静电防护工程学

静电防护工程学（精选9篇）

静电防护工程学 第1篇

关键词：电子工程,静电危害,静电防护措施

电气工程在一定程度上促进了科学技术的发展, 电器工程一般是指实现新的电子设备和电子系统的生产创造指导的学科知识。但是随着当今的科学技术不断地进步和发展中, 人们开始对电器工程有了新的了解和认识。在现代化的进行中, 电器工程被逐渐认知为涵盖电子、光子相关的工程行为。其中电子工程就是电器工程中的一个组成部分, 电子工程研究的主要内容有通信技术、电路系统、微波技术等。并且电子工程已经不能脱离人们的日常生活, 日常生活中是用的各种电子设备基本都要由电子工程来实现控制。但是在电子设备的使用过程中, 会产生具有一定危害性的静电, 本文对电子设备中产生的静电危害性进行详细地讨论, 针对性地进行静电防护措施的探讨。

一、静电的产生

(一) 摩擦产生静电

静电主要是通过电子、离子在固定物体场所中的转移而形成的一种附在物体表面的多余静止电荷。并且两个不通电的物体摩擦时, 其中一个物体上的部分相关电子会以摩擦接触的方式转移, 使另一个物体得到了电子。在这个电子传送的过程中, 一个物体因为失去了电子, 所以产生“正电子”, 另外一个物体因为得到电子而产生了“负电子”。两个物体之间产生了一定的电流, 就是静电。例如在生活中常用的针织毯、纸质物品、化纤维织物等在人接触的过程中会因为发生摩擦的原因而产生大量的静电。除了以上不同物体之间摩擦产生大量的静电之外, 相同性质的物体之间因为摩擦的原因也会产生大量的静电。相同的物体摩擦产生静电的原因有很多种, 除了本身的材质原因外, 跟物体表面附着的其他物质也有直接的关系, 并且在很多情况下, 物体所处的环境, 例如温度、湿度等, 均是相同性质的物体摩擦产生静电的关键因素。

(二) 感应产生静电

在静电场中的能导电的物质, 都会通过感应产生静电。并且带有静电物体周围存在相关导电的物质的时候, 导电物质会因为静电场的作用而发生极化, 导电物质的电介质因为极化会在物体的两端产生电流大小相等的异性电极, 组成新的电场并产生静电 (如图1所示) 。

(三) 人体产生静电

在电子设备的生产和组装的过程中, 人是重要的参与对象。人在参与的过程中一定会和电子设备的相关部件产生摩擦, 从而产生静电。

二、静电产生的危害

在电子设备的生实践中, 一定会产生大量的静电, 一般情况下, 静电不会对人的生产活动产生影响, 但是在电子设备的制造生产中, 会对电子产品造成个很大程度地危害。静电的危害主要表现在两个方面:静电吸附和静电放电。

(一) 静电放电

物体在一定的摩擦程度中产生大量的静电, 然后通过聚集, 产生非常大的电位, 并且会形成一个强大的电场。周围通电介质的抗电能力不能抵挡电场强度的时候, 电场中的电子就会脱离束缚, 转换成自由的电子, 传送到电场周围可以附着的通电介质上, 可以通电的介质因为接收到大量的电子从介质转化成电流移动的导体, 电荷流动的过程中会使导体的静电成为正极静电源, 通过替他的导电介质进行静电放电。一般人体所能接受使得最大静电是3k V, 所以一般产生的静电不会对人体造成较大程度地伤害。但是在电子工程的电子设备制造过程中, 电子产品的相关部件会发生摩擦、感应等, 产生的静电电压伏数远远大于理论中可才能产生的静电电压, 会造成电子设备内部的相关部件因为静电发生串联, 使得电子产品的电路设备发生短路, 导致部分电子设备的元器件损坏。元器件的损坏主要体现在两个方面, 一方面是元器件的部分功能因为静电的影响而失去原来的功效。另一方面是对元器件造成轻微的损坏, 元器件还可以继续利用, 只是利用的性能降低。但是后者造成的危害却更大, 因为轻微的损坏在电子设备装置的时候不容易被发现, 所以电子设备中依然应用了这些有损伤的元器件, 在电子产品设备后期的使用中出现较大的产品故障。

(二) 静电吸附

静电吸附在日常的生活中比较常见, 电子设备的相关元器件因为在长期的使用中产生静电的原因, 吸附大量的杂志和灰尘, 影响了元器件原有性能的发挥, 例如, 人们使用的笔记本电脑, 会有一个排热风扇, 用来排除笔记本机身内部运行时产生的热量, 但是在长期的使用过程中, 风扇的运转产生大量的静电, 从而使得风扇表面附着大量灰尘, 长期会阻碍风扇的正常运转, 造成其性能不能充分发挥使得, 相关的组件热量不能及时排除而损坏。

三、静电危害的特性

静电会对电子设备造成很大程度地危害, 其存在的危害有以下特性:

(一) 隐蔽性

静电是不能通过人体而直接被感知的, 但是静电放电除外。静电放电的过程中, 认知感知到的也不一定就是电击, 因为人体能够感知静电放电有一定的感知伏数范围, 很多时候的静电放电虽然已经对周围人或物体造成了影响, 但是人体却不能感知, 这就是静电的隐蔽性。

(二) 潜在性

电子设备的元器件受到静电的影响, 大多时候是轻微损坏, 不会直接使电子设备的性能出现故障, 知识在后期使用的过程中性能逐渐退化, 出现使用的故障。但是轻微的损坏的潜在危害比严重的损坏更加大, 所以人们对静电危害的认识还存在很大程度上的不足, 认为轻微的潜在危害不足以对设备造成影响。潜在的元器件损伤是很难在电子设备装制的时候被发现, 所以造成后期使用的更大损失。所以必须采取相关的措施来进行静电的防护, 避免静电的放电过程对电子设备的元器件造成危害。

(三) 随机性

电子设备的元器件从生产、装置、使用整个流程都会受到静电的危害, 并且静电的产生具有一定的随机性, 不会因为人为的干预而改变静电产生和静电对设备元器件造成破坏的随机性。

(四) 复杂性

静电放电过程中对电子设备的内部关键部件造成的危害因为具有隐蔽性, 所以在设备的生产和装制的时候不容易被发现。因为电子设备的内部部件特点是精细、微小, 电子设备又是高精密的仪器, 所以遭到静电的危害, 在后期使用中出现故障, 进行维修的复杂程度就会加大。并且和很多静电造成的设备损坏, 不能把损坏原因定位在静电的危害, 在很多情况下把设备的损坏原因归属到其他方面, 所以造成静电的分析复杂程度加大。

四、电子工程中的静电防护原则和措施

(一) 电子工程中的静电防护原则

静电在一般情况下对人们的日常生活不会造成过大的危害, 但是在电子工程的电子设备的生产装置环节中, 如果同时形成3个条件就会对电子工程的生产装置环境造成很大程度的危害, 这3个条件分别是:在特定的场所积聚大量的静电, 在静电积聚的场所内有对静电敏感的电子设备, 静电产生源与静电易损件间的耦合能量大于静电敏感度。所以要针对这些造成静电危害的相关条件建立需要遵循的防护原则。

1.抑制起电原则

首先, 电子工程的转制过程中, 很多元器件因为转制过程的摩擦产生大量的静电, 所以采用等电位外壳把这些需要防护的元器件包围起来, 从而使元器件的静电电位与等电位外壳实现相等。这样的防护原则可以使外壳外部的静电对实施保护的元器件的影响很大程度地降低。实施这样的保护措施, 即使外部的屏蔽壳上因为外部环境的影响产生大量的静电, 其放电的现象只能在外部环境中进行, 其内部保护的器件不会受到影响, 一般简易的等电位外壳有防静电包装袋、储物盒等。其次, 电子工程的工作区空气中的带电离子可以中和物体表面的静电电荷, 尤其是电子设备的生产装备的很多部件是非金属材质的, 不能直接使用屏蔽的方法, 经常采用的就是通过调制空气中的湿度, 利用离子风机向空气中散发带电离子, 从而使空气中静电与物体表面的静电实现中和, 降低静电可能对电子设备造成的危害。最后, 就是尽量在生产那装制的过程中降低设备部件之间的摩擦, 尽量选用不容易摩擦生电的材料。

2.控制积聚原则

将电子设备物件用特殊导电材质与地面连接起来, 在设备装制的过程中, 因为摩擦产生大量的静电电荷, 可以通过导电的链接物质, 把电荷传送的地面, 从而降低设备表面的静电负荷。并且经常利用防静电工作台、防静电鞋等控制电荷在地面的积聚, 保证电子工程工作区的静电安全。

(二) 电子工程中的静电防护措施

1.科学合理地进行防静电工作区的划分

在进行防静电技术措施实施的时候, 首先一定要对相关电子设备的元器件的使用情况进行科学详细地分析。根据设备部件的要求选用一定的模拟实验行为, 对具体设备元器件的静电敏感级别进行鉴定, 最终在具体的场所进行相关标准的防静电工作区的划分, 在相应的工作区进行电子设备的生产装置工作, 从源头上防止静电对电子工程造成危害。

2.创造有效的防静电环境

通过防静电工作区的划分, 就要采取相关的措施对静电工作区进行保护。防静电工作区需要系统的防静电环境来进行电子设备的生产装置。尤其在电子工程设备制造工厂, 空气环境中有大量的粉末、灰尘。保证工作区内环境的整洁性和清洁性, 并且根据电子工程周围环境的具体状况, 合理地选择电子设备制造所需要的材料, 有效地防止静电对电子工程造成危害。具体创造防静电环境的措施有:

第一, 为电子设备防静电能力差的元器件选择防静电能力强的涂料, 并且在划分的防静电工作区内, 装修选用的材料一定要保证有较强的防静电能力。例如, 在工作区的顶棚和内壁都要设置有防静电功能的防火墙板, 或者在顶棚和内壁上喷涂防静电功能较强的涂料, 这样就保证了防静电工作区的双重性能, 不但保证了电子设备生产装置环境的防静电功能, 还保证了工作区可能存在的其他风险的防范。电子工程设备生产工作区的送风管道, 经常会采用三聚氰胺, 对其进行喷涂保护, 可以有效地减小空气流动摩擦产生的静电积聚, 降低静电潜在的危害。

第二, 地面导电的性能特别强, 所以一定要加强对地面静电的防护措施。不同的电子工程的电子设备的生产装置的具体情况也是不一样的, 所以要根据其实际的情况, 对静电地板系统的电阻进行有效分析。在工作区地板装置的时候, 确保装置技术安全的情况下, 选择导电性能较强的地板材质。从现在的具体操作情况拉看, 我国电子工程普遍采用的是防静电瓷质地板, 防静电瓷质地板在内部有添加一定的高温导电材料, 保证了在电器工程的工作区内地板的导电性, 防止静电在地板上的积聚, 对电子工程电子设备的生产和装置造成危害。在工作区内地板选择的时候, 一定要保证地板材质的具有耐磨、耐高温、防水等功能, 才能满足电子工程工作区内的需求。

第三, 在电子工程的电子产品组装的环节, 更加要做好防静电保护措施。首先要对整个产品装置的环境进行科学地分析, 根据具体的环境情况进行防静电设施的设置。否则高伏静电会对电子设备的相关元器件造成破坏。如果是直接严重的部件损坏, 还能及时地进行电子产品部件的更换, 但是一般情况下静电对电子设备部件造成的损坏都是轻微的, 所以在装置的过程中不容易被发现, 继续装置与电子设备中, 会对电子设备后期的使用性能和使用寿命造成不良的影响。所以一定要加强电子工程工作环境中的防静电能力, 尤其是工作区内的配置的其他电子设备, 如电视、空调等采取严密的防静电措施, 保护电子工程的工作环境防静电性能。

3.提高工作人员的防静电意识

在电子工程的生产装置过程中, 不仅要采取一些技术的手段进行静电的防护, 工作人员的主观防静电意识也是电子工程防静电工作环节中重要的组成部分。电子工程企业应该建立完善的防静电知识培训体系, 根据工作人员的实际情况展开对所有工作人员防静电知识的培训, 使其了解到静电对电子工程可能造成的危害, 认识到防静电工作的重要性。对工作人员的防静电知识的培训, 并不是培训体制的最后内容, 还要实时地展开对所有工作人员的考核, 评定考核结果的合格度, 只有考核合格的工作人员才能上岗, 在这样强制的机制下, 才能保证工作人员防静电意识的提高, 促进电子工程持续性的发展。

4.建立静电防护系统

静电系统是电子工程中电子产品企业质量控制的重要组成部分, 可以实现从生产、装置、使用和后期维护的所有环节进行实时地监控, 企业内部的相关技术工作人员必须加入系统的建设当中。静电防护系统的构成首先要进行硬件的配置, 因为硬件基础是实现系统防护功能的重要基础。但是硬件系统的正常工作需要结合相关的软件管理系统, 才能保证整个静电防护系统性能正常的发挥。

其中, 硬件系统运行的目的就是建立防静电工作区并且实现与工作区内的各个电子设备的有机协调, 实现静电电位的限制, 保证静电防护系统的稳定性。软件管理系统, 就是对防护系统的具体防护程序进行设计, 对硬件系统的运行实现实时地监控, 保证硬件系统的功能正常。对整个防护系统的故障进行及时地检测定位, 保证工作人员可以及时地进行故障的排除。静电防护系统具体的实施要有诸多相关的企业部门进行技术的引导和合作, 例如系统设计部门、质量检测部门、销售与售后等, 实现各个部门之间的相互协调, 才能保证静电防护系统的有效实施。

五、针对性的防护设备

电子工程的生产和装制的过程, 应该针对静电发生和静电产生危害的具体情况, 使用静电防护设备来有效地进行静电的消除。经常使用的静电防护设备有:防静电工作车、防静电烙铁、防静电腕带、防静电周转箱、防静电工作服、防静电工作鞋等。但是在绝缘物件表面产生的静电, 因为物价的属性是绝缘材质, 所以静电会附在物体表面不能进行自由的移动。通常使用消除静电的方法不能消除绝缘物件上的静电, 所以经常在绝缘体上采用消除静电的设备是离子风机。因为离子风机能够主动形成大量的正离子和负离子, 中和绝缘物件表面的正、负静电。防静电的设备形式多样, 一定要对具体附着静电的物体以及物体的环境进行分析, 根据分析的结果采用相关的消除静电设备。

结语

综上所述, 电子工程中的静电防护工作已经在我国的电子设备制造企业中得到了一定地巩固, 但是在具体防护的过程中依然存在着大量的问题, 按照标准划分出防静电工作区, 创建有效的防静电环境, 建立静电防护系统, 不断地提高电子工程相关工作人员对静电防护的认知, 有效地避免静电对电子设备的危害。

参考文献

[1]李庆鑫.刍议电子工程中的静电防护[J].工程与材料科学, 2013 (22) :68-69.

静电与静电防护措施论文 第2篇

【关键词】静电;静电防护;实验室

1 静电的概念

静电，顾名思义，就是指的静止的、不流动的电荷。

我们知道物质都是由原子构成的。

原子分为原子核和核外电子，电子环绕原子核做高速圆周运动。

原子核带正电，核外电子带负电。

在一般情况下，原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷数量相等。

所以对外不显电性。

但在受到外力作用时，这种平衡有可能被打破，此时电子脱离原子核束缚而显负电性，而原子因为失去电子显正电性。

当这种只带一个极性的电荷积聚在某个物体上时就形成静电。

电荷有正、负两种电荷。

那么静电现象也就分为正静电和负静电。

随着静电的增加，静电在其周围形成静电场，当静电电场的能量增加到一定范围后，就能击穿其介质而对外放电。

比如是我们日常见到火花放电现象，人体容易带上静电，当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。

冬天空气干燥的夜晚当人脱下化纤一类衣服时，能看到火花和听到响声，这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。

2 静电的产生

静电主要是由以下几种方式产生，1)摩擦，因不同材料的物体接触后再分离，由于不同原子核对电子的束缚能力不同，当两种不同材料物质接触或者摩擦时，外围电子将转移到束缚能力大的一方，导致一材料带正电，另一材料带负电。

2)传导，因为在导体而言，电子能在他的表面自由移动。

当与带电体接触时，电子会从发生电荷转移，导致两者电荷平衡，从而形成静电现象。

3)感应，这里的感应是指邻近电场的感应，对于导体，电子在导电材料表面自由移动，若将该导体放置在另一个静电场中，由于同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引，正、负离子就会发生转移，该导体因静电场感应导致正、负电荷不平衡而形成带电。

一般情况下，电导率越小的非导体越容易产生静电，此时产生的静电荷不容易排出。

其泄露时间能达到秒、时、日数量级。

而对于导体，即使产生静电也能由导体对外排出电荷。

若导体外壳与大地等绝缘，此时导体上也能静电带电。

另外，湿度对静电产生的作用也很大，湿度为10%～20%时产生的静电比湿度为70%～90%时要强8-40倍。

3 静电的利用和危害

利用静电感应、高压静电场的气体放电等效应和原理，实现多种加工工艺和加工设备。

在电力、机械、轻工、纺织、航空航天以及高技术领域有着广泛的应用。

人们利用静电吸尘的原理制造出吸尘器。

它是利用静电场的作用， 使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附，并将尘粒从烟气中分离出来而将其去除。

这是静电应用的主要方面，可用于各种工厂的烟气除尘。

利用物体容易产生静电的基本原理制造的复印机，它是利用光电导敏感材料在曝光时按影像发生电荷转移而存留静电潜影，经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。

随着现代工业生产的发展，静电放电造成的危害被越来越多的关注和研究。

静电的危害很多，它的第一种危害来源于带电体的互相作用。

在印刷厂里，纸页之间的静电会使纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦;在制药厂里。

由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低。

静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。

漆黑的夜晚，人们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“叭叭”的响声，这对人体基本无害。

在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废。

静电放电时会产生电磁辐射，过大的电压和电流，对于静电敏感级度低的产品，他能导致其自身内部绝缘层的击穿。

而且，对电子设备、电子产品也会造成干扰而导致误动作，从而导致元器件的内部烧伤或短路。

4 静电敏感产品的分级

静电敏感度是为定量描述不同元件的相对敏感程度进行敏感度分类。

敏感层次分为多层次是为制定先进的ESD防护措施提供原始资料，这些措施用于对更敏感器件的广泛的防护。

大部分敏感度试验都是以人体模型为根据以便使得结果与其它模型相关。

根据国家标准《电子产品防静电放电控制大纲》的分级方法：静电敏感度介于0～V的元器件为1级;介于～3999V的元器件为2级;介于4000～15999V的为3级;静电敏感度为16000V或16000V以上的元器件、组件和设备被认为是非静电敏感产品。

一般所指的电子产品的防静电保护是针对1、2级敏感产品，在电子产品中所使用的薄膜电阻、半导体器件等一般都是静电敏感元件，使用中要选择最合适的静电敏感产品，选用恰当。

静电与静电防护措施探究 第3篇

关键词：静电,静电防护,实验室

1 静电的概念

静电, 顾名思义, 就是指的静止的、不流动的电荷。我们知道物质都是由原子构成的。原子分为原子核和核外电子, 电子环绕原子核做高速圆周运动。原子核带正电, 核外电子带负电。在一般情况下, 原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷数量相等。所以对外不显电性。但在受到外力作用时, 这种平衡有可能被打破, 此时电子脱离原子核束缚而显负电性, 而原子因为失去电子显正电性。当这种只带一个极性的电荷积聚在某个物体上时就形成静电。电荷有正、负两种电荷。那么静电现象也就分为正静电和负静电。随着静电的增加, 静电在其周围形成静电场, 当静电电场的能量增加到一定范围后, 就能击穿其介质而对外放电。比如是我们日常见到火花放电现象, 人体容易带上静电, 当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。冬天空气干燥的夜晚当人脱下化纤一类衣服时, 能看到火花和听到响声, 这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。

2 静电的产生

静电主要是由以下几种方式产生, 1) 摩擦, 因不同材料的物体接触后再分离, 由于不同原子核对电子的束缚能力不同, 当两种不同材料物质接触或者摩擦时, 外围电子将转移到束缚能力大的一方, 导致一材料带正电, 另一材料带负电。2) 传导, 因为在导体而言, 电子能在他的表面自由移动。当与带电体接触时, 电子会从发生电荷转移, 导致两者电荷平衡, 从而形成静电现象。3) 感应, 这里的感应是指邻近电场的感应, 对于导体, 电子在导电材料表面自由移动, 若将该导体放置在另一个静电场中, 由于同性电荷相互排斥, 异性电荷相互吸引, 正、负离子就会发生转移, 该导体因静电场感应导致正、负电荷不平衡而形成带电。

一般情况下, 电导率越小的非导体越容易产生静电, 此时产生的静电荷不容易排出。其泄露时间能达到秒、时、日数量级。而对于导体, 即使产生静电也能由导体对外排出电荷。若导体外壳与大地等绝缘, 此时导体上也能静电带电。另外, 湿度对静电产生的作用也很大, 湿度为10%～20%时产生的静电比湿度为70%～90%时要强8-40倍。

3 静电的利用和危害

利用静电感应、高压静电场的气体放电等效应和原理, 实现多种加工工艺和加工设备。在电力、机械、轻工、纺织、航空航天以及高技术领域有着广泛的应用。人们利用静电吸尘的原理制造出吸尘器。它是利用静电场的作用, 使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附, 并将尘粒从烟气中分离出来而将其去除。这是静电应用的主要方面, 可用于各种工厂的烟气除尘。利用物体容易产生静电的基本原理制造的复印机, 它是利用光电导敏感材料在曝光时按影像发生电荷转移而存留静电潜影, 经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。

随着现代工业生产的发展, 静电放电造成的危害被越来越多的关注和研究。静电的危害很多, 它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在印刷厂里, 纸页之间的静电会使纸页粘合在一起, 难以分开, 给印刷带来麻烦;在制药厂里。由于静电吸引尘埃, 会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污, 形成一层尘埃的薄膜, 使图像的清晰程度和亮度降低。静电的第二大危害, 是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚, 人们脱尼龙、毛料衣服时, 会发出火花和“叭叭”的响声, 这对人体基本无害。在煤矿, 则会引起瓦斯爆炸, 会导致工人死伤, 矿井报废。静电放电时会产生电磁辐射, 过大的电压和电流, 对于静电敏感级度低的产品, 他能导致其自身内部绝缘层的击穿。而且, 对电子设备、电子产品也会造成干扰而导致误动作, 从而导致元器件的内部烧伤或短路。

4 静电敏感产品的分级

静电敏感度是为定量描述不同元件的相对敏感程度进行敏感度分类。敏感层次分为多层次是为制定先进的ESD防护措施提供原始资料, 这些措施用于对更敏感器件的广泛的防护。大部分敏感度试验都是以人体模型为根据以便使得结果与其它模型相关。根据国家标准《电子产品防静电放电控制大纲》的分级方法:静电敏感度介于0～1999V的元器件为1级;介于2000～3999V的元器件为2级;介于4000～15999V的为3级;静电敏感度为16000V或16000V以上的元器件、组件和设备被认为是非静电敏感产品。一般所指的电子产品的防静电保护是针对1、2级敏感产品, 在电子产品中所使用的薄膜电阻、半导体器件等一般都是静电敏感元件, 使用中要选择最合适的静电敏感产品, 选用恰当。为提供静电防护提供依据。

5 静电防护措施

在电子产品的操做中, 要进行静电防护, 首先要降低静电产生的可能性。尽可能的减少物体之间的相互摩擦。尽量不要让物体间频繁的接触或者分离。保持物体整洁, 静电也不容易产生。对于带电的导体或者其绝缘的部分, 可以采取金属屏蔽措施。对于较大的机器、设备来说, 保护接地是防止静电作用的最有效的办法。然而, 物体表面产生静电是不可避免的事情, 不管物体是由于接触、传导产生静电, 或者是感应产生的静电。消除静电的方法一般包含: (1) 在电子器件内加入保护性线路, 这种方法在高集成、高密度的集成电路中不易实现, 且保护电路会对原电路造成干扰; (2) 安装静电控制设备, 此方法被广泛采用。最常见的是保护接地, 将人体上的静电通过导体接地泄露给大地。手腕带是最常用的接地装置。手腕带将安全且有效地排走人身体上的静电荷, 合理地发挥一个手腕带的作用需要合理地接触皮肤。一个脏的或松的手腕带可能保留着漏走的静电荷, 使防静电控制失效皮肤干燥的工人必须擦拭防静电润手霜, 使人体与手腕带之间达到更好释放静电的路径。导电的鞋类或脚接地可以被使用或补充手腕带不足。接地还包括工作台面接地, 对接触大规模集成电路和敏感器件的工作台, 一般铺一层静电橡胶, 静电橡胶与防静电接地线相连以起到静电防护的作用。实验室静电保护还包括测量工具接地、防静电板接地, 在计算机房实验室中, 安全区内的地面应铺设防静电橡胶, 泄露人体静电和防止摩擦等原因产生的静电。每块防静电板要有两个以上接地点以保证连接可靠。铺设完毕后用电阻仪测量对地电阻是否正常。采用静电屏蔽措施, 静电敏感元件工作在静电场区域中时, 用静电屏蔽袋保护敏感元器件不受静电场力的作用。

静电受环境的影响很大。实验室中要有防静电工作台、防静电电烙铁、台垫, 再要求较高的实验室中, 还必须地面铺设防静电地坪, 对于操作人员应穿戴防静电工作服。防静电服。整个实验室湿度控制要合适, 一般应大于65%, 并适当的将室内温度提高。

6 静电防护的管理

实验室操作过程而言, 应编写具体操作规范来确保静电保护有效实施。无关人员不得随意进入实验室, 对所用的材料、工具等装进防静电塑料袋保存。

7 结束语

综上所述, 防静电是个重要的工作, 只有做好电子产品各个环节的静电防护工作, 才能将静电的危害性降到最低。我们应充分认识到静电的危害, 并重视静电防护的研究、探索和实际应用。

参考文献

油品静电产生机理及其防护技术 第4篇

上海海事大学,电磁场与微波技术专业

摘要：本文综合国内外有关石油静电的研究成果，论述了油品在生产、储存、运输过程中静电的起电机理，给出油品注入各类容器时静电起电方程，指出气相间放电现象及类型，最后讨论了油品静电隐患的一些防护措施。

关键词：油品静电起电机理；静电起电方程；气相间放电；防护措施

The Electrostatic Generation Mechanism and Protection Technology of Oil Abstract: This article comprehensive domestic and foreign oil electrostatic research results, discusses the generation mechanism of oil in the the progress of production, storage and transport.An equation of static electrification is presented for the oil injected into various types of containers, pointe out that the phenomenon and type of discharge phenomena and finally discusses some of the oil electrostatic hazard precautions.Key word: Electrostatic electrification mechanism;static electricity equation;gas phase discharge;preventive measure

0.引言

石油产品中，汽油、煤油、柴油属于易燃油品，系非导电性物质，其体积电阻通常在10111015m范围之内。具有这样高绝缘性的易燃油品，在其生产、贮运、加注、使

用的诸工序中，极易产生静电荷。由于静电荷的释放速度相当慢，当静电荷积聚到一定程度时，便会产生静电火花，点燃爆炸性混合气，酿成重大的灾害事故。由于石油静电问题，国际上油轮、油库，汽车、油槽车等爆炸事故很多。我国石油系统，自1968年一1986年近20年间发生的静电灾害事故就有18起之多[1]。本文将主要针对石油制品，探讨其静电产生机理以及防护措施。1.油品静电起电机理

两种物质的相互摩擦是产生静电的一种特殊方式，但不是唯一方式。除摩擦外，当两种不同物质紧密接触后再分离、物质受热或受压、物质发生电解或其他带电体的感应等，均可产生电荷。固—液相间、液—气相间、互不相容液相之间由于流动、搅拌、沉降、过滤、冲刷、喷射、飞溅、剧烈晃动以及发泡等接触分离的相对运动，均会在介质中产生静电[2]。

带电油品进入油罐后，油品静电通过静电感应将在油罐内外两壁产生感应电荷，如图1所示。如果油品带正电，则在油罐内壁产生大小与油品电荷相同、性质相反的负电荷，油罐外壁产生正电荷，大小则根据油罐外壁绝缘性质确定，若罐外壁与大地完全绝缘，则与油品内电荷相等。油罐内油品电荷和油罐内壁电荷相互吸引束缚，若遇火花促发物，则会发生火灾爆炸事故，油罐外壁为自由电荷，可以通过静电接地直接导入大地。

图1 油品进罐后电荷分布

2.油品注入容器时静电起电方程

油品属非导电性液体.它的起电方式主要是摩擦分离起电.液体在起电的同时还伴有电荷的泄漏，其起电方程为[3]：

dQ(QsQ)Q

dt

（1）

式中Qs为不计泄漏时的饱和带电量，为起电系数，为泄漏系数。在油品注入金属容器时，存在三种泄漏途径，可令泄漏系数；

123，其中，1为通过接地导线导向大地的2为通过跨接导线导向周围不等电位物体(比加输油管)的泄漏系数；3为通过空气的泄漏系数，当空气击穿时，泄漏表现为气体放电形式。

351010 金属容器是导体。人的阻抗在欧姆之间。对静电而言，也相当于导体(静电导体)，其起电方式主要是感应起电，应满足高斯定理：

QsDds

（2）

D其中为电位移矢量，J为体电流密度。以上(1)(2)两式即为油品注入容器时的静电起电方程。

对(1)式积分可得油品中电荷聚散规律为：

Q(t)

Qs(1e()t)Qm(1et/)

（3）

Qm式中Qs为油品最大带电量，1 称为弛豫时间。

QQ0且

考虑起电停止后未发生气体放电时油品中电荷的泄漏过程，即

30。在容器内作包围油品任一闭合面，泄漏电流：

因为

其中方程：

dQIjdsdts

（4）

D0rE

JE

0和r分别为真空和相对介电系数，为油品电导率。与(2)式联立可得电荷泄漏

QQ0et/

（5）



由于不同油品的12（6）

r值相差不大，而即使是同一种油品，由于杂质含量不同，电导率会有明显差异，因此，值几乎完全由决定。如对石油类制品，815油品，电导率由10S/m至10S/m。

r2.0，从原油至精制3.油罐中气相间的放电现象

当储罐内的油品带电时，就会对油品内或储罐内的气相空间产生电气作用。这种电气作用就是电场，其大小称为电场强度。这种电场和磁铁周围的磁场作用相类似，能吸引较轻的物体，引起放电现象。通常气相空间发生放电，会比油品内放电更容易引起灾害。

研究表明，储罐内油品发生的放电，按放电的发光形式来分类，大致可分为电晕放电、刷形放电和火花放电三种[4]：

（1）电晕放电是在曲率半径小的突起部份或棱角的地方发生的伴有微弱发光的放电，此种放电能量比较小，如图2所示。（2）刷形放电是在形状比较园滑的对置电极与带电油面间发生的，并伴有兰白色发光和破坏声响的树枝状放电。此种放电不够集中，所以在单位空间内释放的能量也较小，如图3所示。（3）火花放电是在平滑形状的对置电极和带电油面之间的距离接近时发生的，伴有线状强烈发光和破坏声响的放电。此种放电在瞬间内能量集中释放，因而危险性最大，如图4所示。

图2.电晕放电

图3 刷形放电

图4 火花放电

99%以上的能量在产生放电的气相空间会变成为热能而消耗掉。因此，气相空间达到爆炸混合浓度时，由于热能而使温度上升，结果引起燃烧反应，并发展到点火、爆炸，如果带电油品的放电能量超过可燃性混合气体的点火能量时，这种放电就会成为点火源，从而引起爆炸火灾。

4.油品静电隐患的防护措施

减少静电的产生，主要有以下几方面措施：(1）控制流速

已知油品在管道流动所产生的电流和电荷密度的饱和值与油品流速的二次方成正比，可见控制流速是减少静电产生的一种有效方法。可燃和易燃油品的电阻率各不相同，而其允许流速与电阻率有十分密切的关系。因此，有的国家根据油品的电阻率限制允许流速，其推荐值如下[5]：电阻率 105m时，允许流速10m/ s；电阻率105109m时，允许流速 5m/ s；电阻率109m时，允许流速1.2m/ s 总之在确定流速时，不仅要考虑管道的直径，还要考虑油品的性质 所含杂质的数量和成分，管道的材质等各种因素的影响。

（2）控制加油方式

油罐从顶部喷溅装油时，油品必然要冲击罐内油品，使静电量急剧增加。如某厂对500m油罐试验时，将柴油以2.6m/ s的速度从顶部喷溅，5分钟后，罐内油面电位从190V升到7000V。若改用从罐底（流速相同）注油，油面电位下降到2000V。另外，顶部注油还会使油面电荷较为集中，容易发生静电放电[6]。（3）防止不同的油品相混合及防止油品含水和空气

油品中含水5% 10%时，会使起电效应增大10倍50倍。另一类危险是混油现象，当向汽油或其他轻油容器底注入重油，由此引起的事故在油库和炼油厂多有发生。原因是轻

质油为低蒸汽压油品，其闪点都在38C 以上，在正常情况下，在低于其闪点温度下输送3不会有火灾危险。但是，如果将这种油品注入装有低闪点油品的容器中，重油会吸收轻质油的蒸汽而减少容器内气体空间混合气中油蒸汽的浓度，使得未充满液体的空间由原来充满轻质油气体（超过爆炸上限）转变成合乎爆炸浓度的油蒸汽和空气的混合气体，所以为安全和保证油品质量，必须防止不同油品相混合[7]。（4）进行有效的防静电接地

油罐管道、过滤器鹤管、装卸平台等防静电设备的有效接地，电阻值应满足要求：接地导线30m以下着不大于10，超过30m者不大于5，单独导出静电装置的接地回路电阻不大于100。

5.结束语

静电的存在非常隐蔽和抽象，事故前不易发觉，一旦发生静电事故，后果十分严重。我们必须充分根据静电产生的机理，采取行之有效的防护措施，以减少和控制静电事故的发生。同时，由于静电研究涉及的问题很多，机理复杂，特别是各种突然干扰的因素较多，其理论认识和实际措施都远非准确完善，大量的研究工作还有待于进一步去做。参考文献：

静电防护接地系统实施 第5篇

静电是一种客观存在的自然现象,一种自然存在的物质,没有办法阻止它产生。所谓防静电,并不是防止静电的产生,而是避免电荷的聚集,使静电通过理想的方式、安全的速度泄放掉。

1 静电的物理特征

静电——由于接触、摩擦,在物体(包括人体)表面产生过剩或不足的相对静止不动的电荷,是一种电能,它留存于物体表面,是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。其特点是高电位、低电量,极小的电流以及作用时间短,受环境条件特别是湿度的影响较大。静电测量时复现性差,瞬态现象多等。因此,人们只能从一些特殊效果中才能感觉到静电的存在。

2 静电危害

静电所带来的危害是通过静电释放(ESD)所产生的。两个具有不同静电电位的物体,由于直接接触或静电场感应引起的两物体间的静电电荷快速转移的现象即为。

产生静电的方式很多,无论哪种起电方式,产生的静电电压都在几千伏乃至上万伏,是ESD的重要来源且不易察觉。这几千伏乃至上万伏的静电在瞬间放电时释放的能量可达几十瓦,足以将芯片微区烧毁或击穿SO2膜。

3 静电防护措施

由于ESD复现性差,瞬态现象多,所表现出来的破坏并无明显证据,人们往往忽视ESD所带来的危害,但从经验上,可从采取静电防护措施前后的合格率来显示效果,或把产品解剖,观察其破坏形式来认识ESD的危害性。防静电工作区(EPA)内选用各种防静电材料,通过接地系统将静电泄放掉,从而达到防静电目的。

3.1 墙壁、天花板

EPA内墙壁、天花板应选用静电耗散材料制作、施工,并采取接地措施。如选用石膏、石灰等材料,只要其摩擦起电电压不大于该级EPA允许的对地静电电位值既可使用,但不允许使用普通塑料或壁纸。门、窗也应按国家标准选用防静电材料。

3.2 防静电工作台

防静电工作台是EPA基本组成部分,它由工作台、防静电桌垫、腕带电缆插孔和接地系统组成。防静电桌垫结构分为两层,上层为约0.5mm厚的耐高温、防火的三聚氰胺高压装饰层压板,属静电耗散型材料;里层为约1.5mm厚的刨花板或石墨型复合板,属导静电型材料,一般要求静电泄放至100V以下的时间小于1s,桌垫应良好接地。

ESDS器件安装调试工作台一般组成见图1。

为保证人体安全,防静电操作系统泄漏电流不超过5m A,为此,防静电桌垫、防静电腕带(一般串接1MR的电阻)、防静电地垫应软接地。通过选用导静电材料或静电耗散材料,使得图2中各部分的接地电阻R在1×106Ω~1×109Ω范围内。

3.3 防静电腕带

防静电腕带对地电阻由腕带内表面对电缆扣电阻和腕带连接电缆两端电阻组成,总的对地电阻为1×106Ω~1×109Ω,静电泄放至100V以下的时间小于0.1s。防静电工作台每个工位应有不少于两个腕带插孔,一个供操作人员使用,另一个供技术人员、检验人员或其他人员使用。腕带插孔附近应有EPA内接地连接点标记,标记颜色应为黄底黑图案,见图2中的E向视图所示。

3.4 防静电地板(垫)

地面是产生静电的主要来源之一,是EPA内防静电系统的重要环节。一般防静电地坪宜采用静电耗散材料,地板内应设置接地网络并良好接地。每一个独立的工作区地坪接地点不应少于两个。对于A级EPA,地坪应使用导静电型材料,此时电气设备的设置应符合人身安全有关规定。

地面静电防护方法有:1)铺防静电PVC贴面地板;2)铺防静电环氧自流坪;3)铺防静电高架地板。防静电地坪也可用含有导电成分(如渗碳)的瓷砖或水磨石,只要对地电阻满足1×106Ω~1×109Ω即可使用。

现代电子企业防静电地板(垫)主流方法是采用永久PVC贴面地板。此种地板导静电或静电耗散性能良好,耐酸碱、耐磨、防火,易清洁维护。安装方法为:在地面基础找平后涂导电胶,导电胶上用厚度0.05mm~00.1mm、宽30mm~40mm的紫铜箔铺设成正方形接地网络,其上再铺设永久PVC贴面地板。接地网络尺寸是地板尺寸的二分之一,如地板尺寸900mm×900mm时,铜箔网络中心尺寸450mm×450mm,即地板接缝处铺一条铜箔,地板边尺寸中间位置铺一条铜箔。

防静电地板(垫)铺设结构及接地系统见图3。

铺防静电环氧自流坪的前期处理方法与防静电地板方法一样,然后在铜箔上铺2mm~3mm厚的含有导电物质的环氧自流坪,其上涂防静电漆。

铺防静电高架地板的方法是:地面基础找平后布设金属框架网络,高度可调,以替代铜箔网络,其上铺PVC地板。金属框架中可布设线缆,防静电高架地板主要用于计算机房或通信机房。

3.5 接地系统

接地是指电气连接到能提供或接受大量电荷的物体。

EPA应具备满足其使用功能要求的防静电接地系统,通过大地电极接到大地。EPA内每个防静电装备的接地线应独立与接地系统连接,不允许多个防静电装备串联接地。EPA防静电接地系统包括人体的、地坪的、操作装置及仪器的防静电接地,地线不许接在电源零线上,不许和避雷接地系统共用一个接地极,且相距避雷接地极的距离大于20m。

TN-S系统(俗称三相五线制)中的保护地线可作为防静电地线,但对EPA,最好设置独立、可靠的接地系统,一般接地电阻不大于10Ω。EPA内的锡锅、成型机、插装机、波峰焊、贴片机、再流焊、清洗机及返修设备要求硬接地,用截面不小于22mm的黄/绿导线接到接地母线上,到接地母线接点电阻不大于0.1Ω,方法参考图3的I向视图,图中金属板换成连接片,连接片与导线压接。烙铁为硬接地,烙铁头对地电阻不大于2Ω。

3.5.1 防静电工作台接地

如图2所示。桌垫打孔,按下纽扣接头,在桌垫背面用紧固件将导线所带的连接片锁紧。22mm的接地导线按图示布设,与全部工位的腕带插孔线相连。

如是普通防静电工作台,接地导线另一端与连接片压接,再用紧固件固定在工作台金属桌腿上。这种地线接法工作台面的点对点电阻是满足要求的,但桌面对地电阻不能满足工程要求。因EPA内不宜将防静电地坪表面作为防静电工作台(桌)接地连接线,应有独立接地线,因此,22mm的接地导线的另一端从地面基础中预埋的管子穿入,从图3所示接地母线附近穿出,导线端压接连接片,母线上打孔,用蝶形螺母及紧固件将连接片固定在母线上,参见图3的I向视图。

3.5.2 防静电地板接地

防静电地板接地见图3。EPA户内接地母线与建筑物中预埋的接地母线铜钎焊,建筑物中预埋接地母线的另一端顺户外墙壁至地面,与图4中所示方案1、距户外墙壁约2M的垂直接地极铜钎焊。接地极为Φ50mm×2500mm0×6mm的热镀锌钢管,焊接处附近涂沥青保护。垂直接地极的接地电阻R按图5所示用摇表测试,测试极C2、P2均用Φ14 mm×350mm的钢钎。摇表120圈/分、匀速,也可用公式计算作参考。式中ρ为土壤电阻率,L为接地极长度,d为接地极直径。

图4中方案1的接地电阻经摇表测试,测试值为17Ω~23Ω,达不到要求。采用图4中的方案2,作人工接地井,紫铜板与紫铜带铜钎焊。1、3、5、7层为30%海盐和70%木炭(需捣碎)的混合物,2、4、6层为含5%海盐的细粘土(均重量比),每层均按填充300mm,夯实到200mm施工,最上面用回填土填平,用水浇透。此方案的接地电阻值为3Ω左右,以后每隔几年复测一次。

现在防静电材料制作水平及工艺有很大提升,如防静电服、鞋、手套、指套、帽、座椅和转运车等,均能满足EPA指标,并按SJ/T 10694标准测试,本文不再论述。

表1为EPA内主要计算指标。

4 结束语

EPA厂房一般都建在平原地区,土壤多为较好的粘土,土壤电阻率ρ一般在80~100,按图4中的方案1,接地电阻基本都能满足要求,并不严格要求小于10Ω。如果接地电阻测试值较大(大于20Ω),此时图4中方案1的接地极由1根改为由2根或3根组成,接地极相距大于5M,根据工程经验,接地电阻在7Ω~9Ω,在江南地区接地电阻可小于4Ω。

参考文献

[1]GJB3007A-2006[S].

[2]SJ/T1069-2006[S].

[3]QJ2711-1995[S].

[4]现代表面贴装资讯[J].2009,8(4).

浅谈静电危害防护管理 第6篇

1 静电管理探析

结合管理体系戴明环P, D, C, A法则, 建立有效的静电防控管理系统, 使其在运行中不断地得到完善和改进, 保持持续的有效性。

建立有效的静电防控管理系统, 要做到: (1) 制订防静电管理制度。制订的防静电管理制度必须贴合企业的实际, 具有可操作性, 能够有效指导企业进行防静电安全管理。 (2) 建立防静电技术文献档案。搜集关于静电技术、防静电技术标准方面的文献, 并从中筛选、识别符合企业相关技术标准和规范的内容, 整理归档, 使其成为指导企业防静电管理的技术依据。 (3) 编排重点部位、关键装置防静电作业指导书。在编排指导书时, 可以参考公司建立的防静电技术档案。 (4) 建立静电危害风险评价档案。结合企业的实际情况, 确定风险评价方法。常用的风险评价方法有安全检查表法 (SCA) 、预先风险分析法 (PHA) 、危险和可操作性研究 (HAZOP) 等。利用科学的方法对企业的人、机器设备、物料和现场环境等各个方面进行系统的风险分析和评价, 确定静电产生的部位、方式、危害程度和有效的防范措施, 并组织相关安全管理人员对风险评价的结果进行评审和确认, 最终形成防控静电风险评价档案。 (5) 加强专项培训和宣传。在培训中, 要对培训的时机、方式和内容进行合理化设置, 并严格按照安全培训的程序进行, 提高员工的防静电意识和技能。另外, 培训要讲究实效, 不能做简单的书本式培训, 而要理论联系实际, 可以通过在重点静电防护区域设置防静电警示标志、张贴防静电宣传挂图、静电作业指导书等形式, 使员工能更好地熟悉企业内部静电危害风险, 掌握防静电技术。

2 预防措施

2.1 提前预防措施

在风险分析评价的基础上对公司各环节的防静电安全进行整改, 主要包括以下几点: (1) 人体静电防护:注意防静电服、防静电鞋、防静电手套等劳动防护用品的配备和正确使用, 避免在人员的操作中产生静电;在关键区域的入口和危险工序中增设人体静电释放器。 (2) 设备静电防护:根据国标和行标的标准要求, 应在相应的设备上设置静电接地装置, 在关键部位要安装本安型静电接地报警器。 (3) 环境措施:结合企业的特点, 通过增湿、屏蔽等手段减少环境因素造成的静电产生。

2.2 效果的检查和确认

检查和确认防静电危害工作的效果是静电安全管理中的关键环节, 企业运营过程中对静电危害的检查和确认直接影响着静电危害管控的效果。静电防护措施只有时刻保持着有效状态, 才能保证静电危害检查的有效性。由于安全管理人员在日常检查中容易受到习惯性思维的干扰, 并没有对防静电的效果进行确认, 这给企业的安全管理带来了很大的隐患。以静电接地检查为例, 图1为常规接地夹的使用图示。

在日常检查中, 图1中所示的静电防护往往被认为是安全的, 于是工作人员在没有深入检查之前就下了合格的结论, 这给公司的安全管理埋下了很大的隐患。要完成正确的检查流程, 还需要对其进行深入的检查和确认, 例如确认1处的接地是否有破损、导线与接地端连接是否牢固;1处与2处之间的导线是否有破损、腐蚀等问题;2处导线与静电接地夹的连接是否牢固, 螺栓是否松动;3处的静电接地夹与设备连接点处是否有无污物, 连接是否有效等。任何一个部位出现破损或松动, 均可能导致静电大量集聚而发生静电安全事故。

对设备进行静电防护的检查和确认需要对其做全面、具体的专项检查, 企业可以使用点检表的形式对设备进行检查、确认, 列出检查的部位、防静电设施、检查内容等项目, 有效避免出现人为因素造成的漏项。

2.3 定期检查和识别

根据戴明环管理法则, 在企业的静电防护中, 需要根据平时的静电防护检查结果对静电危进行进一步的控制。在这个过程中, 要对有效的措施进行完善和应用, 对存在缺陷或不完善的环节进行纠正, 并制订有效的措施, 使静电危害防护管理工作进入良性循环的轨道。

3 结束语

企业在进行静电危害防护时, 安全管理人员必须协调技术与管理二者之间的关系, 将静电防控技术与静电防控管理工作结合起来, 让技术作为企业防控静电危害的依据和标准, 同时通过强有力的管理手段、系统科学的管理方法使各项防控技术得到有效的实施, 最终达到防控静电危害的目标。

参考文献

浅谈机房的静电防护 第7篇

关键词：有线电视,机房,静电防护

随着电子信息技术的发展, 有线电视机房数字设备日益增多, 对机房静电防护的要求越来越高。因此, 分析静电的危害及其故障特性, 将其危害降到最低限度是一个重要课题。

1 静电、静电产生及静电放电

静电是电子在物体内或者在物体之间移动 (包括极化和传导) 的结果。随载体不同, 静电有粉尘静电、气体静电、人体静电等种类。静电产生的原因包括摩擦生电、感应带电、容性起电。静电产生受环境温湿度、材料介质及其表面等诸多因素的影响。静电放电指: (1) 不同静电电位的物体在相互接触时的静电荷转移, 或相互靠近时由于静电感应引起的静电荷重新分布; (2) 携带静电物体使附近物质电离, 伴随产生声、光的现象。

1.1 摩擦生电

当物体、空气、绝缘材料相互摩擦, 或绝缘物体相互接触后分开、彼此碰撞时会产生静电。有线电视机房中有相当多设备外壳为高绝缘的工程塑料制成, 多采用空气强制冷却方式散热, 流动空气与设备内部构件和外壳不断摩擦, 使设备积累较多静电, 工作服、桌凳的橡胶构件在移动过程中产生的静电可高达数千伏, 甚至几万伏。

1.2 感应带电

静电感应指物体在静电场的作用下发生的电荷再分布现象。携带强静电的人体走进设备, 或感应雷通过电源线、室外天线等馈入, 都会使有线电视机房设备产生静电。

1.3 容性起电

已经携带静电的不同物体或者人体在与另一物体靠近、分离时, 随其距离的变化, 系统电容发生改变, 由Q=CV可知, 携带一定电量的物体或人体上的静电电位将发生变化, 这将导致集成块等微电子器件损坏。

2 静电的危害

静电对有线电视机房的影响主要表现在如下几个方面。

2.1 静电放电时产生的瞬时干扰脉冲以及接触部分产生的电磁波会给信号以辐射噪声

静电放电引起的静电噪声频率在兆赫兹至吉赫兹范围, 覆盖了有线电视的工作频段, 是有线电视信号的干扰源之一。此外, 静电噪声将影响网络上传输的数据流, 影响广电网络上数字通信的实现, 也将引起机房内计算机、播控设备等静电敏感设备误动作。

2.2 高静电电压和静电放电可能损坏机房内各种设备

计算机及接收、播出设备等大多由大规模集成电路和各种MOS场效应晶体管构成, 而以MOSFET为输入极的电路其器件的输入阻抗极高, MOSFET的栅极与其他极间的绝缘电阻高达1012Ω以上, 很容易受静电感应而积累静电荷, 微量的静电荷就会形成高压, 虽然使用了各种保护电路, 但过高的静电压仍可使其损坏, 轻者造成电路的误触发, 重者引起器件烧毁甚至引起火灾。

2.3 高强度静电积累及静电放电对播出监控设备也有明显影响

目前, 监控设备通常用阴极射线管显示设备, 其外壳静电积累可以高达1000V以上, 这种高强度的静电场将干扰电子束的运动, 引起图像紊乱。

油品储运场所静电防护研究 第8篇

2500年前左右, 古希腊哲学家塔勒斯 (公元前640-546) 在研究天然磁石的磁性时发现用丝绸、法兰绒摩擦琥珀之后也有类似于磁石吸引轻小物体的性质。塔勒斯成为历史记载的第一位静电实验者[1]。静电现象早已被人们熟知, 有时用及其简单的方法也能对它进行某种程度的测量, 它的存在往往容易被人忽略。

随着工业的发展, 静电问题给各个行业带来了很大麻烦, 并引起了人们关注, 譬如, 静电问题一直威胁着石油安全储运。事实上碳氢化合物和其他低电导率的油品一样, 在其生产、运输、贮存、使用等诸工序中常常伴有摩擦、冲击、碰撞、挤压、喷射、过滤、剥离等一系列接触分离现象[2], 导致静电电荷不断的产生, 积累乃至放电, 酿成火灾、爆炸事故, 给石化造成不可估量的损失。

我国近年来在石化企业曾发生多起较大的静电事故, 其中损失达百万元以上的就有数起。例如, 海门油库在接卸油时发生爆炸, 油库主任被炸飞, 当场死亡, 重伤一人, 过火面积3000平方米, 直接损失70万余元。大连石化公司添加剂车间发生的重大静电火灾爆炸事故, 山东某石化公司的胶渣罐, 抚顺某石化公司的航煤罐等都因静电造成了严重火灾、爆炸事故。

安全生产的需要为科学技术进步提供了强大动力。在上个世纪50年代开始许多科学家做了大量的研究, 总结出了一套预防静电的安全措施, 取得了较好的效果, 然而静电涉及到的问题面广, 偶发性因素较多, 导致油品静电事故时有发生。到现阶段为止, 我们对静电采用的方法也还是以防治为主, 我国在管道油品静电积聚情况方面的研究主要还是停留在定性分析上, 相关参数对油品静电的积聚影响不是很明确。

2. 历史状况概述

十九世纪以来对静电的研究日益广泛, 1879年赫尔霍姆提出静电的偶电层理论后推动了静电研究的发展, 在20世纪五六十年代时, 许多工业发达的国家开始对管线油流带电情况经行了研究, 到七十年代时已取得初步的成果, 研究人员借助各种各样的实验装置对油流带电现象进行了广泛的研究, 许多实验方法、实验成果和油流带电的数学物理模型通过学术会议, 期刊论文的形式得到了广泛的交流和传播。

我国对于油品静电的研究起步相对较晚, 在20世纪60年代左右开始了一些静电研究工作, 在后续的二十年里, 由于输油过程中事故的频繁出现促使人们开始研究抗静电添加剂、静电消除器、静电测试仪等。到了90年代, 随着变压器容量和等级的增加, 变压器油的事故不断的发生, 人们又开始加紧研究变压器油道内的静电问题, 在这个方面研究得比较多是中国电力科学院、华北电力大学、清华大学等科研院所。

但是无论是管线油流静电问题还是变压器静电问题都还停留在实验研究和经验积累阶段, 关于某一个因素对于静电积累影响的精确测量和计算文献尚属少见。在文献[3]中也提到油品的温度、速度对于油品静电积聚的影响, 其研究和实验方法值得借鉴, 但该实验室是在外加交流电场的情况下对于油纸界面的油流静电进行的研究, 这与输油管道的情况还是具有较大的差别。

3. 油流的起电机理

在管道输送的过程中, 油品的流动使得固/液界面附近的双电层内的电荷发生分离, 经过电荷的迁移、积累和消散等过程, 最后达到静电的动态平衡, 这就是油流带电的宏观过程。然而油流带电微观过程却是一个很复杂的过程, 尽管各国的学者在这方面做了几十年的研究, 可是到目前为止对于油流起电的微观机理并没有形成共识, 所以很多学者提出了诸多不同的理论, 基于这些理论的机理模型建立的数学物理模型也是多种多样, 目前主要有几种比较典型的起电机理。

Gavis J等人认为油在管道中的流动使得固/液界面形成扩散层, 而油中的负离子在固/液界面能对管壁发生基于氧化还原反应的放电作用, 这就会导致界面处的负离子浓度降低, 在液体内部形成负离子的浓度梯度, 从而使得大量的负离子在浓度差扩散力的推动下从油的内部不断地越过扩散层达到界面并对界面放电, 最后油中的正离子过剩使得油品带正电, 管壁表面带负电。

Chen和Touchard应用化学腐蚀机理解释油流的起电过程[4,5], 油中存在的微量杂质离解为正、负离子, 当油品和管壁接触时, 由于管壁材料对油中的不同极性的电荷具有不同的吸附作用, 使得一种符号的电荷被吸附在管壁上, 被吸附在管壁上的电荷将会发生基于氧化还原反应的电荷转移, 被消耗的电荷将在固/液界面形成一电流, 而另一极性的电荷将留在油品中, 这样油品就带上了电, 随着油品的流动形成冲流电流。

3.1 液体双电层理论

洁净的油品产生的静电很少, 然而在输送油品过程中不可避免地混进一些杂质, 而这些杂质可以解离为正负自由离子, 这就是静电产生的根源[2]。输送油品的过程中不论是在非金属还是金属管道中, 油品流动时会在管壁上形成双电层。双电层的产生是液体中正负离子移动的结果, 简单的来说就是其中一种极性的离子紧紧吸附在固体表面上, 使固体带有电荷, 另一种极性的电荷过多地存在于液体中, 从而使液体带有相反的电荷, 如图1所示。

固液界面处双电层的形成是一个复杂的物理化学过程, 其中人们用很多模型来解释这种现象。较早的模型是在1904年由佩兰 (J.Perrin) 提出, 现在比较被人们所接受的模型是1924年斯特恩 (O.Stern) 改进的模型。1976年阿达姆松 (Adamson) 对双电层进行了数学处理, 提出了扩散层厚度的概念, 这个厚度被称之为德拜长度 (Debye length) 。双电层的组成结构如图1所示, 分别是紧贴在管壁上电荷单一的是紧密层 (compact layer) 和电荷稀疏的扩散层 (diffuse layer) 。油品在流动时, 容易将扩散层内的电荷带走, 形成冲流电流 (streaming current) , 而沿管壁流向大地的电流叫做逸散电流 (relaxation current) 。

3.2 双电层的形成机理

固液两相界面的双电层是一个复杂的物理化学过程, 不同的研究员对此有着不同的理解, 总的来说比较为人们所接受的理论有Touchard的腐蚀机理。Touchard应用电化学腐蚀机理来解释油流起电过程。油品中的微量杂质可以电离成为正、负电荷。

当液体的油品和管壁相接触时, 固体材料对油中不同电荷的吸附能力大小不同, 使得某一种电荷过多地吸附在管壁上, 而液体中滞留另一种极性相反的电荷。吸附的电荷和管壁材料将会发生氧化还原反应, 在反应中实现电荷的转移, 而另一种符号的电荷积聚在油内可以随着油品的流动形成冲流电流。

4. 油品静电的来源

4.1 摩擦起电

油品在流动时与管壁接触分离的过程中, 由于一种电荷“牢牢”地束缚在管壁上, 而另一种电荷留在油品内使得油品带电。油品在经过泵和过滤器时, 由于固液两相接触分离激烈, 这些设备是静电产生的重点区域。例如管道内的精密过滤器会使得油品内的静电产生量增加10~200倍, 因为过滤器具有很大的表面积, 油品流经过滤器相当与很大面积的界面摩擦产生大量的静电。

在实验中还发现不同材质的滤芯产生的静电电荷量和静电的极性不同, 通过选择合适的材料做滤芯可以在一定程度上控制静电的产生, 所以摩擦起电的多少与油品接触的材料有关。与光滑的管壁相比, 管壁粗燥的管道输送油品所产生的静电电荷更多, 这是因为粗燥的管壁上层流层被破坏, 加剧了油品自身摩擦而产生静电电荷。

4.2 水滴或杂质的沉降起电

微量的水和杂质可以使油品内的电荷极大地升高, 在油罐内部当水滴杂质和油品做相对运动时, 带走了自身吸附的电荷, 使得油品带上异号电荷。油品的含水和杂质的多少对油品起点性能有加大的影响。

4.3 油品的喷溅起电

油品从管道喷射出来液体快速离开管壁时, 油品将双电层中的扩散层中的电荷大量地带走, 从而引起异号电荷在喷嘴处的积聚。油品喷溅的剧烈程度与静电起电性能直接相关, 喷溅越剧烈, 所产生的静电就越多。

5. 防护措施

油料场所防静电主要措施包括:减少静电的产生, 加速静电的泄放;防止静电的积聚, 防止爆炸性气体的形成, 防止人体带电等几种方法。

5.1 减少静电产生的措施

减少油品静电的产生, 这是防止发生静电事故的源头, 减少油品静电的产生应从控制油品的流速、改进灌装的方式、防止不同闪电的油料混合机避免杂质、流经过滤器后的油品有足够长的时间来泄流、防止油料中混入水分、减少管路弯头和阀门、选择合适的鹤管来进行收发油等方面来考虑。

5.2 防止静电积聚设计

在防止静电积聚这一环节即是对已产生的静电进行消除和释放掉, 避免发生不可控制的放电现象击穿腐蚀或击穿管道, 易燃油蒸汽引发火灾或者爆炸等安全事故, 所以如减少静电事故采取以下措施:对设备设施进行接地和跨接, 在管路上安装消静电器和静电缓和器。

5.3 抑制爆炸性气体的形成

由于油品具有挥发性, 其所产生油蒸汽与空气混合后就会形成可燃性混合气体。混合性气体浓度只有在一定的条件下才会发生爆炸事故, 低于混合气体的爆炸下限或高于混合气体的爆炸上限都不会引起爆炸。因此应加强通风或采用通风装置及时排除可燃性气体, 使其浓度低于着火爆炸范围以下, 以防止静电火灾事故的发生。

对于储罐可采用惰性气体防止可燃性混合气体的形成。例如前苏联的图144超音速客机和英美等国的军用飞机, 为了防止油箱燃料发生静电事故, 就在油箱的蒸汽空间注入惰性气体阻隔氧气, 抑制可燃性混合气体的形成。

另外对于固定的储罐还可以采用浮顶罐来消除油罐浮盘以下的空间, 且在罐顶安装呼吸阀等都能有效地减少空气的进入, 抑制可燃性混合气体的形成。

5.4 人体防静电要求

预防人体静电的危害, 必须加强对作业区的管理, 如美军对油料加注操作人员的服装有严格要求和规定, 凡是能摩擦起电的物料都不能使用, 并且禁止在现场更换衣服。

我国也要求进入油库等危险爆炸场所的人员必须穿着防静电服或棉布工作服以及防静电鞋, 工作现场严禁梳理头发和拍打衣物。在危险爆炸场所入口应设立静电接地桩, 每个进入危险爆炸场所的人员都必须触摸静电接地桩以排出体内积聚的静电, 危险爆炸场所的地面应为导电性地面。

6. 小结

静电安全涉及的领域涵盖了石油天然气、电力 (变电站绝缘油品的带电失效) 、微电子 (静电放电) 等学科, 每年因静电事故给生产带来的损失多达上亿元, 而且一些灾难性的事故会给人民群众的生命财产安全造成很大的损失, 虽然静电看不见摸不着, 但是只要对其有足够深刻的认识就可以根据这些规律采取防范措施以有效地提高安全水平。可见, 对静电的研究不但具有基础性, 而且还能直接提高这些行业的静电安全性。

参考文献

[1]叶如格.石油静电, 石油工业出版社, 1983:1~200.

[2]孙可平.工业静电, 中国石化出版社, 1994:200~300

[3]罗宏昌.静电灾害及其分析, 人民交通出版社, 1988:6~12.

[4]涂愈明.超高压变压器油流静电带电的计算模型及实验研究.清华大学硕士学位论文, 1998.

[5]Touchard G.Streaming currents developed in laminar and turbulent flow through a pipe.Journal of electrostatics, 1978, 5:463~476.

广播电视机房静电的防护 第9篇

1 静电和静电现象

1.1 静电

静电, 可以通过电场直接做功, 它是通过静电荷不断积聚的方式, 通过能量转化实现静电作用, 这种能量可以是光, 可以是声, 也可以是热能。产生静电现象的原因有很多种, 比如电场感应造成的静电, 或者物体之间的相互摩擦等, 都会让这种物理现象发生。

1.2 静电现象

1.2.1 自然界中产生的静电现象

在大自然中我们经常可以发现静电现象, 最普通的就是闪电现象, 这是由于云层之间的相互摩擦产生的放电现象, 除此之外还有风沙带来的放电, 冰雪的放电, 烟尘摩擦的放电, 甚至气流等, 因此可以说, 自然界中的静电现象是无处不在的。

1.2.2 电子工业中产生的静电现象

在生产电子产品的企业中, 由于电子产品的零件都非常小, 因此相互堆积摩擦就更加容易造成静电, 而这种静电对于电子零件是具有破坏作用的, 而带来这种静电的途径可以是人体自身带电摩擦产生的, 或者零件之间相互摩擦产生, 或者电能感应等。

1.2.3 日常生活中的静电现象

我们就生活在这样一个充满静电的世界里, 在生活中每天都可以感受到静电现象, 比如我们在梳头时, 由于头发干燥, 梳子好像吸着头发;或者我们在脱衣服时, 可以听到噼里啪啦的静电声, 在夜晚甚至可以看到火花, 或者某些材质的衣服在相互碰撞摩擦时我们也可以看到火花, 还有人体指尖带电的现象。

2 静电的危害

2.1 产品的危害

在日常生活中, 我们时常接触电视, 而电视中的很多元器件都是非常敏感的, 而这些元器件在聚集在一起的时候就会产生大量电荷, 电荷之间摩擦就会产生强静电, 这些静电就会对电视内的仪表器和集成器造成危害甚至是严重破坏, 电视内的元器件有很多, 比如薄膜电阻器、电容耦合器件、片式电阻器压、半导体材料等都是属于高分子物质的呆料, 他们之间产生的静电电位有可能成千上万伏, 这样高的静电会让空气中的灰尘吸附到这些元器件上, 会让元器件产生数据传输错误、逻辑错误、数据丢失等问题, 对电视广播内的仪表器造成破坏。

而对于值机的问题, 由于我们人体自身携带近点, 因此在接触元器件的时候, 就会将静电带给元器件和电子设备, 然后对设备产生间接的危害。还有一些线性电路也会出现这样的问题, 比如MOS管、TTL等, 这些小元器件受到一点干扰就会出现细微的不容易察觉的变化, 让他们的工作性能受到干扰甚至是破坏。

2.2 安全危害

还有一些会给设备带来安全隐患, 对于广播电视的机房来说, 人员和设备的安全是非常重要的, 因此重视静电干扰问题, 保护人员和设备的安全对于做好广播电视机房的管理工作来说非常重要。

在一定的条件下静电可能引起燃烧和爆炸。而静电是我们常常看不见摸不着的, 一般的小静电我们人甚至都感受不到, 而只有对于产生火花或者身体的轻微麻痛才能感受到, 而这种静电可能会给机房设备带来严重的危害, 轻则会干扰信号, 影响数据传输, 重则可能让设备停止运转甚至有损坏的危险。

3 静电的防护

3.1 防止静电的产生

3.1.1 控制机房环境

在机房内, 静电是对于设备信号干扰的主要因素, 因为静电的产生主要就是由于磁场的摩擦导致的, 而要想有效避免这种问题的产生就必须从湿度、温度、灰尘上注意控制。第一, 注意控制湿度, 对于一些不易生锈腐蚀的设备和元器件来说, 要尽可能增加室内的湿度, 最好在机房内放置加湿器, 这样就能有效避免元器件由于空气干燥产生静电的问题;第二, 注意控制温度, 很多广播电视机房内都放置了制冷设备, 目的就在于保证机房内的温度, 过高的温度就会导致静电发生的可能上升, 因此通过制冷系统来降低室内的温梯度, 让设备之间的接触温度降低;第三, 注意控制灰尘, 一定要有专门的管理人员负责清扫机房, 保证室内的清洁和设备的干净, 尽量不让设备上落有灰尘, 减少静电产生的可能性。

3.1.2 对人体静电的处理

在日常生活中, 除了温度、湿度、灰尘会导致静电产生外, 人是最主要的静电携带者, 在电视广播机房内, 对于进入机房的人一定要要求佩戴防静电的鞋袜、手套、腕带等服装, 非工作人员不能随意入内, 更不能在机房内做容易产生静电的事情, 比如吃东西、梳头等, 在查看设备时, 要事先触摸一些接地系统进行放电, 比如金属门窗, 墙面等。

3.2 运用物体本身电荷消除静电

静电电荷的消除主要看机房的接地。要增加机房内的湿度, 这个在前文中我们也提到过, 对于湿度的把握对于机房内静电的控制非常重要, 要在设备需要的前提下尽可能的增大湿度。我们还可以从静电产生的原理中分析得出, 静电的产生导致了大量的电荷积累在一起。所以我们要利用静电消除器或相关的器材中和物体本身的电荷消除静电。

3.3 防静电管理

3.3.1 建立健全责任制和规章制度

建立健全各类人员 (负责人、技术人员、操作人员) 的静电安全防护管理职责, 并备有检查制度, 要责任到人, 提高防静电的意识, 不能盲从。

3.3.2 培训教育

针对机房不同层次不同岗位的工作人员, 实施有关防静电意识、知识、技术和安全教育。工作的岗位不同, 要求也不同, 有针对性地对他们进行辅导, 同时开展操作技能培训和考核。

3.3.3 警示、标记

在机房里, 可以持警示牌或作标记提高警惕, 在机房及相关设备中的静电敏感部件、部位, 应按照标准的要求将其做出标记或警示, 必要时注明危害性。

然而, 静电并不像人们想像的那样时刻防御, 它也有它的可爱可用之处。在现代生活中, 人们利用静电原理制成的静电复印机已经是现代化的重要办公设备之一;在纺织业中, 人们利用静电来纺织;还有静电喷涂、静电吸尘、静电制版、静电生物技术的开发利用等等。在目前没有完全摸透它的脾性的情况下, 我们可以以防为主, 同时利用和发挥它的特点, 让它更好地为我们服务!

参考文献