靜電的產(chǎn)生及危害及消除靜電危害的措施
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(duì)靜止的電荷。靜電現(xiàn)象是一種常見(jiàn)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(lái)，人們對(duì)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(lái)能源產(chǎn)生的高壓靜電場(chǎng)來(lái)進(jìn)行工作的，和下面敘述的生產(chǎn)工藝過(guò)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(guò)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(dòng)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(guò)濾時(shí)，與管道、過(guò)濾器等發(fā)生摩擦，如塑料的擠出、賽璐珞的過(guò)濾等。
（2）高電阻液體在管道中流動(dòng)且流速超過(guò)1m/s時(shí)，液體噴出管口時(shí)，液體注入容器發(fā)生沖擊、沖刷或飛濺時(shí)等。
（3）液化氣體或壓縮氣體在管道中流動(dòng)和由管口噴出時(shí)，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(guò)程，懸浮粉塵的高速運(yùn)動(dòng)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(guò)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(zhǎng)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(jì)、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(guò)危險(xiǎn)程度。
三、接地
接地是消除靜電危害最簡(jiǎn)單的方法。接地主要用來(lái)消除導(dǎo)電體上的靜電，不宜用來(lái)消除絕緣體上的靜電。單純?yōu)榱讼龑?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(shí)，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(shuō)增強(qiáng)其導(dǎo)電性，這就減小了絕緣體通過(guò)本身泄放電荷的時(shí)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(duì)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(guò)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(huì)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?kù)o電電荷中和掉。靜電中和法可用來(lái)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(méi)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(shí)，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(chǎng)，在這個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)的作用下，正、負(fù)離子分別向生產(chǎn)物料和針尖移動(dòng)，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(jiǎn)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(chǎng)，當(dāng)帶有靜電的生產(chǎn)物料通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其上電荷發(fā)生定向移動(dòng)而被中和和泄放;另外，外加電源產(chǎn)生的電場(chǎng)還可以阻止電荷的轉(zhuǎn)移，減緩靜電的產(chǎn)生;同時(shí)，外加高壓電場(chǎng)對(duì)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(shí)，要注意防止射線對(duì)人體的傷害。
4.離子風(fēng)中和法
這種方法是把經(jīng)過(guò)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(shuō)到的增濕就是一種從工藝上消除靜電危險(xiǎn)的措施。不過(guò)，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(xiǎn)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(dòng)代替皮帶傳動(dòng)，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(shí)，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(duì)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(xiàng)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(xiàng)措施也有利于防止靜電的危害。
