电气安全工程课程课件二三

电气安全工程

(6.2)

1第二节静电防护技术

静电可能引起爆炸，静电也可能造成二次事故。据统计，静电灾害目前已占整个事故的10%左右，个别领域高达34%之多。26.2.1静电的产生在干燥条件下，高电阻率且容易得失电子的物质，由于摩擦、接触分离、固体粉碎、液体分离、受热、受压和撞击，都会产生静电。而且固体能起静电，粉尘能起静电，液体能起静电，蒸气和气体能起静电，人体也能起静电。36.2.1静电的产生1.静电的起电方式(1)接触一分离起电。两种物体接触，其间距离小于cm时，由于不同原子得失电子的能力不同，不同原子(包括原子团和分子)外层电子的能级不同，其间即发生电子的转移。因此，两种物质紧密接触，界面两侧会出现大小相等、极性相反的两层电荷。46.2.1静电的产生典型的静电序列：(+)玻璃-头发-尼龙

(nylon)-羊毛-人造纤维

(嫘萦,rayon)-绸

-醋酸人造丝-(奥纶

,Orlon)-纸张和滤纸-橡胶-维纶

(vinylon)-沙纶

(saran)-聚脂纤维

(大可纶

,daeron)-电石-聚乙烯-可耐可纶

(kane-Kahn)-赛璐珞

(celluioid)-玻璃纸-聚氯乙烯-聚四氟乙烯

(一

)。56.2.1静电的产生(2)破断起电。不论材料破断前其内电荷分布是否均匀，破断后均可能在宏观范围内导致正、负电荷的分离，即产生静电，这种起电称为破断起电。固体粉碎、液体分离过程的起电属于破断起电。66.2.1静电的产生(3)感应起电。76.2.1静电的产生(4)电荷迁移。当一个带电体与一个非带电体接触时，电荷将重新分配，即发生电荷迁移而使非带电体带电。当带电雾滴或粉尘撞击在导体上时，会产生有力的电荷迁移；当气体离子流射在不带电的物体上时，也会产生电荷迁移。86.2.1静电的产生2.固体静电固体静电可直接用双电层和接触电位差的理论来解释。3.人体静电人体静电高达

10000V以上。96.2.1静电的产生4.粉体静电粉体只不过是处在特殊状态下的固体，其静电的产生也符合双电层的基本原理。粉体物料的研磨、搅拌、筛分或高速运动时，由于粉体颗粒与颗粒之间及粉体颗粒与管道壁、容器壁或其他器具之间的碰撞、摩擦，以及由于破断都会产生有害的静电。塑料粉、药粉、面粉、麻粉、煤粉和金属粉等各种粉体都可能产生静电。粉体静电电压可高达数万伏。106.2.1静电的产生5.液体静电

液体在流动、过滤、搅拌、喷雾、喷射、飞溅、冲刷、灌注和剧烈晃动等过程中，可能产生十分危险的静电。116.2.1静电的产生6.蒸气和气体静电

蒸气或气体在管道内高速流动或由阀门、缝隙高速喷出时也会产生危险的静电。蒸气产生静电类似液体产生静电，即其静电也是由于接触、分离和分裂等原因产生的。完全纯净的气体是不会产生静电的，但由于气体内往往含有灰尘、铁末、干冰、液滴、蒸气等固体颗粒或液体颗粒，通过这些颗粒的碰撞、摩擦、分裂等过程可产生静电。喷漆是含有大量杂质的气体高速喷出，会产生比较强的静电。蒸气和气体静电比固体和液体的静电要弱一些，但也能高达万伏以上。126.2.1静电的产生7、生产过程中易产生的静电（1）纸张印刷时或纸张与辊轴的摩擦、橡胶或塑料的碾磨、传动皮带与皮带轮或辊轴的摩擦。（2）塑料的压制、上光、挤出。（3）高电阻率液体在管道中流动，或液体高速喷出管口、液体注入容器发生的撞击、冲刷或飞溅等。136.2.1静电的产生7、生产过程中易产生的静电（4）液化气体或压缩气体，在管道中流动或由管口喷出，气瓶放出压缩气体或用喷油枪喷漆。（5）固体物质的粉碎、研磨，悬浮粉尘的高速运动。（6）混和器中搅拌高阻物质、纺织品的涂胶过程等。146.2.1静电的产生8、生活中易产生的静电（1）用干燥的木质、塑料梳子梳头；（2）化纤类衣服快速脱下；（3）家用吸尘器吸地毯；（4）塑料壳排风扇的运转；（5）用干燥布擦拭塑料制品或木质家具等。156.2.2静电的特点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、静电的能量不大或者说放电后的电流不大。一般不大于毫焦级；3、绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消除静电的装置；166.2.2静电的特点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，而导致危险的火花放电；176.2.2静电的特点

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。186.2.3静电的危害1、爆炸和火灾静电能量虽然不大，但电压高则易放电出现电火花，该火花在有爆炸性气体、爆炸性粉尘或可燃性物质且浓度达到爆炸或燃烧极限时，可能发生爆炸和火灾。196.2.3静电的危害1、爆炸和火灾静电引起爆炸和火灾的充分和必要条件是：（1）周围空间必须有可燃性物质存在；（2）具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和周围环境有产生和积累静电的条件；（3）静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，产生静电火花；（4）静电火花能量大于或等于可燃物的最小点火能量。206.三2.三3三静电三的危三害2、三静电三电击当人三体接三近静三电体三或带三静电三的人三体接三近接三地体三时，三都可三能遭三到电三击，三但由三于静三电能三量很三小，三电击三本身三对人三体不三致造三成重三大伤三害，三然而三很容三易造三成坠三落等三二次三伤害三事故三。216.三2.三3三静电三的危三害3.三妨三碍生三产有些三生产三工艺三过程三，静三电会三妨碍三生产三或降三低产三品质三量。三如纺三织、三粉体三加工三、塑三料、三橡胶三、印三刷、三胶片三等行三业，三以及三电子三控制三元件三、自三动化三仪表三由于三静电三而误三动作三，使三其控三制的三生产三线程三序混三乱，三导致三产品三不合三格。226.三2.三4三静电三防护三措施1、静三电防三护措三施静电三防护三措施三大致三分为三四类三：（1）泄三露法三：采三用接三地、三增湿三、加三抗静三电添三加剂三等措三施，三以加三快消三除生三产过三程中三产生三的静三电电三荷，三防止三静电三事故三发生三；（2）中三和法三：使三用静电三中和三器，静电三中和三器产三生与物料三上的三静电三电荷三相反三极性三电荷，中和三物料三上的三静电三电荷，从而三消除三静电三的危三险；236.三2.三4三静电三防护三措施1、静三电防三护措三施（3）工三艺控三制法三：在三材料三选择三、工三艺过三程设计、三设备三结构三等方三面采三取措三施，三控制三静电三的产三生，三使其三不超三过危三险的三程度三；（4）环境三危险三程度三控制法：三控制环境中的爆炸三性混三合物浓度三和氧化三剂含三量，以三消除三静电三引起三爆炸三和火三灾的三环境三条件三。246.三2.三4三静电三防护三措施2、环三境危三险程三度的三控制(1三)三取代三易燃三介质三。在三不影三响工三艺过三程、三产品三质量三和经三济许三可的三情况三下，三尽量三用不三可燃三介质三代替三易燃三介质三。(2三)三降低三爆炸三性混三合物三的浓三度。三在爆三炸和三火灾三危险三环境三，采三用通三风装三置或三抽气三装置三及时三排出三爆炸三性混三合物三，使三混合三物的三浓度三不超三过爆三炸下三限。(3三)三减少三氧化三剂含三量。三这种三方法三实质三上是三充填三氮、三二氧三化碳三或其三他不三活泼三的气三体，三使爆三炸性三混合三物中三氧的三含量三不超三过8三%，三就不三会引三起燃三烧。256.三2.三4三静电三防护三措施3、工三艺控三制材料三及设三备的三的选三用1）三带轮三及输三送带三或皮三带应三选用三导电三性好三的材三料的三制作三；2）三用齿三轮传三动代三替带三轮传三动；3）三使物三料与三不同三材料三制成三的设三备或三装置三摩擦三时产三生不三同极三性的三电荷三，相三互中三和；266.三2.三4三静电三防护三措施材料三及设三备的三的选三用4）三搅拌三工艺三应适三当安三排加三料顺三序，三降低三静电三产生三；5）三选用三导电三性工三具，三增加三泄露三途径三等。276.三2.三4三静电三防护三措施(2三)三限制三摩擦三速度三或流三速1）三烃类三燃油三在管三道流三动，三其流三速与三管径三应满三足以三下关三系：v2D≤三0.三642）三铁路三槽车三装油三流速三应满三足以三下关三系：vD三≤0三.8当油三料体三积电三阻率三大于2×1011Ω·三m时，最大三流速三不得三超过7m/三s。286.三2.三4三静电三防护三措施(2三)三限制三摩擦三速度三或流三速3）三汽车三槽车三装油三流速三应满三足以三下关三系：vD三≤0三.5当油三料体三积电三阻率三大于2×1011Ω·三m时，最大三流速三不得三超过7m/三s。4）三管径三12mm的乙三醚管三道、三管径三24mm的二三硫化三碳管三道，三其流三速不三应大三于1～1.三5m/三s；5）脂类三、酮三类、三醇类三液体三，在三管道三内的三流速三不应三大于三9～10m/三s。296.三2.三4三静电三防护三措施（3三）改三变注三油方三式1）三往油三箱、三油罐三注油三时，三应从三底部三压入三。2）三从顶三部往三油箱三、油三罐注三油时三，可三改变三鹤管三的形三状或三将注三油管三插道三底部三。（4三）清三除油三罐或三管道三内的三杂质三或积三水，三以利三于减三少静三电；（5三）合三理选三用防三爆设三备和三装设三松弛三容器三。30三种三较合三理的三注油三方式31鹤管三头的三形状326.三2.三4三静电三防护三措施4、增三湿增湿三适用三于绝三缘体三上静三电的三消除三。但三增湿三主要三是增三强静三电沿三绝缘三体表三面的三泄漏三，而三不是三增加三通过三空气三的泄三漏。三因此三，增三湿对三于表三面容三易形三成水三膜或三表面三容易三被水三润湿三的绝三缘体三有效三，如三醋酸三纤维三、硝三酸纤三维素三、纸三张、三橡胶三等。三而对三于表三面不三能形三成水三膜、三表面三水分三蒸发三极快三的绝三缘体三或孤三立的三带静三电绝三缘体三，增三湿也三是无三效的三。从消三除静三电危三害的三角度三考虑三，保三持相三对湿三度在三70三%以三上较三为好三。336.三2.三4三静电三防护三措施4、三抗静三电添三加剂抗静三电添三加剂三是化三学药三剂，三具有三良好三的导三电性三或较三强的三吸湿三性。三因此三，在三容易三产生三静电三的高三绝缘三材料三中加三入抗三静电三添加三剂，三能降三低材三料的三电阻三，加三速静三电的三泄漏三。如三在橡三胶中三导电三碳黑三、火三药药三粉中三一般三加入三石墨三，石三油中三一般三加入三环烷三酸盐三或合三成脂三肪酸三盐等三。346.三2.三4三静电三防护三措施5、三接地接地三是消三除静三电危三害最三常见三的方三法，三它主三要是三消除三导体三上的三静电三。（1三）三直接三接地三主要三用于三消除三导体三上的三静电三，其三接地三电阻三不大三于1三00三0Ω即可三。（2三）为三使绝三缘体三上的三静电三消除三的较三快，三绝缘三体宜三经过三106--三108Ω的电三阻接三地。356.三2.三4三静电三防护三措施6、三静三电中三和器静电三中和三是利三用静三电中三和器三产生三电子三或离三子来三中和三物体三上的三静电三电荷三。静三电中三和器三主要三用来三中和三非导三体上三的静三电。三按照三工作三原理三和结三构的三不同三，大三体上三可以三分为三感应三式中三和器三、高三压式三中和三器、三放射三线式三中和三器和三离子三风式三中和三器。与抗三静电三添加三剂相三比，三静电三中和三器不三影响三产品三质量三，使三用也三很方三便。36（1）感应三式中三和器工作三原理三如图8-三22所示，生产三物料三上的三静电三在放三电针三感应三出极三性相三反的三电荷，并在三针尖三附近三形成三很强三的电三场。三当局三部电三场强三度超三过30三kV三/c三m时，空气三被电三离，形成三电晕三放电，产生三正离三子和三负离三子。三在电三场的三作用三下，正、三负离三子分三别向三生产三物料三和放三电针三移动，静电三电荷三得到三中和三。37（1）感应三式中三和器38（1）感应三式中三和器液体三管道三用静三电中三和器三的结三构如三图8-三23所示，其全三长1m左右，向内三装放三电针5环，每环3支。39（1）感应三式中三和器优点：不需三要外三加电三源，结构三简单，容易三制作，安装三和维三修也三比较三方便，引燃三危险三性很三小。缺点：不能三消除三临界三电压(一般三在2.三2～5.三8k三V之间)以下三的静三电，即消三电不三够彻三底，而且三作用三范围三小，范围三半径三一般三只有10～20三mm。应用三：感应三式中三和器三可用三于橡三胶、三塑料三、造三纸、三纺织三、石三油化三工等三行业三。感三应式三静电三中和三器应三装在三静电三电压三较高三的位三置。40（2）高压三式中三和器如图8-三24所示，高压三中和三器带三有高三压电三源，即主三要由三高压三电源三和多三支放三电针三的电三晕放三电器三组成。高压三中和三器是三利用三高电三压在三放电三针尖三端附三近，造成三强电三场使三空气三电离三来进三行工三作的三。41（2）高压三式中三和器42（2）高压三式中三和器与感三应式三中和三器相三比，高压三中和三器的三结构三和维三修都三比较三复杂；除直三流高三压中三和器三外，其他三高压三中和三器的三作用三范围三也都三很小三。但三是，由于三高压三中和三器不三是靠三感应，而是三靠外三接高三压电三源来三产生三电晕三的，其消三除静三电比三较彻三底。高压三中和三器可三用于三化纤三、橡三胶、三塑料三、印三刷、三纺织三等行三业。43（3）放射三线中三和器是利三用放三射线三同位三素使三空气三电离，产生三正离三子和三负离三子，中和三生产三物料三上的三静电三。如三图8-三25所示，放射三线中三