某高校全套建筑电气消防课件一二

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液体静电流动、过滤、搅搅拌、喷雾、喷喷射、飞溅、冲冲刷、灌注和剧剧烈晃动等过程程中，由于静电电荷的产生速度度高于静电荷的的泄露速度，从从而积聚静电荷荷，产生静电液体带电的几种种方式冲流起电沉降带电喷雾起电溅泼起电11液体与固体时，，接触面上出现现偶电荷层，紧紧贴于固体表面面的离子层称为为固定电荷层；与固定电荷层层相邻，能够随随液体流动的异异号离子层称为为滑移电荷层。当液体流动时，，带走了偶电荷荷层上滑移电荷荷层的电荷，形形成液体带电悬浮在液体中的的固体微粒由于于密度差异发生生沉降，在不同同物质交界面上上形成的偶电荷荷层发生正负电电荷分离，使固固体微粒和液体体分别带上等量量异号电荷冲流起电沉降起电12液体类物质从管管口、喷嘴和管管道龟裂处等高高速喷出时，由由于液体与喷口口发生摩擦，也也由于液体的飞飞溅和与附近物物体及空气发生生冲撞，以及由由于这些喷射在在空间的液体类类物质扩散和分分离，形成许多多微小液滴，使使偶电荷层分离离而带电液体的非浸润性性微小液滴溅落落在物体表面，，界面上形成偶偶电荷层，由于于液体的惯性滚滚动而发生偶电电荷层分离，使使液滴与物体表表面分别带上异异号电荷喷雾起电溅泼起电13气体静电电离气体分子或原子子受光作用或高高速电子撞击，，以及高温气体体分子互相碰撞撞，电子获得足足够能量，脱离离原子核的束缚缚，使分子或原原子称为带正电电荷的离子吸附卤素、氧元素等等具有易于捕捉捉电子的性质，，获得电子时，，成为带负电荷荷的离子普通空气中，每每立方厘米每秒秒钟10个分子电离，每每立方厘米约有有100-1000个带电粒子14纯净气体通常不不带电，高速流流动或喷出也不不会产生静电。。那为什么空气气能产生静电呢呢？气体往往含有灰灰尘、铁末、液液滴等固体或液液体颗粒，正是是这些颗粒的碰碰撞、摩擦、分分裂等过程中产产生了静电喷雾起电粉体起电15既然很容易就产产生静电，那么么为什么并非时时时都能感受到到静电呢？例如：水从水龙龙头喷出时，水水与水龙头摩擦擦能产生静电，，但是为什么我我们用手触摸水水龙头时，感知知不到静电存在在呢？静电消散中和泄露通过空气发生通过带电体本身身及其相连的其他物物体二、静电的消散散16缓慢中和：带电体与空气气中自然存在的的带电离子发生生缓慢中和静电放电：带电体周围场场强超过周围介介质的绝缘击穿穿强度时，介质质产生电离而使使带电体上的电电荷部分或全部部消失的现象。。是一种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、静电的消散散—中和17电晕放电发生在不均匀、、场强很高的电电场中的辉光放放电主要发生在带电体尖端附近近或其他曲率半半径很小处附近近的局部区域内特点：电极周围有微弱弱的淡蓝色电晕晕层不形成放电通道道电流很小，能量量密度不高引燃、引爆能力力很小18刷形放电发生于带电量大大的绝缘体与导体之间空气介介质中的一种放电形形式特点：有放电通道，不不集中，呈分枝枝状伴有声光引燃、引爆能力力中等由于绝缘体束缚缚电荷能力强，，所以其表面容容易出现刷形放放电19传播型刷形放电电高速起电场所及及静电非导体背背面衬有接地导导体时，薄膜两两面带有异性电电荷，当有导体体靠近薄膜时，，则发生放电，，非导体表面上上一定范围内的的大量电荷经过过邻近电离了的的气体迅速流向向初始放电点，，形成放电特点：放电能量大引燃、引爆能力力强20火花放电发生于分隔两电电极间的空气或或其他电介质材材料突然被击穿穿，使电流急剧剧上升，电压急急剧下降，引起起带有瞬间闪光光并有集中通道道的短暂放电现现象特点：释放能量集中引燃、引爆能力力很强21静电的消散—泄露带电体上的电荷荷通过自身或其其他物体等途径径流向大地传导导而使其部分或或全部消失的过过程22受湿度影响很大大湿度增加，表面面吸附水分子形形成水膜，溶解解空气中的CO2和绝缘体析出的的电介质，使绝绝缘体表面电阻阻大为降低，加加速静电泄漏，，抑制静电荷积积累一些高分子材料料，表面吸附水水蒸气的同时，，还发生水分扩扩散至物体结构构内部的吸湿作作用，吸湿性越越大，静电受湿湿度影响就越大大静电的消散—泄露23三、静电的影响响因素(1)材质和杂质材料的电阻率液体：一定范围围内，静电随电电阻率增加而增增加；超过某一一范围后，随电电阻率的增加，，静电下降。原原因：电阻率很很低时，泄露较较强不易积累静静电；电阻率大大到一定值后，，由于分子极性性很弱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，杂质质有增加静电的趋趋势表面受到杂质污染染，特别是有机物物的污染，或被氧氧化腐蚀，