浅谈静电产生的原因及其危害

商富奎

摘要：文章介绍了静电产生的原因及其危害，并分析了静电引发火灾或爆炸的原因，提出了防止静电危害的技术措施。

关键词：静电产生原因；静电危害；静电预防

中图分类号：TM151

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)04-0137-02

由静电引起爆炸或火灾的惨重事故，屡见不鲜且触目惊心。如1969年曾有3艘20吨级的巨型油轮因静电放电爆炸起火；1970年又有两架“波音”飞机因油料静电引起油箱爆炸；医院手术台上，静电火花也曾引爆了麻醉剂乙醚，并不止一次地造成过重大伤亡；1987#3月15日凌晨2时39分，我国最大的麻纺企业——哈尔滨亚麻厂发生了由亚麻粉尘微粒导致的爆炸火灾事故，其爆炸威力相当于数吨TNT炸药的当量，爆炸声震天动地，瞬间烈火熊熊，在这场爆炸火灾中，共死亡58人，受伤180多人。因此，对静电可能会引起危害的严酷事实，切不可掉以轻心。

一、静电的产生与危害

静电通常是指相对静止的电荷，它是由物体间的相互摩擦或感应而产生的。在干燥天气里用塑料梳子梳头，可以听到清晰的“噼啪”放电声；夜晚脱毛衣时，还能够看到明亮的蓝色小火花；握手时，双方骤然缩手或几乎跳起的喜剧场面，这是由于人在干燥的地毯或木质地板上走动，电荷积累又无法泄漏，发生了轻微电击的缘故。

可能引起各种危害的静电如未能采用科学方法加以防护，则会造成各种严重事故：静电火花会引起爆炸与火灾；静电放电还可能直接给人以电击而造成伤亡；静电的产生和积聚会妨碍正常生产与工作的进行。例如，人们不大在意的狂风卷起砂砾，会因摩擦而带有大量静电，它不仅会中断通信，有时还会引起铁路、航空等自动信号系统失误，造成严重事故。所以对静电可能造成的危害，必须切实采取有效措施加以防止。

二、静电引发爆炸或火灾的原因

放电火花的能量超过爆炸性混合物的最小引燃能量时，即会引起爆炸或火灾。静电爆炸和火灾多由于火花放电引起；对于引燃能量较小的爆炸性气体或蒸汽混合物，也可由刷形放电而引发爆炸和火灾。带静电的绝缘体经过一两次火花放电后，其上仍然可能会残存危险的静电；导体的火花放电却正相反，它只能发生一次火花放电，其上静电即全部消失。所以导体的火花放电，因是其积聚能量的集中释放，故具有更大危险性。

三、防止静电危害的技术措施

防止静电危害有两条主要途径：一是创造条件，加速工艺过程中静电的泄漏或中和，限制静电的积累，使其不超过安全限度；二是控制工艺过程，限制静电的产生，使之不超过安全限度。第一条途径包括两种方法，即泄漏和中和法。接地、增湿、添加抗静电剂、涂导电涂料等具体措施均属泄漏法；运用感应中和器、高压中和器、放射线中和器等装置消除静电危害的方法，均属中和法。第二条途径包括就材料选择、工艺设计、设备结构等方面所采取的相应措施。

静电防护的主要措施有下列四种：

(一)静电控制法

控制静电产生的方法有：

1.保持传动带的正常拉力，防止打滑。

2.以齿轮传动代替带传动，减少摩擦。

3.灌注液体的管道通至容器底部或紧贴侧壁，避免液体冲击和飞溅。

4.降低气体、液体或粉尘物质的流速。

(二)自然泄漏法

使静电从带电体上自行消散的方法有：

1.易于产生静电的机械零件尽可能采用导电材料制成。必须使用橡胶、塑料和化纤时，可在加工工艺或配方中掺入导电添加剂炭黑、金属粉尘、导电杂质等，从而制成导电的橡胶、塑料和化纤。

2.在绝缘材料的表面喷涂金属粉末或导电漆，形成导电薄膜。

3.对于表面易于吸湿的物质，在不影响产品质量前提下适当提高相对湿度。物质表面吸湿后，导电性增加，会加速静电自然泄漏。空气相对湿度若能保持在70％左右，即可防止静电的大量积累。

4.对于表面不易吸湿的化纤和塑料等物质，可以采用各种抗静电剂。其主要成分是以油脂为原料的表面活性剂，它能赋予物质表面以吸湿性(亲水性)和电离性，从而增强导电性能，提高静电自然泄漏的效果。

(三)静电中和法

利用相反极性的电荷中和(清除)静电的方法有：

1.不同物质相互摩擦能产生不同的带电效果，故对产生静电的机械零件要适当选择组合，使摩擦产生的正、负电荷在生产过程中自行中和，破坏静电积累的条件。

2.在胶片生产和印刷生产中，因湿度不宜过大，可以装设消电器产生异性电荷，以电晕放电方式中和静电。

3.利用放射性同位素，可在不需要电源的情况下放射出硒粒子，以中和静电。这种方法稳定性好，效率高，即便在易燃、易爆的条件下也是比较安全的。

4.向粉尘物质输送管道中喷入“离子风”，以中和静电电荷，防止静电引爆。

(四)防静电接地法

接地法是防止静电积累、消除危害的简便有效方法。

1.实践中应注意的问题

(1)凡加工、运输和储存各种易燃、易爆的气体(液体)和粉尘的设备及一切可能产生静电的机件、设备和装置，都必须可靠接地。

(2)同一场所两个及以上产生静电的机件、设备和装置，除分别接地外相互间还应作金属均压连接，以防止由于存在电位差而放电。

(3)带轮、滚筒等金属旋转体，除机座应可靠接地外，在危险性较大的场所还应采用导电的轴承润滑油或将金属旋转体通过滑环、碳刷接地。

(4)具有爆炸危险和重要政治意义的场所或建筑物，其地板应由导电材料制成(如用导电混凝土和橡胶等做地板)，而且地板也应接地。除以上措施外，工作人员在静电危险场所还可穿上抗静电的工作服和工作靴。

2.防静电接地的具体要求

(1)工厂及车间的氧气、乙炔等管道必须连接成一个整体，并接地。其他所有能产生静电的管道和设备，如油料储送设备、空气压缩机、通风装置和空气管道。特别是局部排风的空气管道，都必须连接成连续整体并予以接地。

(2)车间内每个系统的有关设备与管道应连接牢固可靠，接头处的接触电阻不应超过0.03；在两个螺栓正常扭紧情况下或是使用金属跨接线时至少应有两处援地。

(3)车间内或栈桥上等处的平行管道，若相距10cm时，每隔20m要互相连接一次；相距不到10cm或者是相交的管道，则应在交叉处连接；管道与金属构架相距10cm处也应互相连接。

(4)凡输气管道干线两端及分支管线处都应接地；管道栈桥两端应与其上管道连接，且每隔200～300m要与管道连接一次；栈桥本体还应作专门接地。

(5)储存易燃气体、液化气体、液态碳氢化合物或其他有火灾危险的贮罐等容器，都应实施可靠接地；容积大于50m，的储罐，应沿其直径方向布设接地且不得少于2处。

(6)使用中应避免防静电接地线及接地装置意外碰伤、断线；管道的法兰处要求具有较良好的导电性。

(7)凡注油漏斗、浮动罐顶、工作站台、磅秤、金属检尺等辅助设备或工具均应实行良好的接地；油壶或油桶装油时应与注油设备跨接起来并且接地。