防静电 安全技术讲座 主讲：姚战彪 2011年07月19日 11-75 21-75 31-75 目 录 一、防静电相关术语 二、常见的静电放电现象 三、静电的危害 四、静电产生的原理 五、静电释放的形式及特点 六、防静电安全技术措施 七、静电事故预防及案例分析 八、防静电实施范例 41-75 一、防静电相关术语 静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷. 静电场：静电在其周围形成的电场 静电放电（ESD）：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静 电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定 程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电. 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件 接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地，船等. 中和：利用异性电荷使静电消失 防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有 明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地。 51-75 静电感应：当带静电的物体靠近某一介质时，在该介质表面因感 应而带电荷，并形成感应电场。 中和：利用异性电荷使静电消失。 硬接地：直接与大地电极作为导电性连接的一种接地方式（R 10欧姆）。 软接地：通过一足以限制流过人体的电流达到安全值的电阻连接 到大地电极的一种连接方式。 ESD保护材料：具备下列特征的材料： a.防止产生静电摩擦起电； b.免受静电场的影响； C.防止与带电人体或与带电物体接触而产生直接放电； 一、防静电相关术语 61-75 二、常见的静电释放现象 人接 触带 静电 物体 的现 象 71-75 二、常见的静电释放现象 雷电也是电荷 释放的一种形 式 81-75 哎呀！ 静电释放 二、常见的静电释放现象 91-75 二、常见的静电释放现象 俺的神啊，静 电这么厉害， 该买个增湿器 了！ 101-75 三、静电的危害 静电的危害有三种（工作）： 一是可能引起爆炸和火灾。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； 二是可能产生电击。静电产生的电 击虽然不会致人死亡，但是往往会导 致二次事故，因此也要加以防范； 三是可能影响生产。在生产中，静 电有可能会影响仪器设备的正常运行 或降低产品的质量。此外，静电还会 引起电子自动元件的误操作。 111-75 静电危害（生活） 一、在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电 ，如果不采取措施，将会严重干扰飞机设备的正常工作，使飞机变 成聋子和瞎子； 二、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。但在手术台，除电火花会引起麻 醉剂的爆炸，伤害医生和病人； 人们常说，防患于未然，防止产生静电的措施一般都是降低流 速和改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简 单又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引人大地 ，避免静电积累； 三、静电的危害 121-75 四、静电产生的原理 131-75 四、静电产生的原理 141-75 四、静电产生的原理 151-75 四、静电产生的原理 161-75 四、静电产生的原理 生产过程中静电的产生 171-75 四、静电产生的原理 小结！ 181-75 五、静电释放的形式及特点 放电类型来源能量 雷电放电 1000 kJ 火花放电 导体 人体 5000 mJ 30 mJ 刷形放电塑料制品 3 mJ 电晕放电尖端 1000 mJ 锥形放电散状粉体 10 100 mJ 191-75 五、静电释放的形式及特点 火花放电 定义： 在大气压或高气压下的一种气体放电形式，因 放电通道似火花而得名。 特点：带电体之间发生的通道单一的放电。火花 放电有明亮的闪光和有短促的爆裂声。其引燃危 险性很大，雷电是大规模的火花放电。 201-75 五、静电释放的形式及特点 211-75 刷形放电和传播型刷形放电 都是发生在绝缘体表面的有声 光的多分支放电。当绝缘体背面紧 贴有金属导体时，绝缘体正面将出 现传播型刷形放电。同一绝缘体上 可发生多次刷形放电或传播型刷形 放电。刷形放电有一定的引燃危险 ；传播型刷形放电的引燃危险性大 。 五、静电释放的形式及特点 221-75 五、静电释放的形式及特点 231-75 五、静电释放的形式及特点 传播型刷型放电 241-75 电晕放电 五、静电释放的形式及特点 是发生在带电体尖端或曲率半径很小处附近的局部放 电。电晕放电可能伴有轻微的嘶嘶声和微弱的淡紫色光。 电晕放电一般没有引燃危险。 尖端放电：带电体的尖端最容易聚积电荷而产生放电现象，这种 现象叫尖端放电。避雷针一般都做成尖形，就是利用尖端放电。 尖端放电是在强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象 。属于一种电晕放电。 251-75 放电特点：尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种 ；在导体 带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。这种放电只在 尖端附近局部区域内进行,使这部分区域的空气电离,并伴有微弱的荧光 和嘶嘶声。因放电能量较小,这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引 火源,但可引起其它危害。在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为 火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端 扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的 能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。 五、静电释放的形式及特点 261-75 五、静电释放的形式及特点 锥形放电 向尺寸比较大的容器内充填绝缘性粉体的时候，发生在圆锥状表面的放电 叫圆筒放电。圆筒放电的确切条件不是和确定，但是，粉体的粒径在1mm以 上，粉体的电阻率在1010m以上的时候，很容易发生圆筒放电。 思考 ？ 1、在我们工作过程中都存在哪些形式放电？ 2、我们应该控制哪种静电释放？ 271-75 六、防静电安全技术措施 1、接地 2、等电位 3、中和 4、静电场屏蔽 5、湿度控制 6、材料选择和工艺控制避免产生静电 静电控制的6种方案 281-75 一、接地 六、防静电安全技术措施 基本原理：将静电通过接地线或接地装置传导泄放到 大地。 具体实施方法： 1、所有的设备全部接地 2、所有的工具及辅助设施全部接地 3、一线所有的人员穿放静电服装 4、所有金属导体全部采取接地措施 防静电鞋 291-75 静电接地分为直接接地与间接接地： 直接接地通过金属导体使物体静电接地称为直接静 电接地，简称直接接地； 间接接地通过非金属导体、防静电材料或其制品使 物体静电接地称为间接静电接地，简称间接接地。 危险静电场所常用的另外一种措施，就是跨接（接） 。 跨接（搭接）：当静电危险场所存在多个彼此相距很 近的小型金属物体时，可将这些金属体串联起来，然后将 其中一个物体进行直接接地，这种金属物体间的连接方式 称为跨接（搭接）。 六、防静电安全技术措施 301-75 静电泄漏电阻和静电接地电阻在概念和量值上是有区 别的。在一般情况下，静电泄露电阻值非但不等于接地电阻值，也不 等于静电接地电阻值。只有当金属物体直接接地（就是说被接地体本 身的电阻可以忽略不计）时，静电泄漏电阻才近似等于静电接地电阻 。而对于间接接地的静电导体或静电亚导体，这两者往往相差很大， 因为必须涉及被接地物体本身的电阻。 注意！ 六、防静电安全技术措施 防静电接地电阻小知识 1、每组专设的静电接地体，其接地电阻阻值一般情况下应小于100 欧姆； 2、静电接地支、干线等金属体的电阻值可忽略不计； 311-75 二、等电位连接 六、防静电安全技术措施 基本原理：将所有部件全部使用静电导线连接起 来，使其处于等电位状态，避免静电的释放。 具体实施方法： 1、所有的部件均连接起来 2、所有的设备及工具连接起来 3、所有接触的器件或部位具有共同 的静电接地释放点。 321-75 三、中和（离子化） 六、防静电安全技术措施 基本原理：电离空气产生正负离子，中和 静电电荷。 具体实施方法： 1、使用离子风机、离子风枪、离子 棒等 使用对象： 绝缘体或静电太大接地泄放太 慢的情况。 离子 棒 离子风机 331-75 四、静电场屏蔽 六、防静电安全技术措施 在静电屏蔽的作用下，带电体发出的电力线，一部分或全部终止 在金属屏蔽体里内侧的感应电荷上，从而减少或消除了带电体对 其周围导体的静电感应作用，也可以防止被屏蔽物周围带电体的 静电感应影响。 静电接地是静电屏蔽技术中的重要一环，屏蔽体上的自由电荷是 通过接地连接系统导入大地的。其接地方式为直接接地。 341-75 六、防静电安全技术措施 五、湿度控制 当空气的相对湿度在6570以上时， 物体表面往往会形成一层极微薄的水膜 。水膜能溶解空气中的CO2，使表面电阻 率大大降低，静电荷就不易积聚。如果 周围空气的相对湿度降至40一50时， 静电不易逸散，就有可能形成高电位。 增加空气湿度的常用方法是向空气中喷 水雾，一般均选用旋转式风扇喷雾器， 不过该机不防爆，必须从墙外吹入。 351-75 六、防静电安全技术措施 六、材料选择和工艺控制避免产生静电 尽量避免使用绝缘性材料的容器、内 侧有绝缘涂层的金属容器和工具。即使对 绝缘性容器接地，由于不释放电荷同样会 引起静电灾害。特别是最小着火能量在 3mJ以下的粉体，最好不要使用。同时， 要注意作业者被电击。 工艺设计过程中务必将静电安全设计纳入 到设计范围，使用导电性能良好的设施。 （如不锈钢管道等） 361-75 七、静电事故预防及案例分析 静电放电引起燃烧和爆炸的条件 燃烧 或爆炸 静电释放能量达 到周围可燃物的 最小点火能量 达到周围 可燃物的 爆炸极限 或燃烧浓 度 氧气浓度 达到燃烧 或爆炸的 条件 1)有产生静电的 条件； 2)能积累足够的 电荷及足够的放电电 压； 3)有能引起放电 引爆的合适间隙； 4)火花要有足够 大的能量； 5)被引燃的可燃 气体在爆炸极限之内 。 371-75 上述公式不能简单地用来判断绝缘物的引爆的危险性，因为带 电物体是绝缘体时，各部分的电位不一定相等，也不能一次放电而将 其电荷全部放完，实际放电能量比计算值小得多。放电火花点燃可燃 气体时，如果此气体与空气混合的比例处于最佳爆炸极限内，引爆的 火花能量存在一个极小值，通常把它叫做最小引燃火花能量，是判断 可燃气体能否引爆的一个重要数据。 静电火花能量可以用下式计算 ： W=1/2CV2=1/2QV- Q2/2C 七、静电事故预防及案例分析 381-75 影响静电电量大小的几个因素 七、静电事故预防及案例分析 391-75 七、静电事故预防及案例分析 401-75 七、静电事故预防及案例分析 411-75 七、静电事故预防及案例分析 2010年3月17日上午10时许, 某化学有限公司（以下简称甲公司）车 间抽虑烘干工段工人智某、黄某和王某对车间前道工序合成的含有易 燃溶剂正己烷的产品进行过筛干燥作业。约11时20分左右，黄某在向 双锥干燥机内真空进料时发生爆炸并引起火灾，事故造成黄某当场死 亡，王某受伤住院治疗。爆炸导致双锥干燥器进料口对面墙体（北墙 ，为非承重墙）倒塌，南填充墙发生位移，东西填充墙出现多道错位 和偏移裂缝，烘房窗户玻璃因爆炸冲击波被震碎。 案例一 421-75 七、静电事故预防及案例分析 甲公司员工从地面上塑料盆中真空吸含的少量环己烷溶剂的苯胺 衍生物进入双锥真空干燥器（环己烷：闪点：-25.5，沸点： 68.7，爆炸范围：1.2-6.9%，最小点火能：0.24mJ，极易燃， 其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热、静电极易燃 烧爆炸。在负压下更易挥发。），快速流动的物料与塑料进料管 管壁摩擦产生静电，因无有效的静电消除措施导致静电积聚，当 静电积聚到一定程度时放电产生火花，同时，双锥真空干燥器内 吸料时带入的空气与负压下挥发出的正己烷形成的爆炸性混合气 体，遇静电火花产生爆炸，爆炸致现场的物料等可燃物起火。 原因分析： 431-