【正文】 。放電時(shí)兩導(dǎo)體間的空氣被擊穿，形成“快如閃電”的火花通道。 放電時(shí)有聲光，放電通道一般不形成分叉，電極上有明顯放電集中點(diǎn)，釋放能量比較集中，引燃能力很強(qiáng)，主要發(fā)生在相距較近外形較光滑的帶電金屬間。一般地說，刷型放電釋放的能量可高達(dá) 4mj。當(dāng)絕緣體相對(duì)導(dǎo)體是正電位時(shí)，在絕緣體上產(chǎn)生的放電區(qū)域?yàn)榫鶆虻膱A狀，放電面積較小，釋放的能量也較少。帶電絕緣體可以是固體、氣體或低電導(dǎo)率液體。當(dāng)靜電電位足夠高時(shí)，可引發(fā)電暈放電，而電暈放電形成的電磁干擾會(huì)對(duì)飛機(jī)、航天器、導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，造成制導(dǎo)失靈或通信中斷，引發(fā)事故。這就是所謂特里切爾（ Trichel）脈沖（由他于 1938年首次發(fā)現(xiàn)）。因此一般不具備引燃能力。從電暈放電產(chǎn)生的電暈的形狀來看，負(fù)電暈是包圍著放電尖端的均勻光暈圈，而正電暈則呈現(xiàn)出非均勻的絲狀。當(dāng)放電尖端為負(fù)極性時(shí)，產(chǎn)生的電暈稱為負(fù)電暈放電。另外，處在空氣中的帶電體及接地表面上有突起或楞角部分，當(dāng)其帶電體的電位足夠高時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電暈放電。對(duì)于兩極間的靜電放電，只有當(dāng)某一電極或兩個(gè)電極本身的尺寸比起極間距離小得多時(shí)才會(huì)出現(xiàn)電暈放電。 電暈放電有時(shí)有聲光，氣體介質(zhì)在物體尖端附近局部電離，并不形成放電通道。 接觸分離和活動(dòng)帶電 感 感應(yīng)和觸摸帶電 帶電 人體感應(yīng)靜電 感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果 靜電感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果測(cè)試結(jié)果感應(yīng)感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果靜感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果電測(cè)試結(jié)果 感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果 感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果感應(yīng)靜電測(cè)試結(jié)果在干燥地面人體行走起電過程 不同地面和不同濕度時(shí)人體靜電電壓 不同活動(dòng)形式的人體靜電 人體靜電測(cè)試儀 人體靜電消除器 及案例 靜電放電的主要種類 靜電危害 靜電危害的安全界限 案例 靜電放電的主要種類 靜電放電是帶電體周圍的場(chǎng)強(qiáng)超過周圍介質(zhì)的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，因介質(zhì)電離而使帶電體上的電荷部分或全部消失的現(xiàn)象。 例如：在相對(duì)濕度 39%的情況下，人體從鋪有 PVC薄膜的軟椅上突然起立時(shí)人體電位可達(dá)18KV。 氣體靜電與氣體的性質(zhì)、噴出速度，管徑及材質(zhì)，固體或液體微粒的性質(zhì)及幾何形態(tài)、壓力、密度、溫度等有關(guān)。 這些成懸浮狀態(tài)的粒子與原來液體的連續(xù)相有完全不同的性質(zhì) 。 4o 約 177。觀測(cè)到的最大空間電位為 50kV，最大電荷密度為 50nC/m3。實(shí)測(cè)表明：混裝船的壓艙水激涌時(shí)所產(chǎn)生的靜電位與油輪洗艙時(shí)的靜電位非常相近。 事后進(jìn)行的大量調(diào)查研究與實(shí)驗(yàn)研究證實(shí) ， 這些事故 ， 均與壓艙水 （ 為了配載平衡和船舶穩(wěn)度的需要人為裝載的海水又稱壓載水 ） 有關(guān) 。 ? ?RCCRQ 2/152/124 10e x p5 1 0 ???下表給出了幾艘輪船洗艙水噴霧起電所形成的空間電荷密度實(shí)測(cè)值 。 Blanchar(1963)以及Iribarne和 Mason(1967)的實(shí)驗(yàn)表明 ， 氣泡破裂時(shí)噴射出來的小液滴所帶電荷與氣泡半徑 、 溶液濃度以及破裂前氣泡的壽命有關(guān) 。他們使一個(gè)直徑約為 12mm的水滴下落 12m以后，在一對(duì)產(chǎn)生垂直電場(chǎng)的水平電極間破碎，使較大碎滴無濺射地通過法拉第筒以測(cè)出其電量，而破碎的體積可在收集稱量后確定。然而，當(dāng)使兩個(gè)水滴碰撞后的不穩(wěn)定水滴在 8m/s的穩(wěn)定上升氣流中破碎成若干較大的碎滴時(shí)，產(chǎn)生的電量與 Simpson和 Zeleny發(fā)現(xiàn)的量級(jí)相同。 研究者 α值 β值 主要條件 Koszman and Gavis 管道直徑在~ Sch246。 ? ?? ?vleIvI ????目前 ， 對(duì)于無限長(zhǎng)管道 ， 在紊流狀態(tài)下 ，沖流電流的飽和值 Is， 國(guó)際上許多研究者承認(rèn)用以下公式計(jì)算： ??dAvIs?式中 A由液體的各種物理參數(shù) ， 如密度 、 粘度 、 電導(dǎo)率等因素決定 ， 而且隨條件變化而變化 ， 因此計(jì)算 A值很復(fù)雜 。 vdIs???對(duì)于有限長(zhǎng)的管道 ， 他使用了一個(gè)修正系數(shù) 。顯然， “ 助跑距離 ” 對(duì) I是有影響的，因此，上述結(jié)果只有在管路長(zhǎng)度達(dá)到可以忽略 “ 助跑距離 ”影響時(shí)才正確。 如果流經(jīng)管路很短 ， 即lτv， 則必須考慮 l對(duì) I 的影響 。這就是說足夠長(zhǎng)的管路后 ， 初始電流 I0對(duì)管路電流的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì) 。 由上式可見 ， 初始電流隨管長(zhǎng)按指數(shù)規(guī)律衰減 。筆者與導(dǎo)師皆認(rèn)為 ,應(yīng)該把3τ v~5τ v稱為飽和距離更合理些。 τv小者 ， 增加得慢 ， 如圖 （ 38） 所示 。 vdR mPe???? ? 87 8/78/7051vdImPrs ???????????????管道長(zhǎng)度對(duì)起電的影響 ? 起電的同時(shí) , 一部分電荷通過管壁泄放 , 形成泄漏電流 . ? 開始時(shí) , 起電快 , 泄漏慢 . ? 隨著起電量的增加 , 泄漏加快 . ? 當(dāng)泄漏等于起電量時(shí) , 達(dá)到平衡 , 管道內(nèi)形成穩(wěn)定的沖流電流 . 設(shè)在單位時(shí)間內(nèi)從偶電層單位面積上沖刷下來的電量為 Js（ 即起電電流密度 ， 在平均流速 v一定條件下 ， Js為常量 ） ， 在單位時(shí)間內(nèi)向管壁的單位面積上泄放的電量為 Ja（ 即泄漏電流密度 ） ， 則在一小段管路 dl中 ， 液中的電流增量為： 式中 r為管道內(nèi)半徑 。 這與 Sch246。 為了解決這一困難 ， Rutgers, Moyer等人提出了新的假設(shè) 。 2rklR??ss IrklRIU2???這里要強(qiáng)調(diào)指出 ，當(dāng)液體作片流流動(dòng)時(shí)，以上結(jié)果才是正確的。 利用片流公式即可求得擴(kuò)散層的流速為 式中 （ rd） 為擴(kuò)散層與中心軸線間的距離 ， l為管路長(zhǎng)度， P為管路兩端的壓強(qiáng)差 ， μ為液體的粘滯系數(shù) ， r為管路內(nèi)半徑 。 （ 2）若液體為紊流，偶電層的厚度也比管壁附近的片流層?。ǜ鶕?jù)流體力學(xué)理論，在紊流狀態(tài)下，管壁附近有一薄層是片流流動(dòng)，這一薄層叫紊流邊界層），即認(rèn)為電荷不進(jìn)入紊流區(qū)，只在片流層流動(dòng)。如果管路兩端的總電阻為 R，在沖方向相反的歐姆電流 U/R。 負(fù)號(hào)表示玻璃帶負(fù)電 。 當(dāng)電滲流動(dòng)與壓差流動(dòng)平衡時(shí) ， 壓差 P達(dá)到最大值 。已知液體和外電場(chǎng)時(shí) ,ε 0， ε r， μ ， E0均已知，只要測(cè)出電滲速度，便可從（ 318）求出 ζ 電勢(shì) 通常工程技術(shù)上不是測(cè) u值 ， 而是測(cè)量單位時(shí)間里從毛細(xì)管流出來的液體體積 V。 ζ 電勢(shì)取決于固定層內(nèi)正負(fù)離子電荷的代數(shù)和（即固體表面上吸附的離子與滑動(dòng)面內(nèi)的液中離子之差），而總電勢(shì)決定于固體表面上所吸附的離子量。 習(xí)慣上常把整個(gè)這一部分 （ 即滑動(dòng)面左邊的全部 ） 叫固定層或吸附層 。 AB面叫做滑動(dòng)面 。一定的液體在一定溫度下，離子的濃度越大，偶電層的厚度愈薄，反之亦然。 設(shè)離界面距離為 x的地方 ， 單位體積中第 i型離子的數(shù)目為 ni（ x） ， ni（ x） 與該點(diǎn)的電勢(shì) 有關(guān) ， 用玻爾茲曼方程表示如下： 式中 ， ni(∞) —— 遠(yuǎn)離界面處 i型離子的平均濃度 ? ? ? ?? ??????????KTxeZnxniii?e xp在 x處的電勢(shì) 同時(shí)滿足 Poisson 方程： ? ?? ?rxx????02???? ?x?由上面 3式式可得： 為泊凇一玻爾茲曼方程，它是偶電層理論的基本方程。 + + + + + _ _ + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 為了下面討論液體流動(dòng)起電的需要，有必要討論一下液體中的偶電層厚度。 從圖中可見 ， 偶電層中兩層電荷的分布是不相同的 。 液體的帶電與液體的電阻率（電導(dǎo)率）、液體所含雜質(zhì)、管道材料和管道內(nèi)壁情況、注液管、容器的幾何形狀、過濾器的規(guī)格與安裝位置、流速和管徑等有關(guān)。 不再贅述 。 接觸面積、接觸壓力 ? 接觸面積關(guān)系到靜電產(chǎn)生的范圍，所以接觸面積越大，靜電產(chǎn)生就越大，接觸壓力越大，靜電產(chǎn)生就越大。 金屬是良導(dǎo)體，但當(dāng)它被懸空后就和絕緣體一樣，也會(huì)帶上靜電。 一般汽油、苯、乙醚等物質(zhì)的電阻率在1010～ 1013Ω m 1 107Ω ～1 1011Ω 下面列舉三個(gè)典型的靜電序列表，供參考。根據(jù)金屬內(nèi)電子的勢(shì)能井，很容易計(jì)算出接觸面上的面電荷密度： ? ?2112???? ??ed金屬與半導(dǎo)體接觸，同樣出現(xiàn)偶電層。這很快得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)。人們對(duì)靜電起電規(guī)律的認(rèn)識(shí)，也發(fā)生了質(zhì)的飛躍。 人類認(rèn)識(shí)靜電的歷史歷程 ? 早在 1796年，伏打就發(fā)現(xiàn)，兩種不同的金屬 A和 B接觸后，如果接觸距離很?。ㄟ_(dá)到或小于 25 108cm），在接觸面上就產(chǎn)生電勢(shì)差。東漢王充 “論衡 ”中有 “頓牟輟芥 ”等摩擦起電的論述。 現(xiàn)代靜電學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容 靜電應(yīng)用技術(shù) 靜電安全技術(shù) 靜電測(cè)試技術(shù) 靜電生物效應(yīng) 靜電基礎(chǔ)理論 抗靜電材料與制品 消靜電設(shè)備 靜電應(yīng)用技術(shù) ? 靜電除塵技術(shù) ? 靜電噴涂技術(shù) ? 靜電復(fù)印與電攝影技術(shù) ? 靜電分選技術(shù) ? 駐極體 ? 靜電藥物傳送（ electrostatic drug delivery） ? 靜電推進(jìn) (electrostatic propulsion) ? 靜電起電機(jī) 靜電安全技術(shù) ? 船舶靜電安全技術(shù) ? 石油和石油化工靜電安全技術(shù) ? 電子行業(yè)靜電安全技術(shù) ? 雷電與防雷技術(shù)（ 大氣靜電學(xué)） ? 橡膠行業(yè)、塑料行業(yè)、制藥、紡織、印刷、面粉、炸藥、電火工品、航空航天等行業(yè)的 ESD危害與防治 ?因此如何進(jìn)行靜電防護(hù)及控制是各行業(yè)非常關(guān)注的安全問題之一 。因?yàn)槠鋵?duì)外表現(xiàn)是通過靜電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。石油化工靜電安全技術(shù) 孫可平 上海海事大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師 上海海事大學(xué)靜電技術(shù)研究所所長(zhǎng) 中國(guó)物理學(xué)會(huì)靜電專業(yè)委員會(huì)副主任兼秘書長(zhǎng) 上海市物理學(xué)會(huì)靜電專業(yè)委員會(huì)主任 Journal of Electrostatics 十人編委會(huì)編委 石油化工靜電安全技術(shù) 5. GB 133482022液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程 修改內(nèi)容簡(jiǎn)述 ? 人們一般意義上所說的的靜電，是指靜電荷或靜電場(chǎng)。靜電場(chǎng)才是靜電荷或帶電體的物理本質(zhì)。因?yàn)榘殡S著靜電放電，往往有電量的轉(zhuǎn)移、電流的產(chǎn)生和電磁場(chǎng)輻射。我國(guó)關(guān)于靜電現(xiàn)象的最早記載見于漢代。 1879年 Hlmholtz發(fā)現(xiàn)了偶電層理論，可以較好地解釋靜電起電序列。 A B + + + + + 現(xiàn)代靜電學(xué)階段： 上世紀(jì)二、三十年代，量子力學(xué)的建立，開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。 兩種金屬接觸分離以后，分別帶上了靜電。 兩金屬接觸后再分離產(chǎn)生的靜電起源于接觸電勢(shì)差，這一點(diǎn)是由 HarPer1951年證實(shí)的。 通過大量實(shí)測(cè)試驗(yàn)，按照不同物質(zhì)相互磨擦?xí)r帶電極性的順序，人們排出了靜電帶電序列表。m ～1 1010Ω m 靜電導(dǎo)體難以積聚靜電，而靜電非導(dǎo)體在其上能積聚足夠的靜電而引起各種靜電現(xiàn)象，靜電亞導(dǎo)體介于其中。 水是靜電良導(dǎo)體，但當(dāng)少量的水混雜在絕緣的液體中，因水滴液品相對(duì)流動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生靜電，反而使液品靜電量增多。 雜質(zhì)的存在，不僅影響帶電程度，還影響到帶電極性。 固體靜電 上面列出的人類認(rèn)識(shí)靜電的歷程主要是固體靜電 。 如在石油化工企業(yè)中，物料反復(fù)的加溫、加壓、噴射、輸送、灌注運(yùn)輸?shù)冗^程，都會(huì)產(chǎn)生大量的靜電，有時(shí)達(dá)到數(shù)千至數(shù)萬伏，一旦放電可造成非常嚴(yán)重的后果。 以水在玻璃管內(nèi)流動(dòng)為例 ， 其偶電層示意圖如圖 32所示。 只是電荷分布不均勻罷了 。下面求解 δ 的表式，