静电放电的危害与防护

摘要 人类在生产和生活中，随处都有可能产生静电，静电与我们息息相关，静电放电有时会给人类带来生命危险和巨大的财产损失。由于静电的产生具有隐蔽性、潜在累积性、随机性及复杂性，不容易被人们觉察到，因此我们非常有必要了解静电的产生、危害与防护措施。

关键词 静电放电；危害；防护

中图分类号O441 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0036-02

1 静电和静电放电的基本概念以及危害举例

通俗地来讲，静电就是静止不动的电荷。它一般存在于物体的表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。静电是通过电子或离子转移而形成。静电放电：处于不同静电电位的两个物体间的静电电荷的转移就是静电放电。这种转移的方式有多种，如接触放电、空气放电。静电的危害很严重如世界上有数十颗卫星因静电放电发生故障，第一个阿波罗载人宇宙飞船因静电放电导致火灾、爆炸，使三名宇航员丧生，在我国在上个世纪中后期，石化企业曾发生30多起较大的静电事故。

2 静电的产生及其特性

静电的产生主要有摩擦起电和感应起电通常发生于绝缘体与绝缘体之间或者绝缘体与导体之间；后者则发生于带电物体与导体之间，两种物体无需直接接触。静电就是物体表面的一种处于相对稳定状态的电荷，它所产生的效应包括带电体之间力的作用和电场。通常把静电带电体与另一个物体或大地看成一个电容器，实际环境中产生的静电电压通常是指带电体与大地之间的电位差。静电的产生有以上原因他特性如下所说库仑定理表明电压、电荷和电容的关系Q=C*U例如：Q=1nF,C=1pF,那么U=Q/C=（1×10-9C）/（1×10-12F）=1000V人体不一定能感知静电当 U≤3KV，人体很难感知当 5KV≥U＞3KV时，人体能通过皮肤感知当 10KV≥U＞5KV时，人体能听见当 U＞10KV时，人体能看见产生火花。

3 电子产品静电放电失效情况

根据RAC统计，在所有硬件故障中，器件静电放电失效率占15％，而高静电敏感的器件静电放电失效率高达60％左右。静电放电引起半导体器件损伤，使器件立即失效的几率约为10％，而90％的器件则是引入潜在性损伤，损伤后电参数仍符合规定要求，但减弱了器件抗过电应力的能力，在使用现场容易出现早期失效。一般来讲，在产品生产过程中发现一例静电放电失效，那么同一批次产品在现场就会陆续发生十例静电放电失效。静电损伤是一种偶然事件，一般讲是与时间无关的，所以不能通过老化筛选方法加以剔除，相反，由于在老化过程中，由于湿度相对较低，静电放电控制不利的话，反而会提高其失效比例。

4 化工液体产生的静电及限制

液体在管路输送过程中，或流过软管时，由于液体间的摩擦，或由于液体与泵发生摩擦而产生静电。在其他条件相同时，静电与流速的1.8~2次方成比例。为限制静电，应注意：1）烃类油料的流速不应超过一定的数值；2）在输送能力相同的条件下，应将配管和软管的直径加大，将流速减小；3）不应有湍流或急剧变化的输送状态，配管应尽量减少弯曲和收缩的部分，配管内壁应光滑。管内不要装设金属网、突出物等。过滤器应尽量设置于流源侧；4）在任何局部和任何时间内流速都不应有急剧变化，输送初期和终了时应控制在小的流速，中期流速不得超过规定值；5）液体中不得混入空气、水、灰尘和氧化物（锈等）等杂物；6）应在配管和软管的终端部装设直径大的、减小流速用的缓和管段和缓和罐等；7）用油轮、罐车、油罐汽车、罐和其他容器输送液体时，应注意由于罐的振动，液体与器壁摩擦而产生静电。输送时移动速度不应急剧变化，应尽量匀速移动；在罐内应设隔板加以隔开，不应使液体起波浪或飞溅；液体中不得混入杂物；罐的内部应定期清扫。

5 静电危害的基本条件和防护的基本原则

静电危害的预测依据形成静电危害的3个基本条件，只要有一个条件不满足，则可认为静电危害不会发生。如果3个条件都满足，则说明存在静电危害的可能性。

1）分析能否形成危害静电源：一般来说，环境相对湿度在65%以上难以形成静电危害源；

2）分析静电危险场所：分析敏感物质的静电感度和最小点火能量；

3）比较静电放电能力和敏感物质的敏感能量：预测能否发生燃爆性静电危害。静电防护的基本原则：（1）控制静电起电量和电荷积聚，防止危险静电源的形成；（2）使用静电感度低的物质，降低场所危险程度；（3）是采用综合防护技术，阻止静电放电能量耦合。

6 静电危害防护方案

静电危害防护方案主要有以下几种，接地（对可接地导体最有效）导体接地是解决导体上的静电问题最佳方案；但对于绝缘体上的静电问题，则完全无用。由于人体为导体，故我们使用接地方法把人体上的静电导走。由于把人体接地，即是把人体与其他电气设备连接，为避设备漏电时伤害人体，故于上述静电控制设备，皆炔1 Mohm的电阻，以确保漏电电流不影响人体。对于产品，与可能提供接地途径。化学涂层在绝缘体表面涂上亲水性高的化学涂料，可令静电荷完全分布并导走。但对很多电子元件皆不可行。湿度控制，增加湿度可减少静电荷的产生和积聚机会，但很多电子工业的生产程序对湿度控制有要求（45% ~65%）。屏蔽（储存和运输时最佳方案），把产品放进屏蔽容器内，防止外静电场的影响，和在容器然疃时，并不会产生静电。这方法只能在储存和运输时使用。离子产生器（处理绝缘体和隔离导体上的静电荷最佳方案）用离子风机把离子吹向带电表面，共性离子会中和带电表面上的静电荷，而同性离子则被排斥拒走。

7 防静电具体措施

1）对静电敏感的产品做好明确的标示；2）避免零散部件互相摩擦，产生静电；

3）对静电敏感的产品，只利用防静电容器作储存和运输；4）防静电容器应远离任何可引起静电放电的材料；5）对静电敏感的产品，只容许已接地人员在防静电区冉哟ィ6）接地人员须穿妥接地制服，如手腕带和导电鞋；7）清理工作桌上不需要的物品；8）只容许最少的操作人员在防静电区内工作；9）把所有静电防控设备安稳接地；10）使用监控测试仪器，定期监察成效。

参考文献

[1]刘尚和，武占成.静电放电及危害防护[M].北京：北京邮电大学出版社，2004.

[2]何伦明.最新防静电放电安全危害防护与新技术新标准新规范实用手册[M].北京：中国石化出版社，2006.