静电泄漏和消除方法

1第七讲静电泄漏和消除方法2静电接地实际上是使物体所带电荷向大地泄漏的一种措施。仅当物体具有电荷泄漏特性时静电接地才有效。因此，静电接地适用于静电导体和静电耗散材料。一、静电接地3一、静电接地1、静电接地定义（GJB2527-95）静电接地：物体通过导电、防静电材料或其制品与大地在电气上可靠连接，确保静电导体与大地的静电电位接近。静电接地与通常意义接地的区别（GJB2527-95）：(1)量值不同。通常的接地,接地电阻在Ω量级，而静电接地电阻可以是106Ω或108Ω……,视具体场合而定，它要求比普通接地电阻量级要宽松得多;(2)接地材料可以不同。通常接地使用金属导体接地，静电接地可以使用静电导体。4通过金属导体构成的静电接地系统静电接地直接静电接地间接静电接地2、静电接地方式5通过含有非金属导体、防静电材料或其制品使物体静电接地静电接地直接静电接地间接静电接地通过金属导体构成的静电接地系统2、静电接地方式6对于金属导体，一般采用直接接地；对于其它静电导体或静电消散材料，则不能采用直接接地的办法。应该用导电胶液将其表面的局部或全部与金属导体紧密粘和，然后再将金属导体进行接地，这种连接方式就是间接接地；在进行间接接地时，非金属的静电导体或静电消散材料与金属导体紧密粘和的面积应大于20cm2，同时使这两者之间的接触电阻尽量小。7在静电危险场所通常存在不止一个金属物体时，为了消除金属间电位差、消除静电放电，则需要将所有金属物体都进行直接接地。对于相距较远的大型设备来说：一般不允许将它们串联以后接入接地回路，而必须采用逐个直接接地的方法。对于相距很近的小型金属物体：可将这些金属物体串联起来，然后再将其中一个物体进行直接接地，这种金属物体间的连接方式称为跨接（也叫搭接）。8接地跨接管道跨接目的：是使导体与导体之间以及导体与大地之间都保持等电位，防止导体之间以及导体与大地之间有电位差。跨接（也叫搭接）9静电接地系统由接地体和接地线共同组成。接地体是直接与大地接触的金属导体或金属导体组；用来连接被接地物体和接地体之间的导线称为接地线。3、接地电阻、静电接地电阻与静电泄漏电阻被接地物体接地体接地线接地极10被接地物体接地体接地线接地极作为接地体的金属导体本身的电阻与大地之间的电阻叫接地电阻。它等于金属导体本身的电阻加上接地体与大地之间的流散电阻——泄漏电流从接地体向周围大地流散时土壤所呈现的电阻。实验表明：接地体20m以外可以认为是静电接地中的“地”。（1）接地电阻3、接地电阻、静电接地电阻与静电泄漏电阻111)单根垂直接地体（长3m左右）2)单根水平接地体（长60m左右）3)平板形接地体（水平埋设于地下）4)平板形接地体（直立埋设于地下）0.3eR0.03eR0.22/eRSSRe/253.0式中：─土壤的电阻率/cm；S─平板的面积/m2。（1）接地电阻3、接地电阻、静电接地电阻与静电泄漏电阻人工接地体流散电阻的简化计算公式:12静电接地电阻是指接地点与大地零电位点之间的电阻，它包括被接地物体接地点与接地极之间的接触电阻、连接接地极与接地体间的连接物电阻和接地电阻等三部分之和。3、接地电阻、静电接地电阻与静电泄漏电阻（2）静电接地电阻被接地物体接地体接地线接地极对于金属物体以外的静电导体和静电消散材料进行间接接地时，静电接地电阻要比接地电阻大得多。13静电泄漏电阻是指被研究的物体上观测点与大地之间的总电阻，即电荷从该点泄放到大地所经过的总路程上的电阻。3、接地电阻、静电接地电阻与静电泄漏电阻（3）静电泄漏电阻静电泄漏电阻是评价静电接地良好程度的标准，也是判断带电体上的电荷能否顺畅泄漏的主要依据。被接地物体接地体接地线接地极14为确保静电安全，泄漏电阻的大小主要取决于：一是静电危险场所允许存在的最高静电电位；二是危险场所可能出现的最大静电起电电流。在有易燃易爆气体混合物存在的静电危险场所，一般允许的最大静电电位值即危险电位约为300V；但在火炸药和电火工品及半导体器件行业，或最小点火能在0.1mJ以下的静电危险场所，其危险电位应降至100Ｖ。在目前的工业水平下，实际生产中静电起电电流的范围为10-11~10-4A。641001010kkDDgUURII4、静电接地系统有关电阻的取值范围15关于静电接地、雷电接地及工频电气接地的问题，应作如下考虑：以单纯防静电为目的的接地电阻值要比防雷电和工频电气接地的电阻值大得多。所以，当防静电、防雷电和工频电气三个接地系统共用一个接地体时，接地电阻应按其中的最小值选取，一般为4~10。在设计静电接地系统尤其是人体接地时，要考虑到人体可能接触工频电源时的人身安全问题。通常认为通过人体的安全电流为0.5mA，对于220V的工频交流电，人体对地应有至少0.44M的电阻，一般选1M。4、静电接地系统有关电阻的取值范围16在实际生产中，如果静电接地电阻太小，带电体接近静电接地系统时，可能发生火花放电，放电集中，其热效应可能成为危险的点火源，引起燃爆事故，所以，在特殊危险场所也要限制静电泄漏电流。同时，静电泄漏电流过大时会产生磁场，对某些电子装置的工作造成威胁；因此可以采用增大泄漏电阻的方法减小泄漏电流，但也不能使泄漏电阻过大，以至静电泄漏过于缓慢而在物体上积累起足以致害的静电，这就失去了静电接地的作用。4、静电接地系统有关电阻的取值范围17进行静电接地时，应明确哪些物体可通过静电接地有效地泄漏静电，哪些则不能或效果甚微。静电接地实际上是使物体所带电荷向大地泄漏的一种措施。因此，仅当物体具有电荷泄漏特性时静电接地才是有效的。一般来说，静电导体材料和静电消散材料都具有转移电荷的特性，可使电荷很快泄漏，绝缘体基本上不具有转移电荷的能力。5、静电接地方式选择18（1）金属导体一般是直接接地的对象；活动的金属导体或特殊的金属导体有时需要间接接地。（2）金属导体以外的静电导体和静电亚导体以及表面电阻率在1012以下的物体是间接接地对象。（3）静电非导体（表面电阻率在1012以上的物体），一般不能作为接地对象。（4）人体作为一种特殊的静电导体，既是直接接地对象（如用腕带等），也是间接接地对象（如通过防静电鞋和防静电地面等达到静电接地的目的）。5、静电接地方式选择19静电接地的基本设施一般包括：接地系统（接地装置）、导电或防静电工作台、导电或防静电地面等。（1）接地装置接地装置主要由接地体、接地干线和接地支线组成。一般情况下，不需要单独铺设用于静电接地的接地体，只需要将静电接地线接到用于电气安全保护接地装置的接地体上即可。如果场所中没有其它接地装置，需要埋设静电接地体。6、静电接地设施与实施方法20静电接地所用的接地体，可用一根长度不小于2m的金属导体，水平埋入距地面0.5m以下的土壤中，构成接地体。接地体的选材和最小尺寸为：扁钢40mm4mm，角钢25mm4mm或钢管40mm、壁厚3.5mm。伸入地中的钢筋混凝土建筑物的基础、金属管道和设备等亦可兼作静电接地体使用。6、静电接地设施与实施方法21接地干线应有足够的机械强度，要经久耐用、便于固定。接地干线可采用镀锌的25mm4mm的扁钢或8mm以上的圆钢。接地支线可用截面积2mm2到10mm2的多股裸铜线或铜芯电线，也可用多股不锈钢编织带。接地体、接地干线、接地支线之间的连接点均应焊接连接或螺栓连接。埋地部分只许焊接。焊接时，其搭焊长度必须是扁钢宽度的二倍或圆钢直径的六倍。用螺栓紧固连接时，应防止锈蚀、污染、脱落、电化腐蚀。6、静电接地设施与实施方法22地线埋设示例6、静电接地设施与实施方法23可移动的金属容器可使用接拆方便的接地夹具直接夹在金属容器的接地极上，使被接地物体与接地线在电气上可靠连接。可移动的机具通过防静电胶轮使其同防静电地面与大地构成静电通路。输送粉体火炸药的输送皮带应为防静电或导电橡胶制品，并通过金属支撑物接地。在静电危险场所输送电发火弹药的链扳机输送带为木板时应刷涂防静电油漆，并通过金属轴等支撑物使其静电接地。6、静电接地设施与实施方法24（2）防静电工作台工作台的台面应为防静电材料并可靠接地。（3）防静电地面设置防静电（或导电）地面是泄漏人体与活动设备上电荷的基本措施之一。根据场地、任务性质不同，可设置不同的防静电地面。一般在防静电等级不高的情况下，普通水泥地（含水磨石地）可作为防静电地面使用。6、静电接地设施与实施方法25（3）防静电地面在处理各种火炸药的危险场所及存在易燃易爆气体的区域，需设置不发火地面时，防火花与防静电应兼顾。可使用导电胶板、防静电胶板铺盖地面并可靠接地；也可使用不发火防静电水泥地面或不发火的防静电沥青地面。处理粉体、小粒火炸药和烟火药场所的地面应是无裂缝的整体性防静电地面。防静电胶板等非金属物体的接地，应该选用面积大于20cm2的金属板作为地线直接焊接的接地板，接地板与非金属物体应该紧密接触，接触面之间应用导电胶液粘接。6、静电接地设施与实施方法26（1）人体静电接地的基本方法人穿导电或防静电鞋、袜（不准用绝缘鞋垫）并通过防静电地面使人体与大地构成静电通路；操作人员坐的椅子、凳子应静电接地，不应有绝缘衬垫和绝缘脚。在特别危险的场所或操作静电敏感电子器件的场所，操作人员还应该穿防静电工作服。必要时，人体应该使用腕带直接静电接地。7、人体与典型设备静电接地方法2728（2）火箭和飞机的静电接地和跨接火箭在发射前，必须可靠地静电接地。火箭外壳的各箱段、载入体及弹体结构的各部分之间应该电跨接良好，跨接电阻应小于25m。飞机着陆或停在机场时，应该采用导电轮胎、接地钢索、停机接地线、接地刷、接地棒、接地锥等实施静电接地。直升机接近地面处悬停或装卸货物时，也应使用导电绳索使飞机静电接地，避免静电放电。飞机在飞行时会积累静电电荷，所以飞机的金属构件之间应采用永久性固有的跨接，如焊接、煅压等。使跨接电阻值1。以保证飞机在飞行中不会出现缝隙间的电弧放电。29飞机加油过程中的静电接地⑥①②③④⑤⑦⑧指定接地点接加油栓管道加油栓井口软管手推车注意：按照圆圈内数字的顺序连接30（3）油罐汽车的静电接地油罐汽车属于地面上的移动设备，其轮胎应使用导电橡胶轮胎。注意接地时间和场所的选择。以装油为例，装油时先接地后接油管，拆卸油管时先拆油管并经适当的静置时间后再拆地线。接地导线的连接位置尽量取在汽车侧面或后部，特别应避免进油口和出油口等开口部位实行跨接。31油罐汽车与装油系统的跨接32可搬动的装有可燃性液体的金属容器，如油桶、油壶等的接地一般应使用导电性垫或裸露出的金属板实现，但接地时应切实检查容器、地面和垫的表面不应有绝缘性污染和涂膜等。容器在进行作业时，应与注油设备实行跨接。使用带有连接器具的接地导线进行接地操作时，必须在装液体之前进行；装完后，需经过一段静置时间后才能将接地线拆除。（4）容器类的静电接地33油壶或油桶与注油设备的跨接34火炸药、起爆药、电火工品等易燃易爆介质的体积电阻率一般都较高，即使将它们置于金属容器内将容器接地也不能在短时间内消除其静电；有时，直接接地反而容易造成工装与火药间产生放电火花，更增加了危险性。所以，除了设置静置时间外，应采取间接接地。（5）火炸药生产设备的静电接地35二、空气加湿绝大多数高分子材料的表面电阻率和湿度有关，随着空气相对湿度的提高，材料的表面电阻率逐渐下降。织物的表面电阻与湿度的关系1、醋酸纤维2、锦纶3、丝4、羊毛5、粘胶纤维6、棉361、湿度对材料静电性能的影响（1）高分子材料中如果含有-OH、-NH2、-COOH、-OCH3等亲水基和C＝O键，材料就很容易吸收空气中的水分子。（2）高分子材料的表面缺陷、悬挂键的存在都有吸附空气中水分子的倾向。（3）当相对湿度提高时，水分子容易被物体吸收或附着在表面，形成一层很薄的水膜。（4）由于水分子具有强极性，以及溶解在水中的杂质（如二氧化碳）的导电作用，可以大大降低物体的表面电阻率，显著改善其导电性能。371、湿度对材料静电性能的影响实验研究表明：普通楼房墙壁当空气相对湿度由10%变化到6