和軟管的直徑加大,將流速減小。

(3)不應有湍流或急劇變化的輸送狀態,配管應儘量減少彎曲和收縮的部分,配管內壁應光滑。管內不要裝設金屬網、突出物等。過濾器應儘量設置於流源側。

(4)在任何區域性和任何時間內流速都不應有急劇變化,輸送初期和終了時應控制在小的流速,中期流速不得超過規定值。

(5)液體中不得混入空氣、水、灰塵和氧化物(鏽等)等雜物。

(6)應在配管和軟管的終端部裝設直徑大的、減小流速用的緩和管段和緩和罐等。

(7)用油輪、罐車、油罐汽車、罐和其他容器輸送液體時,應注意由於罐的振動,液體與器壁摩擦而產生靜電。輸送時移動速度不應急劇變化,應儘量勻速移動;在罐內應設隔板加以隔開,不應使液體起波浪或飛濺;液體中不得混入雜物;罐的內部應定期清掃。

氣體產生的靜電及抑制

氣體在流動和噴出過程中,會因高壓空氣中含有壓縮機油和因壓縮產生的凝結水霧,以及管鏽、灰塵等的粒子流動於管內,或由開口部噴出時,粒子與壁面和附近的物體發生衝撞和摩擦而產生靜電。因此:

(1)應用空氣過濾器將霧和粒子等濾除後再進行流動和噴出。

(2)噴出流量應少,噴出壓力應低,特別注意氫氣類噴出引起爆炸。

(3)管路和軟管等在使用前應清掃,清除鏽和灰塵。

(4)凝縮二氧化碳噴出時,應避免開口部出現乾冰,因為它與液相成分互相沖撞和摩擦,或與壁面衝撞、摩擦和飛濺而產生靜電。

(5)液化石油氣瓶、管的開口部及法蘭應清掃,並保持清潔。

(6)氫、乙炔、丙烷、城市煤氣和氮氣的儲氣瓶、管路、軟管等在使用前應進行清掃,清除鏽和水分等。儘量不用膠皮管,而使用金屬管,並將其接地。

(7)水蒸氣管道開口部易產生靜電,應儘量使用乾燥的水蒸氣,噴出量應少,噴出壓力應儘量限制在98牛/釐米2以下,且應使用靜電少的噴嘴,噴嘴與物體間應有足夠的距離。

(8)煙霧劑和油漆噴霧時,不要對著近距離的物體進行大量和激烈的噴出。

(9)飛機和航天器在飛行中與空氣摩擦而產生靜電,圖2

是火箭高度(公里)與電位(千伏)的關係。利用裝於適當位置的防靜電針,可將靜電洩放到大氣中,以防止電位的過度升高。中國發射同步衛星的捆綁式火箭即裝有防靜電針。

防護措施

除降低速度、壓力、減少摩擦及接觸頻率,選用適當材料及形狀,增大電導率等抑制措施外,還可採取下列措施:

(1)接地,即將金屬導體與大地(接地裝置)進行電氣上的連線,以便將電荷洩漏到大地。此法適合於消除導體和電阻率在 108歐釐米以下物體上的靜電,而不宜用來消除絕緣體上的靜電,因為絕緣體的接地容易發生火花放電,引起易燃易爆液體、氣體的點燃或造成對電子設施的干擾。應使絕緣體與大地間保持106~109歐的電阻。僅供消除導體上靜電用的接地,電阻值一般不宜超過 100~1000歐。非金屬導體接地處應包上接觸可靠的金屬物或使用導電塗料,接觸面積不小於 10釐米2。移動裝置不能保持經常接地,接地操作應選在沒有危險的場合和時間。

(2)搭接(或跨接)。將兩個以上獨立的金屬導體進行電氣上的連線,使其相互間大體上處於相同的電位(圖3)。

(3)遮蔽。用接地的金屬線或金屬網等將帶電的物體表面進行包覆,從而將靜電危害限制到不致發生的程度。遮蔽措施還可防止電子設施受到靜電的干擾。

(4)對幾乎不能洩漏靜電的絕緣體,採用抗靜電劑以增大電導率,使靜電易於洩漏。

(5)採用噴霧、灑水等方法,使環境相對溼度提高到60~70%,以抑制靜電的產生,解決紡織廠等生產中靜電的問題。

(6)靜電消除器。利用它產生的極性相反的離子去中和物體上的靜電。常見的有高壓靜電消除器,離子流靜電消除器,自放電式消電器,以及利用同位素輻射出的α和β射線使空氣電離的散射性消電器。

參考文章

靜電防護內容有哪些?電氣技術