第三章静电、雷电与电磁防护

第三节雷电危害及防范


雷电是一种自然现象，是一部分 带电的云层与另一部分带异种电 输的云层，或者是带电的云层对 大地之间迅猛的放电。 这种迅猛的放电过程产生强烈的 闪电并伴随巨大的声音。当然， 云层之间的放电主要对飞行器有 危害，对地面上的建筑物和人畜 没有太大的影响。然而，云层对 大地的放电则对建筑物、电子电 气设备和人畜危害很大。
三、静电危害‘
以炼油、有机化工、橡胶、造纸、印刷、粉末加工、化纤 通常静电的危害有三种。 1．爆炸和火灾 爆炸和火灾是静电的最大危害。化学工业，含烃蒸气,苯； 有机精细化学品，溶剂 2．电击 由于静电造成的电击，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。一般不会直 接使人致命，二次事故 产或降低产品性 能。电子元件误动作，引发二次事故；对电脑伤害；电子 元器件失效
二、静电的预防措施
5．增湿 增湿适用于绝缘体上静电的消除。但增湿主要是增强静电沿绝 缘体表面的泄漏，而不是增加通过空气的泄漏。因此，增湿对 于表面容易形成水膜或表面容易被水润湿的绝缘体有效，如醋 酸纤维、硝酸纤维素、纸张、橡胶等。而对于表面不能形成水 膜、表面水分蒸发极快的绝缘体或孤立的带静电绝缘体，增湿 也是无效的。从消除静电危害的角度考虑，保持相对湿度在70 ％以上较好。 6．抗静电添加剂 抗静电添加剂是化学药剂，具有良好的导电性或较强的吸湿性。 因此，在容易产生静电的高绝缘材料中加入抗静电添加剂，能 降低材料的电阻，加速静电的泄漏。如在橡胶中导电炭黑、火 药药粉中一般加入石墨，石油中一般加入环烷酸盐或合成脂肪 酸盐等。
三、防静电产品简介
5．防静电工作鞋 鞋底采用导电橡胶制成，鞋面为防静电帆布或PVC。进入工 作区的人员必须穿防静电工作鞋。穿普通鞋的人员应使 用导电鞋束、防静电鞋套或脚跟带。防静电工作鞋如图 3-5所示。 6．防静电手套 防静电手套可分为铜纤维Pu涂指导电手套、铜纤维涂指导 电手套、铜纤维导电手套等多种。防静电手套如图3-6所 示。
2．静电的类型
(1)固体静电固体起电通常包括有接触起电、物理效应起 电、非对称摩擦起电、电解起电、静电感应起电等起电类 型。塑料、橡胶、合成纤维、皮带传动 (2)液体静电液体在流动、搅拌、沉降、过滤、摇晃、喷 射、飞溅、冲刷、灌注等过程中都可能产生静电，带电粒 子随液体流动形成流动电流 (3)粉尘静电粉尘是指由固体物质分散而成的细小颗粒。 粉尘与粉尘、粉尘与管壁互相摩擦 (4)人体静电人体带电的主要原因有摩擦带电、感应带电 和吸附带电等。工作服与工作台面、工作椅摩擦时可产生 电荷，服装表面6000V
用电回路有哪些部份组成
2．静电的特点 静电从整体上来说，其特点是电压高，能量小，而危害大。 ①静电的电量小，静电电压高。一般电量只有微库或毫库级，但由于带 电体的电容量很小，则电压很高，如橡胶行业的静电电压高达几万伏， 甚至十几万伏。 ②静电的能量不大，一般不大于毫焦级。 ③绝缘体上的静电消失或泄漏很慢。因此，必须设臵消除静电的装臵。 ④静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性，特别是在有 爆炸和火灾危险场所。 ⑤静电会产生静电感应。在工艺现场易发生的地方，由于静电感应，可 能会在导体或人体上产生电荷而且电压很高，从而导致危险的火花放电。 ⑥静电是可以屏蔽的。通常桶形或空腔的导体，其内部有电荷时，必定 在外壳感应出电荷，但当外表面接地时，则外部的电荷为零，且不影响 内部的电荷。
1．工艺控制
①在很多可能产生和积累静电的工艺过程中，有机溶剂和易燃
液体带来爆炸和火灾的危险。在不影响生产工艺过程、产品质
量和经济合理的前提下，用不可燃介质代替易燃介质。 ②在爆炸和火灾危险场所采用通风装臵或抽气装臵及时排出爆 炸性混合物，使混合物浓度不超过爆炸极限，防止静电火花引 起爆炸或火灾。 ③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。 ④对设备和管道选用适当的材料。 ⑤控制物料输送速度，适当地安排物料投入顺序。 ⑥消除产生静电的附加源。
一、静电及其特点 1．静电 通常任何物体所带有的正负电荷是等量的，它在局部范围内失去平 衡的结果，电子转移而形成的。静电场。静电场能影响一定距离内 的其他物体，使之感应带电，影响距离的远近与其电量的多少有关。 为了区别直流电、交流电，人们通常把相对于观察者宏观上不发生 定向流动的电荷称为静电。电效应、压电效应、导体(或电介质)的 静电感应都可产生静电。 静电危害起因于静电力和静电火花，静电危害中最严重的静电放电 能引起可燃物起火和爆炸。电击，飞机轮胎接地，油罐车接地线， 泄放静电。 两面性。扬长避短，静电印花、静电喷涂、静电除尘，喷洒农药、 人工降雨
三、防静电产品简介
2．防静电腕带 直接接触静电敏感器件的人员必须带防静电腕带，腕带与人体皮肤应有良 好接触，腕带系统对地电阻值应lMΩ。防静电腕带如图3-2所示。 3．防静电容器 生产场所的元件盛料袋、周围箱、PCB上下料架等应具备静电防护作用， 不允许使用金属和普通容器，所有容器都必须接地。表面电阻l04～ 106Ω。防静电容器如图3—3所示。 4．防静电工作服 进入静电工作区的人员和接触SMD元器件（SMD,表面贴装元器件 ）的人员 必须穿防静电工作服，特别是在相对湿度小于50％的干燥环境中(如 冬季)，工作服面料应符合国家有关标准。防静电工作服如图3—4所 示。
一、影响静电的因素 1．材质和杂质的影响 材料的电阻率，包括固体材料的表面电阻率对于静电泄 漏有很大影响。 对于固体材料，电阻率较小时，不容易积累静电；电阻 率较大时，容易积累静电。 对于液体，电阻率较小时，静电随着电阻率的增加而增 加；电阻率较大时，静电随着电阻率的增加而减少。 实践证明，只有容易得失电子，而且电阻率很高的材料 才容易产生和积累静电。生产中常见的乙烯、丙烷、丁烷、 原油、汽油、轻油、苯、甲苯、二甲苯、硫酸、橡胶、塑 料等都比较容易产生和积累静电。


3．环境条件的影响

潮湿程度影响材料的导电性和保持静电荷的能力。 材料表面电阻率随空气湿度增加而降低，相对湿度越高，材料 表面电荷密度越低。

由于空气湿度受环境温度的影响，以致环境温度的变化可能加 剧静电的产生。但当相对湿度在40％以下时材料表面静电电荷 密度几乎不受相对湿度的影响而保持为某一最大值。
一、雷电特点及种类
1．雷电的特点 雷电放电是由带电荷的雷云引起的。 雷云带电原因的解释很多，但还没有获得比较满 意的一致认识。 一般认为雷云是在有利的大气和大地条件下，由 强大的潮湿的热气流不断上升进入稀薄的大气层 冷凝的结果。强烈的上升气流穿过云层，水滴被 撞分裂带电。 轻微的水沫带负电，被风吹得较高，形成大块的 带负电的雷云；大滴水珠带正电，凝聚成雨下降， 或悬浮在云中，形成一些局部带正电的区域。
第三章 静电、雷电与电磁防护
1.掌握静电危害防范的原理和消减措施、 雷电防范原理与措施、漏电保护与特低 电压的相关知识。
2．理解静电危害、雷电危害、电磁辐
射危害、静电危害的控制方法、雷电防 护基本原则、电磁辐射防护措施。
3．了解静电危害的防护、雷电危害防
护的基本原则。
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第一节 静电及危害


三、防静电产品简介
三、防静电产品简介 防静电产品种类很多，在各行各业有着广泛的应用，
主要应用于大规模、集成电路洁净车间、电子仪器
制造车间、军火及易燃易爆的场所、石油化工车间、 电脑机房、各类通信机房、医院手术室、麻醉室、
氧吧间及其他管线敷设比较集中和防静电的场所。
1．静电安全工作台 由工作台、防静电桌垫、腕带接头和接地线等组成。 防静电桌垫上应有两个以上的腕带接头，一个供操 作人员用，一个供技术人员或检验人员使用。并配 有电缆配臵盒，具看若干组多功能电源插座和照明 系统。静电安全工作台如图3—1所示。
二、静电的预防措施
7．加强静电安全管理

在有静电危险的企业，静电安全管理应当是企业整 体性的管理，而不应当是局部性管理。静电安全管 理包括静电标准和规范的制定、静电安全教育、操 作规程管理等内容。 工作中应尽量不搞可使人带电的活动；合理使用规 定的防护用品；工作时应有条不紊，避免急性动作； 在防静电的场所不得携带与工作无关的金属物品； 不准使用化纤材料制作的拖布或抹布擦洗物品及地 面。 企业的安全生产管理者应重视静电在化工生产中的 危害，把静电的危害通过合理的安全措施予以消除， 从而保证企业安全生产，避免事故的发生。
2．工艺设备和工艺参数的影响

接触面积越大，双电层正、负电荷越多，产生静电越多。 管道内壁越粗糙，接触面积越大，冲击和分离的机会也越 多，流动电流就越大。 对于粉体，当管道、料槽材料与粉体材料相同时，不易产 生静电；当管道、料槽材料与粉体材料不同时，则主要取 决于粉体性质，并且颗粒越小，一定量粉体的表面积越大， 产生静电越多。 接触压力越大或摩擦越强烈，会增加电荷的分离，以致产 生较多的静电。接触、分离速度越高，产生静电越多；液 体流速对液体静电影响很大；设备的几何形状也对静电有 影响。例如，平皮位移大，静电多；离心过滤，使液体静 电电压增加几十倍。
二、静电的预防措施
2．静电接地 静电接地是简单，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，静电连接系统的电阳．不应大于100Ω。 3．静电屏蔽 根据静电屏蔽的原理，可分为内场屏蔽和外场屏蔽两种。具体措施 是用接地的屏蔽罩把带电体与其他物体隔离开来，这样带电体的电 场将不会影响周围其他物体(内场屏蔽)；有时也用屏蔽罩把被隔离 的物体包围起来，使其免受外界电场的影响(外场屏蔽)。 4．静电中和器 静电中和主要是将分子进行电离，产生消除静电所必需的离子(一 般正负离子成对)。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合适的静电消除器。