静电产生的原因及控制措施

静电产生的原因及控制措施

在各种行业产品的生产或研发实验过程中由于工艺、装置、人员的因素会产生静电，有时由于静电得不到有效的控制就有可能酿造成重大事故。因此在实验及化工生产中要注意分析静电产生的原因、危害，制定出切实可行的预防措施。

一、静电产生的原因

(一)内因

1.物质的溢出功不同。任何两种固体物质，当两者作相距小于25x10—8cm的紧密接触时，在接触界面上会产生电子转移现象，这是由于各种物质溢出功不同的缘故。两物质相接触时，溢出功较小的一方失去电子带正电，而另一方就获得电子带负电。

2.物质的电阻率不同。电阻率高的物体，其导电性能差，带电层中的电子移动较困难；构成了静电荷集聚的条件。

3.介电常数(电容率)不同。在具体配置条件下，物体的电容与电阻结合起来决定了静电的消散规律。如果液体的介电常数大于20，并以连续性存在及接地，一般说来，无论是运输还是储存都不可能积累静电。

(二)外因

1.紧密的接触和迅速的分离。任何物体的表面都是不光滑的，所谓的接触是多点接触，当接触距离小于25 x10^8cm时，就有电子转移，即形成双电层。若分离得足够快，物体就带电。

2.附着带电。某种极性的离子或带电粉尘附着到与地绝缘的固体上，能使该固体带上静电或改变其带电状况。物体获得电荷的多少，取决于该物体对地电容及周围情况。人在有带电微粒的场合活动后，由于带电微粒吸附于人体，因而会带电。

3.感应起电。在工业生产中，存在带静电物体使附近不相连的导体带电的现象。

4.电解起电。将金属浸入电解溶液中，或在金属表面形成液体薄膜，由于界面的氧化—还原反应，金属离子将向溶液里扩散；即形成界面电流，随着这一过程的进行，界面上出现双电层，形成电位差。在一定的条件下，这个电位差足以阻止金属离子继续溶解，达到平衡状态。平衡状态遭到破坏时，金属离子继续扩散，形成电流。

5.压电效应起电。某些固体材料在机械力的作用下会产生电荷。压电效应产生的电荷密度小，但是在局部面积上分布着不均匀的正负电荷。虽然压电效应产生的电荷密度小，仍具有可能引起爆炸的能量。

6.极化起电。绝缘体在静电场内，其内部和表面能出现电荷，是极化作用的结果。按照分子结构的不同，极化分为两类：一是非极性分子极化，二是极性分子极化。

7.喷出带电。粉体、液体和气体从截面很小的开口喷出时，这些流动的物体与喷口激烈的摩擦，同时流体本身分子之间又相互碰撞，会产生大量的静电。

8.飞沫带电。喷在空间的液体，由于扩散和分离，出现了许多小滴组成的新的液面，产生静电。

另外还有淌下、沉浮、冻结等许多产生静电的方式。同时需要指出的是产生静电的方式不是单一的，而是几种方式共同作用的结果。

二、静电的危害

1.爆炸和火灾。爆炸和火灾是静电的最大危害。静电的能量虽然不大，但因其电压很高且易放电，出现静电火花。

2.电击。由于静电造成的电击，可能发生在人体接近带电物体的时候，也可能发生在带静电电荷的人体接近接地体的时候。一般情况下，静电的能量较小，因此在生产过程中的静电电击不会直接使人致命，但是因为电击易引起坠落、摔倒等二次事故。电击还可引起职工紧张，影响工作。

3.影响生产。在某些生产工程中，不消除静电将会影响生产或降低产品质量。此外，静电还可引起电子元件误动作，引发二次事故。

三、防止静电的措施

1.工艺控制法

工艺控制法是从工艺梳程、设备构造、材料选择及操作管理等方面采取措施，限制电流的产生或控制静电的积累，使之控制在安全的范围之内。主要措施有： ①限制输送速度；

②正确区分静电产生区和逸散区，采取不同的防静电危害措施；

③对设备和管道选用适当的材料;

④适当的安排物料投入顺序；

⑤消除产生静电的附加源。

2.泄漏导走法

泄漏导走法即静电接地法。静电接地是消除导体上静电简单又有效的方法，是防止静电的最基本的措施。可以利用工艺手段对空气增湿、添加抗静电剂。静电接地连接是接地措施中重要的一环，可采取静电跨接、直接接地、间接接地等方式，把设备上各部分经过接地极与大地连接，静电连接系统的电阻不应大于100欧姆。

3.静电中和法

静电中和法主要是将分子进行电离，产生消除静电所必要的离子(一般正负离子成对)。其中与带电物体极性相反的离子，向带电物体移动，并和带电物体的电荷进行中和，从而达到消除静电的目的。这种方法已经被广泛地应用于生产薄膜、纸、布等行业，但是应用不当或失误会使消除静电的效果减弱，甚至会导致事故发生。利用此原理制成了静电消除器，静电消除器的类型主要有自感应式、外接电源式、放射线式、离子流式和组合式等；在生产中根据生产需要选择适合的静电消除器。

4.人体的防静电措施

人体带电除了能使人体遭受电击和对安全生产造成威胁外，还能在精密仪器或电子元件生产过程中造成质量事故，因此必须解决人体带电对工业生产的危害。消除人体带静电的措施是：

①人体接地。在人体接地的场所，应装设金属接地棒。工作人员随时用手接触接地棒，以消除人体所带的静电。在坐着的工作场所，工作人员可佩戴接地的腕带。在防静电的场所入口处、外侧，应有裸露的金属接地物。在有静电危害的场所应注意着苯，工作人员应穿戴防静电衣服、鞋和手套，不得穿化纤衣物。穿防静电鞋的目的是将人体接地。

②工作地面导电化。特殊危险场所的工作地面应是导电性的或造成导电条件，工作地面泄漏电阻的阻值，既要小到能防止人体静电积累，又要防止人体触电时不致受到伤害，故阻值要适当，一般为3x10^6欧姆≤r≤10^6欧姆。

③安全操作。

a、工作中应尽量不搞可使人带电的活动；b、合理使用规定的动防护用品；

c、工作时应有条不紊，避免急性动作；

d、正在防静电的场所不得携带与工作无关的金属物品；

e、不准使用化纤材料制作的拖布或抹布擦洗物品及地面。

化工企业的安全生产管理者应重视静电在实验中和化工生产中的危害，把静电的危害通过合理的安全措施给予消除，从而保证企业安全生产，避免事故的发生。