2023学年完整公开课版静电的产生

静电防护

兰建功课程要求主要介绍静电产生的原因、危害和静电消除方法和防范措施。静电导致加油站爆炸事故静电导致火灾事故课程要求静电导致加油站爆炸事故静电导致火灾事故静电：并非绝对静止的电，而是在宏观范围内暂时失去平衡的相对静止的正电荷和负电荷

静电现象是十分普遍的电现象

特别是生产工艺过程中产生的静电可能引起爆炸及其他危险和危害目录CONTENTS12静电的产生静电的危害3静电防护措施01章节PART静电的产生静电的产生

摩擦能够产生静电——为什么？不仅仅是摩擦时，而是只要两种物质紧密接触而后再分离时，就可能产生静电静电的产生是同接触电位差和接触面上的双电层直接相关的静电的产生

接触——分离起电

两种物体接触，其间距离小于

25×10-8cm

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静电的产生

按照两种物质间双电层的极性，把相互接触时带正电的排在前面，带负电的排在后面，依次排列下去，可以排成一个长长的序列，这样的序列叫做静电序列或静电起电序列

同一静电序列中，前后两种物质紧密接触时，前者失去电子带正电，后者得到电子带负电静电的产生

下面是一个典型的静电序列：(+)

玻璃-头发

尼龙

(nylon)-羊毛

人造纤维-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

(-)从列出的静电序列可以知道，玻璃与丝绸紧密接触或摩擦时，玻璃带正电，丝绸带负电物质呈现的电性在很大程度上还受到物质所含杂质成分、表面氧化和吸附情况、温度、湿度、压力、外界电场等因素的影响，有可能与序列指示的不相符合

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

静电的产生

(3)感应起电

当

B导体与接地体

C相连时，在带电体

A的感应下，端部出现正电荷，但

B导体对地电位仍然为零当

B导体离开接地体

C时，虽然中间不放电，但

B导体成为带电体

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

除上述几种主要的产生静电方式外，电解、压电、热电等效应也可能产生双电层或起电静电的消失

静电的消失有两种主要方式，即中和和泄漏中和主要是通过空气发生的泄漏主要是通过带电体本身及其相连接的其他物体发生的

静电的消失

1.静电中和

(1)电晕放电

(2)刷形放电

发生在带电体尖端附近或其他曲率半径很小处附近的局部区域内在这些很小的区域内，电场强度很高，其他分子发生电离，产生薄薄的电晕层，形成电晕放电。有时，电晕放电伴有嘶嘶声和淡蓝色光电晕放电时，间隙内气体电离不完全，电流很小。电晕放电的能量密度不高，如不发展则没有危险

火花放电的一种，其放电通道有很多分支，而不集中在一点，放电时伴有声光

传播型刷形放电形成密集的火花，火花能量较大，引燃危险性也大

静电的消失

(3)火花放电

指放电通道火花集中的火花放电，即电极上有明显的放电集中点的放电火花放电时伴有短促的爆裂声和明亮的闪光在易燃易爆场所，火花放电有很大的危险(4)雷型放电

当悬浮在空气中的带电粒子形成大范围、高电荷密度的空间电荷云时，可能发生闪电状的所谓雷型放电雷型放电能量大，则引燃危险大

静电的消失

2.静电泄漏

绝缘体上较大的泄漏有两条途径：一条是绝缘体表面泄漏；另一条是绝缘体内部泄漏。前者遇到的是表面电阻；后者遇到的是体积电阻

很多易起电材料的电阻率都很高其上静电泄漏很慢

因为绝缘体静电泄漏很慢，所以，同一绝缘体各部分可能在较长时间内保持不同的电压。或者说，同一绝缘体某些部位的电压可能不高，而另一些部位可能带有危险电压

湿度对静电泄漏的影响很大随着湿度增加，绝缘体表面凝成薄薄的水膜，并溶解空气中的二氧化碳气体和绝缘体析出的电解质，使绝缘体表面电阻大为降低，从而加速静电泄漏空气湿度降低，很多绝缘体表面电阻率升高，静电泄漏变慢，静电的危险性增大因此，静电事故多发生在干燥的季节吸湿性越大的绝缘体，其静电受湿度的影响也越大

静电的影响因素

静电的产生和积累受材质、工艺设备和参数、环境条件等因素的影响

1.材质和杂质的影响

固体材料

电阻率为

1×107Ω·m以下者，由于泄漏较强而不容易积累静电电阻率1×109Ω·m以上者，容易积累静电，造成危害

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液体材料在一定范围内，静电随着电阻率的增加而增加；超过某一范围以后，随着电阻率的增加，液体静电反而下降实验证明，电阻率为1×1010Ω·m左右的液体最容易产生静电；电阻率为1×108Ω·m以下的液体，由于泄漏较强而不容易积累静电；

电阻率为1×1013Ω·m以上的液体，由于其分子极性很弱而不容易产生静电粉体

当管道、搅拌器或料槽材料与粉体材料相同时，不容易产生静电，而且粉体带电情况也不规则，有的带正电，有的带负电，也有的不带电，其带正电的颗粒数与带负电的颗粒数大致相等静电的影响因素

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，颗粒越小者，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●接触一分离速度越高，产生静电越多●液体流速和管径对液体静电影响很大设备的几何形状也对静电有影响如：平皮带与皮带轮之间的滑动位移比三角皮带大，产生的静电也比较强烈过滤器会大大增加接触和分离程度，可能使液体静电电压增加十几倍到100倍以上静电的影响因素

容易产生和积累静电的工艺过程(1)固体物质大面积的摩擦，如纸张与银轴摩擦、橡胶或塑料碾制、传动皮带与皮带轮或辘轴摩擦等

固体物质在压力下接触而后分离，如塑料压制、上光等，固体物质在挤出、过滤时与管道、过滤器等发生摩擦，如塑料的挤出、赛璐珞的过滤等(2)固体物质的粉碎、研磨过程，粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程，悬浮粉尘的高速运动等(3)在混合器中搅