浅谈静电的应用和危害

何咏

【摘要】高电压技术的领域包括很多方面，大容量长距离的输电、带电粒子束的应用、静电的应用，放电等离子体的应用等等，有的是利用绝缘的击穿的性质，有的是利用绝缘的不发生击穿的性质，例如静电广泛的应用。

【关键词】静电；应用；危害；对策

静电是一种电能，它存留于物体表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，是通过电子或离子的转换而形成的。在通常情况下，静电应用也包含电流放电（如电晕放电）的应用，在实际生活中得到了广泛的应用，下面简要叙述几种静电的应用和危害。

一、静电的应用

（1）静电集尘。是指用电气的方法去除气体中浮游的微小尘埃，集尘电极接地，放电电极上施加直流电压（-40～-200KV）并形成电晕放电。另外，放电电极为负极时，电极间放电压比放电电极为正极性时要高，因此可采用较高的电场强度。但是，对于室内空气净化用小型集尘器，为了不产生有害的臭氧，通常采用正电晕放电。近年来，高性能，经济的电气集尘器的开发应用，现在在火力发电厂普遍都装设了电除尘装置，为防止大气污染作出了突出贡献。（2）静电喷涂。利用电气集尘的原理，可以高效的喷涂。例如，使涂料微粒化，并时其带上负电荷，而被涂的金属物体接地，喷出的粒子会沿着电力线移动，使涂料牢固地附着在物体的表面。静电涂料具有：涂料浪费少；可均匀牢固的喷涂；可流水作业，而且可利用传送带进行大规模生产等优点，被广泛用于汽车，家电产品以及电动机等的喷涂。（3）静电摄影。静电摄影是采用静电方法记录图像的，方法多种多样，下面说明其中一种方法，首先将蒸发镀有硒膜的金属极板至于暗室，利用电晕放电使其带上正电荷。然后使其曝光，光照射到部分的硒膜会失去正电荷，在硒膜上撒上带负电的着色剂（着色离子），硒膜上残余有正电荷的部分会附着着色剂，将带正电荷的纸贴在该面，在复制到着色剂的图案后，进行加热，即可使着色剂定影，静电摄影也称为电子摄影，被广泛用于复印机中。（4）静电选别。利用静电力，从导电率不同的两类粒子组成的混合物中分离出各成分称为静电选别。例如，将混合粒子放在金属板上，利用电晕放电使粒子带电后。将金属板倾斜，此时，由于导电性好的粒子失去较多电荷，与金属板间的附着力降低，因而迅速从金属板上滑落，由此可进行粒子选别，如农业生产中应用的静电选种。静电选别已应用于矿石选别，食品加工过程中异物的除去以及茶叶选别等方面。（5）直流高压的产生。范德格拉夫静电发生器就是利用电晕放电使高压球带电而产生直流高压的，可以做泄漏电流试验等绝缘检查试验，广泛应用于生产电力设备厂家和电力系统等部门。（6）高压测量。静电电压表，脉冲电压记录仪都是利用静电现象对高压进行测量的装置，广泛应用于电力的高压试验等领域。（7）燃料气体的点火。利用微小电流放电可以对气体热水器、气体炉灶等进行点火，放电脉冲电压峰值为几万伏（放电能量约1mJ），而汽车的点火等也是利用微小的电流放电，使发动机汽缸内燃料气体爆炸而获得动力，燃料气体点火时脉冲电压的峰值为10～100KV。

二、静电危害及对策

两物体接触后分离会带电（如相互摩擦后分离），绝缘物体或不接地导体带电后，电荷泄漏很少，因而可以长时间保持带电。（1）库仑力引起的危害。库仑力会造成照相机等精密仪器以及半导体器件的制造工程中附着微尘，还会造成纺织厂内纱线的纠结以及纺织品的纠缠。（2）放电引起的危害。包括可燃性气体的发火爆炸，变压器油流动带电造成变压器绝缘击穿，飞机的通信故障，放电时的电磁噪音会造成计算机误操作，摄影胶片，半导体器件等在制造过程中的暴光和损坏，人体遭电击等等。当静电积聚到一定程度时往往会发生火花放电现象，这种现象与生活生产密切相连，往往会带来一些不便或危害，消除静电危害主要从“防”和“放”两个方面进行，主要是抑制静电的产生与积聚，下面单介绍几种防止静电危害的方法：一是化学消除法。一般是在承印物表面上涂上一层抗静电剂，使承印物导电，成为稍微导电的绝缘体。化学消除的应用在实际中有很大局限，比如说在印刷纸张中加入化学成分时，很可能对纸张的品质产生不良影响，如降低纸的强度、附着力、紧密度、抗拉强度等，因此化学方式不太被广泛使用。二是物理消除法。在不改变材料性质的情况下利用静电本身固有的特性来消除的方式，使现有工艺中最经常使用的方法。如“接地”消除法，这使最简单的方法。就是用导体将要消除静电的物质和大地相连接，使之与大地等电位，电荷经大地泄漏，但这种方式对于绝缘体几乎没有效果。三是湿度控制消除法。比如印刷材料表面电阻随空气相对湿度增大而减小，因此，增配加湿器增加空气的相对湿度，就可以提高纸张表面的导电率，加速电荷泄漏。四是消电消除法。使带电物体再带上相反的电荷，从而中和全部电荷，这称为消电。消电利用的是针电极电晕放电，在爆炸危险存在的场合，可采用放射性源消除电荷。

静电是由于物体接触分离，甚至没有接触的感应等方式产生的，就连我们周围的空气也是由原子组成的，当这些空气流动时，可以产生静电。可以说，静电随时可以产生，完全消除静电是不可能的，但可以采取措施，使静电不在危害程度之内。