某高校全套建筑电气消防课件13

第6章雷电和静电第三节静电的产生及危害1静电基本概念什么是静电？处于相对稳定状态的电荷相对稳定是指相对于观察者而言，物质所带电荷处于静止或缓慢变化，故其引起的磁场效应可以忽略不计什么是静电危害？由于某种静电现象的作用或影响而存在着人员伤亡、财产损失或环境（系统）受到破坏的状态与条件，统称为静电危害2常见的静电现象干燥的冬季，脱毛衣或化纤衣服时的“噼啪”声从沙发站起，摸金属物时的针刺感用塑料梳子梳头时，头发会被梳子吸起来穿的衣服有时候吸附在人的腿上3一、静电的产生静电是由于物体经过摩擦、接触、剥离等机械作用后产生的外在表征结果任何两种物质紧密接触后再分离，都可能产生静电。摩擦产生静电的实质是通过摩擦扩大了接触分离的规模，使静电易于产生静电是如何产生的？摩擦、剥离、接触、流体喷出、流体流动、流体振动（搅拌）、液体内的沉降等，都可能显示带电现象4静电产生过程

物体接触，电子穿过交界面相互扩散。由于不同原子得失电子能力和外层电子能级不同，会使其间发生电子的转移，形成等量异号的偶电荷层。呈现于界面之间的电位差称为接触电位差当突然分离时，偶电荷层发生畸变，局部电场强度剧烈增加，极板间电荷倒流发生中和，而非导体材料表面积存电荷，形成带电现象5静电的起电方式（1）接触—分离起电（2）感应起电（3）破裂起电（4）剥离起电（5）电荷迁移电解、压电、热电等也可能产生起电6固体静电固体静电可用偶电荷层和接触电位差解释接触电位差极为有限，但固体静电电位可高达数万伏以上，为什么？电容的变化7紧密接触时，d非常小，大约25*10-8cm，若分开1cm时，d增大400万倍，如果接触电位差0.01V，则分开时电压U可达40000V+8人体静电人体静电主要由摩擦、接触—分离和感应产生例如：穿着化纤服装的人从合成革面椅子上起立时，衣服与椅面的摩擦和接触——分离，人体静电可达10000V以上人是导体，在静电场中可能感应起电成为带电体，甚至放电9粉体静电粉体物料被研磨、搅拌、筛分或出于高速运动时，由于粉体颗粒之间，粉体颗粒与管道壁、容器壁或其他器具之间的碰撞、摩擦，或粉体破断都能产生危险的静电在化纤、药品、食品、橡胶制品等制造行业广泛存在，是其生产系统发生燃烧、爆炸事故的重要原因10液体静静电流动、、过滤滤、搅搅拌、、喷雾雾、喷喷射、、飞溅溅、冲冲刷、、灌注注和剧剧烈晃晃动等等过程程中，，由于于静电电荷的的产生生速度度高于于静电电荷的的泄露露速度度，从从而积积聚静静电荷荷，产产生静静电液体带带电的的几种种方式式冲流起起电沉降带带电喷雾起起电溅泼起起电11液体与与固体体时，，接触触面上上出现现偶电电荷层层，紧紧贴于于固体体表面面的离离子层层称为为固定电电荷层层；与固固定电电荷层层相邻邻，能能够随随液体体流动动的异异号离离子层层称为为滑移电电荷层层。当液体体流动动时，，带走走了偶偶电荷荷层上上滑移移电荷荷层的的电荷荷，形形成液液体带带电悬浮在在液体体中的的固体体微粒粒由于于密度度差异异发生生沉降降，在在不同同物质质交界界面上上形成成的偶偶电荷荷层发发生正正负电电荷分分离，，使固固体微微粒和和液体体分别别带上上等量量异号号电荷荷冲流起起电沉降起起电12液体类类物质质从管管口、、喷嘴嘴和管管道龟龟裂处处等高高速喷喷出时时，由由于液液体与与喷口口发生生摩擦擦，也也由于于液体体的飞飞溅和和与附附近物物体及及空气气发生生冲撞撞，以以及由由于这这些喷喷射在在空间间的液液体类类物质质扩散散和分分离，，形成成许多多微小小液滴滴，使使偶电电荷层层分离离而带带电液体的的非浸浸润性性微小小液滴滴溅落落在物物体表表面，，界面面上形形成偶偶电荷荷层，，由于于液体体的惯惯性滚滚动而而发生生偶电电荷层层分离离，使使液滴滴与物物体表表面分分别带带上异异号电电荷喷雾起起电溅泼起起电13气体静静电电离气体分分子或或原子子受光光作用用或高高速电电子撞撞击，，以及及高温温气体体分子子互相相碰撞撞，电电子获获得足足够能能量，，脱离离原子子核的的束缚缚，使使分子子或原原子称称为带带正电电荷的的离子子吸附卤素、、氧元元素等等具有有易于于捕捉捉电子子的性性质，，获得得电子子时，，成为为带负负电荷荷的离离子普通空空气中中，每每立方方厘米米每秒秒钟10个分子子电离离，每每立方方厘米米约有有100-1000个带电电粒子子14纯净气气体通通常不不带电电，高高速流流动或或喷出出也不不会产产生静静电。。那为为什么么空气气能产产生静静电呢呢？气体往往往含含有灰灰尘、、铁末末、液液滴等等固体体或液液体颗颗粒，，正是是这些些颗粒粒的碰碰撞、、摩擦擦、分分裂等等过程程中产产生了了静电电喷雾起起电粉体起起电15既然很很容易易就产产生静静电，，那么么为什什么并并非时时时都都能感感受到到静电电呢？？例如：：水从从水龙龙头喷喷出时时，水水与水水龙头头摩擦擦能产产生静静电，，但是是为什什么我我们用用手触触摸水水龙头头时，，感知知不到到静电电存在在呢？？静电消消散中和泄露通过空空气发发生通过带带电体体本身身及其相连连的其其他物物体二、静静电的的消散散16缓慢中中和：带电电体与与空气气中自自然存存在的的带电电离子子发生生缓慢慢中和和静电放放电：带电电体周周围场场强超超过周周围介介质的的绝缘缘击穿穿强度度时，，介质质产生生电离离而使使带电电体上上的电电荷部部分或或全部部消失失的现现象。。是一一种迅迅速中中和静电放电传播型刷形放电电晕放电刷形放电火花放电二、静静电的的消散散—中和17电晕放放电发生在不不均匀、、场强很很高的电电场中的的辉光放放电主要发生生在带电体尖尖端附近近或其他他曲率半半径很小小处附近近的局部区区域内特点：电极周围围有微弱弱的淡蓝蓝色电晕晕层不形成放放电通道道电流很小小，能量量密度不不高引燃、引引爆能力力很小18刷形放电电发生于带带电量大大的绝缘体与导体之间间空气介介质中的一种种放电形形式特点：有放电通通道，不不集中，，呈分枝枝状伴有声光光引燃、引引爆能力力中等由于绝缘缘体束缚缚电荷能能力强，，所以其其表面容容易出现现刷形放放电19传播型刷刷形放电电高速起电电场所及及静电非非导体背背面衬有有接地导导体时，，薄膜两两面带有有异性电电荷，当当有导体体靠近薄薄膜时，，则发生生放电，，非导体体表面上上一定范范围内的的大量电电荷经过过邻近电电离了的的气体迅迅速流向向初始放放电点，，形成放放电特点：放电能量量大引燃、引引爆能力力强20火花放电电发生于分分隔两电电极间的的空气或或其他电电介质材材料突然然被击穿穿，使电电流急剧剧上升，，电压急急剧下降降，引起起带有瞬瞬间闪光光并有集集中通道道的短暂暂放电现现象特点：释放能量量集中引燃、引引爆能力力很强21静电的消消散—泄露带电体上上的电荷荷通过自自身或其其他物体体等途径径流向大大地传导导而使其其部分或或全部消消失的过过程22受湿度影影响很大大湿度增加加，表面面吸附水水分子形形成水膜膜，溶解解空气中中的CO2和绝缘体体析出的的电介质质，使绝绝缘体表表面电阻阻大为降降低，加加速静电电泄漏，，抑制静静电荷积积累一些高分分子材料料，表面面吸附水水蒸气的的同时，，还发生生水分扩扩散至物物体结构构内部的的吸湿作作用，吸吸湿性越越大，静静电受湿湿度影响响就越大大静电的消消散—泄露23三、静电电的影响响因素(1)材质和杂杂质材料的电电阻率液体：一一定范围围内，静静电随电电阻率增增加而增增加；超超过某一一范围后后，随电电阻率的的增加，，静电下下降。原原因：电电阻率很很低时，，泄露较较强不易易积累静静电；电电阻率大大到一定定值后，，由于分分子极性性很弱不不易产生生静电静电导体静电亚导体静电非导体固体材料电阻率逐渐增大静电泄露逐渐下降24杂质一般情况下，，杂质有增加加静电的趋势势