2025年静电危害试题及答案

2025年静电危害试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列哪种物质在常温常压下最容易因摩擦产生并积累高静电？A.玻璃（表面电阻率10¹⁶Ω·cm）B.不锈钢（表面电阻率10⁻⁶Ω·cm）C.潮湿木材（表面电阻率10⁸Ω·cm）D.纯棉布料（表面电阻率10⁹Ω·cm）2.某电子元件生产车间环境湿度长期低于30%RH，工人操作时多次出现元件被静电击穿的现象。其主要原因是：A.低湿度导致空气离子浓度降低，静电泄漏路径受阻B.低湿度使材料表面电阻降低，静电积累速度加快C.低湿度增强了人体与设备的电容耦合，放电能量增大D.低湿度促进了材料表面的氧化反应，增加了电荷分离概率3.以下静电防护措施中，属于“中和法”的是：A.为运输汽油的槽车安装接地链B.在印刷车间安装离子风机C.将塑料管道替换为金属管道D.要求工人穿戴防静电工作服4.某化工企业储存甲苯（闪点4℃）的储罐区，测得储罐内壁静电电位达8kV，此时最可能引发的危害是：A.储罐金属外壳腐蚀加速B.甲苯分子发生聚合反应C.静电放电点燃甲苯蒸气D.操作人员出现电休克症状5.关于人体静电的描述，错误的是：A.人体静电电位可达数千伏，但放电能量通常小于1mJB.穿绝缘鞋在地毯上行走时，人体静电积累速度加快C.人体静电放电可能干扰心脏起搏器正常工作D.人体接触接地导体时，放电电流与人体电容成反比6.某面粉加工厂未对除尘管道采取静电防护措施，导致管道内积累大量静电。若管道内粉尘浓度处于爆炸极限范围内，最可能的点火源是：A.电晕放电（能量约0.1mJ）B.刷形放电（能量约1mJ）C.火花放电（能量约10mJ）D.沿面放电（能量约5mJ）7.下列材料中，适合用于制造电子元件生产车间工作台面的是：A.普通塑料板（表面电阻率10¹⁴Ω）B.防静电橡胶板（表面电阻率10⁹Ω）C.钢化玻璃板（表面电阻率10¹⁵Ω）D.不锈钢板（表面电阻率10⁻⁶Ω）8.某油库卸油时，未按规定静置30分钟即开始作业，导致油罐内静电电位过高。静置的主要目的是：A.使油品温度与环境平衡，减少热胀冷缩影响B.让油品中的水分沉降，降低导电率C.促进油品中电荷向接地金属壁迁移，减少积累D.等待操作人员完成安全培训，避免操作失误9.下列静电测量仪器中，用于直接测量物体表面电位的是：A.兆欧表（测量绝缘电阻）B.静电电压表（非接触式）C.法拉第筒（测量电荷量）D.接地电阻测试仪10.某实验室操作高纯度乙炔气体（爆炸极限2.5%-80%），为防止静电引发爆炸，错误的做法是：A.使用铜质管道输送气体B.控制气体流速不超过4m/sC.在管道连接处使用绝缘法兰D.定期检测管道接地电阻11.关于静电感应起电的描述，正确的是：A.只有导体与绝缘体接触时才会发生B.带电体靠近导体时，导体两端会感应出等量异号电荷C.感应起电的电荷量与带电体的初始电荷量无关D.绝缘体不会发生静电感应现象12.某纺织厂梳理机因静电导致纤维缠绕，采取“增湿”措施后效果显著。增湿的主要原理是：A.水分在纤维表面形成导电膜，降低表面电阻率B.水分子与纤维摩擦产生反向电荷，中和静电C.高湿度环境中空气击穿电压升高，减少放电D.水分增加纤维重量，降低运动速度，减少摩擦13.下列场景中，静电危害表现为“电磁干扰”的是：A.加油站加油时，静电火花点燃油气B.手机电路板因静电放电导致芯片损坏C.煤矿井下瓦斯传感器因静电干扰误报D.工人接触金属门时被静电电击，引发摔倒14.某企业使用防静电地坪，其表面电阻率应控制在：A.10³-10⁵ΩB.10⁶-10⁹ΩC.10¹⁰-10¹²ΩD.10¹³-10¹⁵Ω15.关于静电放电（ESD）对电子元件的损伤，错误的是：A.电压型损伤（如MOS管栅极击穿）通常由高电位差引起B.电流型损伤（如集成电路金属线熔断）通常由大电流引起C.隐性损伤会导致元件参数漂移，早期难以检测D.所有ESD损伤均会立即导致元件功能失效二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.绝缘体因电阻率高，无法通过接地释放静电，因此不需要接地。（）2.人体静电放电能量与人体电容和电位的平方成正比（E=½CU²）。（）3.汽油的电导率越低（如<50pS/m），越容易积累静电。（）4.在爆炸危险场所，应优先使用塑料材质的工具，避免金属工具碰撞产生火花。（）5.离子风机通过产生正负离子中和物体表面静电，适用于无法接地的绝缘体。（）6.静电屏蔽的原理是利用导体外壳将内部电场与外部隔离，外壳接地后效果更佳。（）7.纸张在高速印刷时因摩擦产生静电，会导致套印不准、纸张粘连等问题。（）8.为减少静电积累，输送高电阻率液体（如苯）的管道应尽量使用绝缘材质。（）9.人体穿戴防静电服后，可完全消除人体静电，无需再接触接地体释放电荷。（）10.静电除尘技术利用了静电吸附原理，通过高压电场使粉尘带电后被电极捕获。（）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述静电产生的三种主要方式及其典型场景。2.说明“静电引燃”需满足的四个必要条件，并举例化工生产中可能违反的场景。3.列举电子制造车间静电防护的“五要素”，并分别解释其作用。4.对比“泄漏法”与“中和法”在静电防护中的应用差异，各举2例说明。5.某石油储罐区检测到罐内油品静电电位达15kV，分析可能的原因并提出3项针对性整改措施。四、案例分析题（20分）背景：2024年11月，某新能源电池厂发生一起静电引发的燃爆事故。事故现场为锂电池极片干燥车间，工人在更换PET隔离膜卷（表面电阻率10¹⁴Ω）时，未关闭设备，直接用手拉扯膜卷。突然，膜卷与金属导辊之间产生火花，引燃空气中的NMP（N-甲基吡咯烷酮，闪点82℃，爆炸极限1.3%-9.5%）蒸气，造成2人轻伤，设备局部损坏。调查发现：-车间环境湿度长期低于25%RH；-PET膜卷未采取任何静电防护措施；-工人未穿戴防静电手套，仅穿普通棉质工作服；-金属导辊接地电阻为15Ω（标准要求≤4Ω）；-车间未安装静电监测报警装置。问题：1.分析事故直接原因和间接原因（8分）；2.指出操作过程中的3项违规行为（6分）；3.提出5项针对性的整改措施（6分）。参考答案一、单项选择题1.A（玻璃表面电阻率极高，电荷难以泄漏，易积累静电）2.A（低湿度下空气干燥，材料表面吸附的水分减少，表面电阻率升高，静电泄漏受阻）3.B（离子风机通过释放正负离子中和静电，属于中和法；接地、金属管道、防静电服属于泄漏法或屏蔽法）4.C（甲苯闪点低，8kV静电放电能量足以点燃其蒸气）5.D（人体放电电流I=U/R，与人体电容无关；电位U=Q/C，电容越小，电位越高）6.C（火花放电能量大，面粉爆炸所需最小点火能量约为10mJ，与火花放电能量匹配）7.B（防静电工作台面需表面电阻率在10⁶-10⁹Ω，兼顾绝缘与泄漏能力）8.C（静置可使油品中电荷向金属壁迁移并通过接地释放，降低电位）9.B（静电电压表通过非接触方式测量表面电位；法拉第筒测电荷量，兆欧表测电阻）10.C（绝缘法兰会阻断接地路径，导致管道静电积累；铜质管道可导电，控制流速可减少摩擦起电）11.B（导体靠近带电体时，近端感应异号电荷，远端感应同号电荷；绝缘体也会发生感应极化，但无自由电荷移动）12.A（水分在纤维表面形成薄水膜，降低表面电阻率，促进静电泄漏）13.C（传感器误报属于电磁干扰；A为引燃，B为元件损伤，D为电击伤害）14.B（防静电地坪表面电阻率需在10⁶-10⁹Ω，既避免静电积累，又防止瞬时大电流）15.D（隐性损伤可能导致元件参数缓慢漂移，早期功能正常，后期失效）二、判断题1.×（绝缘体虽无法通过接地直接释放静电，但可通过增湿、中和等方式防护）2.√（能量公式E=½CU²，与电容和电位平方成正比）3.√（电导率低的液体电荷迁移慢，更易积累静电）4.×（塑料工具易积累静电，爆炸场所应使用防静电或金属接地工具）5.√（离子风机适用于绝缘体，无法接地的物体可通过中和消除静电）6.√（导体外壳接地后，内部电场被屏蔽，外部电场也不会影响内部）7.√（静电会导致纸张吸附、偏移，影响印刷精度）8.×（高电阻率液体需使用金属管道并接地，绝缘管道会加剧静电积累）9.×（防静电服可减少静电产生，但仍需接触接地体释放残留电荷）10.√（静电除尘利用电场使粉尘带电，被电极吸附）三、简答题1.静电产生的三种主要方式及场景：-接触-分离起电：两种不同材料接触后分离，因表面电子或离子转移产生静电。典型场景：塑料与金属摩擦、衣物与皮肤接触后分离。-感应起电：带电体靠近导体时，导体两端感应出等量异号电荷。典型场景：带电云层靠近金属屋顶，屋顶感应出电荷。-电解起电：液体在管道中流动时，因液体分子与管壁的界面双电层分离产生静电。典型场景：汽油在金属管道中高速流动。2.静电引燃的必要条件及化工违规场景：必要条件：①静电电荷积累到足够高的电位（通常>3kV）；②静电放电能量达到可燃物的最小点火能量；③放电点周围存在可燃气体/蒸气/粉尘与空气的混合物（浓度在爆炸极限内）；④放电形式为有效点火源（如火花放电、刷形放电）。化工违规场景示例：未对苯储罐接地，导致罐内静电电位达10kV；未检测罐内苯蒸气浓度（实际处于1.2%-8.0%爆炸极限）；管道流速过快（>4m/s）导致强电解起电；使用塑料工具操作，引发刷形放电。3.电子制造车间静电防护五要素及作用：-接地系统：通过低电阻路径将设备、工作台的静电导入大地（作用：提供静电泄漏通道）。-防静电材料：使用表面电阻率10⁶-10⁹Ω的工作台、包装材料（作用：减少静电产生，促进缓慢泄漏）。-环境控制：保持湿度40%-60%RH（作用：增加材料表面导电性，抑制静电积累）。-人员防护：穿戴防静电服、鞋、腕带（作用：降低人体静电电位，避免直接放电）。-静电监测：安装静电电压表、离子风机检测仪（作用：实时监控静电风险，及时预警）。4.泄漏法与中和法的应用差异及示例：-泄漏法：通过降低物体表面电阻率，使静电沿表面或内部泄漏到大地。适用对象：导体或静电耗散材料。示例：油罐车接地链（导体泄漏）、防静电地坪（耗散材料泄漏）。-中和法：通过释放相反电荷的离子，中和物体表面静电。适用对象：绝缘体（无法接地）。示例：电子车间离子风机（中和PCB板静电）、印刷机静电消除器（中和纸张静电）。5.储罐静电电位高的原因及整改措施：可能原因：①油品电导率低（如<50pS/m），电荷迁移慢；②卸油流速过快（>4.5m/s），电解起电增强；③储罐接地不良（接地电阻>10Ω），电荷无法有效释放；④罐内存在杂质（如水珠），加剧电荷分离。整改措施：①控制卸油流速≤4m/s，减少摩擦起电；②检测并修复接地系统，确保接地电阻≤4Ω；③向油品中添加抗静电剂（如环烷酸铬），提高电导率至50-200pS/m；④卸油后静置30分钟，待电荷充分泄漏；⑤安装静电监测仪，实时监控电位（超过5kV时自动报警）。四、案例分析题1.事故原因分析：-直接原因：PET隔离膜与金属导辊因摩擦产生高静电（表面电阻率10¹⁴Ω，电荷难以泄漏），电位超过空气击穿场强（约3kV/mm），发生火花放电；放电能量达到NMP蒸气的最小点火能量（约0.7mJ），引燃蒸气。-间接原因：①环境湿度低（25%RH），加剧静电积累；②导辊接地不良（电阻15Ω>4Ω），无法有效释放静电；③未对PET膜采取中和措施（如离子风机）；④工人防护不足（未戴防静电手套）；⑤缺乏静电监测报警装置。2.违规行为：-更换膜卷时未关闭设备（高速运转的导辊与膜卷摩擦加剧静电产生）；-未穿戴防静电手套（人体直接接触高绝缘材料，加剧电荷转移）；-未对PET膜卷采取静电防护措施（如使用抗静电膜或安装离子消除器）。3.