【正文】 。放電時兩導體間的空氣被擊穿，形成“快如閃電”的火花通道。 放電時有聲光，放電通道一般不形成分叉，電極上有明顯放電集中點，釋放能量比較集中，引燃能力很強，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 4mj。當絕緣體相對導體是正電位時，在絕緣體上產(chǎn)生的放電區(qū)域為均勻的圓狀，放電面積較小，釋放的能量也較少。帶電絕緣體可以是固體、氣體或低電導率液體。當靜電電位足夠高時，可引發(fā)電暈放電，而電暈放電形成的電磁干擾會對飛機、航天器、導彈的制導系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，造成制導失靈或通信中斷，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。當放電尖端為負極性時，產(chǎn)生的電暈稱為負電暈放電。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，當其帶電體的電位足夠高時也會產(chǎn)生電暈放電。對于兩極間的靜電放電，只有當某一電極或兩個電極本身的尺寸比起極間距離小得多時才會出現(xiàn)電暈放電。 電暈放電有時有聲光，氣體介質(zhì)在物體尖端附近局部電離，并不形成放電通道。 接觸分離和活動帶電 感 感應和觸摸帶電 帶電 人體感應靜電 感應靜電測試結(jié)果 靜電感應靜電測試結(jié)果測試結(jié)果感應感應靜電測試結(jié)果靜感應靜電測試結(jié)果電測試結(jié)果 感應靜電測試結(jié)果 感應靜電測試結(jié)果感應靜電測試結(jié)果感應靜電測試結(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人體靜電電壓 不同活動形式的人體靜電 人體靜電測試儀 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強超過周圍介質(zhì)的絕緣擊穿場強時，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：在相對濕度 39%的情況下，人體從鋪有 PVC薄膜的軟椅上突然起立時人體電位可達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。觀測到的最大空間電位為 50kV，最大電荷密度為 50nC/m3。實測表明：混裝船的壓艙水激涌時所產(chǎn)生的靜電位與油輪洗艙時的靜電位非常相近。 事后進行的大量調(diào)查研究與實驗研究證實 ， 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測值 。 Blanchar(1963)以及Iribarne和 Mason(1967)的實驗表明 ， 氣泡破裂時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) 。他們使一個直徑約為 12mm的水滴下落 12m以后，在一對產(chǎn)生垂直電場的水平電極間破碎，使較大碎滴無濺射地通過法拉第筒以測出其電量，而破碎的體積可在收集稱量后確定。然而，當使兩個水滴碰撞后的不穩(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，產(chǎn)生的電量與 Simpson和 Zeleny發(fā)現(xiàn)的量級相同。 研究者 α值 β值 主要條件 Koszman and Gavis 管道直徑在~ Sch246。 ? ?? ?vleIvI ????目前 ， 對于無限長管道 ， 在紊流狀態(tài)下 ，沖流電流的飽和值 Is， 國際上許多研究者承認用以下公式計算： ??dAvIs?式中 A由液體的各種物理參數(shù) ， 如密度 、 粘度 、 電導率等因素決定 ， 而且隨條件變化而變化 ， 因此計算 A值很復雜 。 vdIs???對于有限長的管道 ， 他使用了一個修正系數(shù) 。顯然， “ 助跑距離 ” 對 I是有影響的，因此，上述結(jié)果只有在管路長度達到可以忽略 “ 助跑距離 ”影響時才正確。 如果流經(jīng)管路很短 ， 即lτv， 則必須考慮 l對 I 的影響 。這就是說足夠長的管路后 ， 初始電流 I0對管路電流的貢獻可以忽略不計 。 由上式可見 ， 初始電流隨管長按指數(shù)規(guī)律衰減 。筆者與導師皆認為 ,應該把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 ???????????????管道長度對起電的影響 ? 起電的同時 , 一部分電荷通過管壁泄放 , 形成泄漏電流 . ? 開始時 , 起電快 , 泄漏慢 . ? 隨著起電量的增加 , 泄漏加快 . ? 當泄漏等于起電量時 , 達到平衡 , 管道內(nèi)形成穩(wěn)定的沖流電流 . 設(shè)在單位時間內(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???這里要強調(diào)指出 ，當液體作片流流動時，以上結(jié)果才是正確的。 利用片流公式即可求得擴散層的流速為 式中 （ rd） 為擴散層與中心軸線間的距離 ， l為管路長度， P為管路兩端的壓強差 ， 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薄（根據(jù)流體力學理論，在紊流狀態(tài)下，管壁附近有一薄層是片流流動，這一薄層叫紊流邊界層），即認為電荷不進入紊流區(qū)，只在片流層流動。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。 負號表示玻璃帶負電 。 當電滲流動與壓差流動平衡時 ， 壓差 P達到最大值 。已知液體和外電場時 ,ε 0， ε r， μ ， E0均已知，只要測出電滲速度，便可從（ 318）求出 ζ 電勢 通常工程技術(shù)上不是測 u值 ， 而是測量單位時間里從毛細管流出來的液體體積 V。 ζ 電勢取決于固定層內(nèi)正負離子電荷的代數(shù)和（即固體表面上吸附的離子與滑動面內(nèi)的液中離子之差），而總電勢決定于固體表面上所吸附的離子量。 習慣上常把整個這一部分 （ 即滑動面左邊的全部 ） 叫固定層或吸附層 。 AB面叫做滑動面 。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） 與該點的電勢 有關(guān) ， 用玻爾茲曼方程表示如下： 式中 ， ni(∞) —— 遠離界面處 i型離子的平均濃度 ? ? ? ?? ??????????KTxeZnxniii?e xp在 x處的電勢 同時滿足 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。 金屬是良導體，但當它被懸空后就和絕緣體一樣，也會帶上靜電。 一般汽油、苯、乙醚等物質(zhì)的電阻率在1010～ 1013Ω m 1 107Ω ～1 1011Ω 下面列舉三個典型的靜電序列表，供參考。根據(jù)金屬內(nèi)電子的勢能井，很容易計算出接觸面上的面電荷密度： ? ?2112???? ??ed金屬與半導體接觸，同樣出現(xiàn)偶電層。這很快得到了實驗證實。人們對靜電起電規(guī)律的認識，也發(fā)生了質(zhì)的飛躍。 人類認識靜電的歷史歷程 ? 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_到或小于 25 108cm），在接觸面上就產(chǎn)生電勢差。東漢王充 “論衡 ”中有 “頓牟輟芥 ”等摩擦起電的論述。 現(xiàn)代靜電學的主要研究內(nèi)容 靜電應用技術(shù) 靜電安全技術(shù) 靜電測試技術(shù) 靜電生物效應 靜電基礎(chǔ)理論 抗靜電材料與制品 消靜電設(shè)備 靜電應用技術(shù) ? 靜電除塵技術(shù) ? 靜電噴涂技術(shù) ? 靜電復印與電攝影技術(shù) ? 靜電分選技術(shù) ? 駐極體 ? 靜電藥物傳送（ electrostatic drug delivery） ? 靜電推進 (electrostatic propulsion) ? 靜電起電機 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） ? 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 ?因此如何進行靜電防護及控制是各行業(yè)非常關(guān)注的安全問題之一 。因為其對外表現(xiàn)是通過靜電場來實現(xiàn)的。石油化工靜電安全技術(shù) 孫可平 上海海事大學教授，博士生導師 上海海事大學靜電技術(shù)研究所所長 中國物理學會靜電專業(yè)委員會副主任兼秘書長 上海市物理學會靜電專業(yè)委員會主任 Journal of Electrostatics 十人編委會編委 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)容簡述 ? 人們一般意義上所說的的靜電，是指靜電荷或靜電場。靜電場才是靜電荷或帶電體的物理本質(zhì)。因為伴隨著靜電放電，往往有電量的轉(zhuǎn)移、電流的產(chǎn)生和電磁場輻射。我國關(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)代靜電學階段： 上世紀二、三十年代，量子力學的建立，開創(chuàng)了物理學的新紀元。 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差，這一點是由 HarPer1951年證實的。 通過大量實測試驗，按照不同物質(zhì)相互磨擦時帶電極性的順序，人們排出了靜電帶電序列表。m ～1 1010Ω m 靜電導體難以積聚靜電，而靜電非導體在其上能積聚足夠的靜電而引起各種靜電現(xiàn)象，靜電亞導體介于其中。 水是靜電良導體，但當少量的水混雜在絕緣的液體中，因水滴液品相對流動時要產(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 上面列出的人類認識靜電的歷程主要是固體靜電 。 如在石油化工企業(yè)中，物料反復的加溫、加壓、噴射、輸送、灌注運輸?shù)冗^程，都會產(chǎn)生大量的靜電，有時達到數(shù)千至數(shù)萬伏，一旦放電可造成非常嚴重的后果。 以水在玻璃管內(nèi)流動為例 ， 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，