某高校全套建筑電氣消防課件一二

第6章雷電和靜電第三節(jié)靜電的產(chǎn)生及危害1靜電基本概念什么是靜電？處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的電荷相對(duì)穩(wěn)定是指相對(duì)于觀察者而言，物質(zhì)所帶電荷處于靜止或緩慢變化，故其引起的磁場效應(yīng)可以忽略不計(jì)什么是靜電危害？由于某種靜電現(xiàn)象的作用或影響而存在著人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失或環(huán)境（系統(tǒng)）受到破壞的狀態(tài)與條件，統(tǒng)稱為靜電危害2常見的靜電現(xiàn)象干燥的冬季，脫毛衣或化纖衣服時(shí)的“噼啪”聲從沙發(fā)站起，摸金屬物時(shí)的針刺感用塑料梳子梳頭時(shí)，頭發(fā)會(huì)被梳子吸起來穿的衣服有時(shí)候吸附在人的腿上3一、靜電的產(chǎn)生靜電是由于物體經(jīng)過摩擦、接觸、剝離等機(jī)械作用后產(chǎn)生的外在表征結(jié)果任何兩種物質(zhì)緊密接觸后再分離，都可能產(chǎn)生靜電。摩擦產(chǎn)生靜電的實(shí)質(zhì)是通過摩擦擴(kuò)大了接觸分離的規(guī)模，使靜電易于產(chǎn)生靜電是如何產(chǎn)生的？摩擦、剝離、接觸、流體噴出、流體流動(dòng)、流體振動(dòng)（攪拌）、液體內(nèi)的沉降等，都可能顯示帶電現(xiàn)象4靜電產(chǎn)生過程

物體接觸，電子穿過交界面相互擴(kuò)散。由于不同原子得失電子能力和外層電子能級(jí)不同，會(huì)使其間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，形成等量異號(hào)的偶電荷層。呈現(xiàn)于界面之間的電位差稱為接觸電位差當(dāng)突然分離時(shí)，偶電荷層發(fā)生畸變，局部電場強(qiáng)度劇烈增加，極板間電荷倒流發(fā)生中和，而非導(dǎo)體材料表面積存電荷，形成帶電現(xiàn)象5靜電的起電方式（1）接觸—分離起電（2）感應(yīng)起電（3）破裂起電（4）剝離起電（5）電荷遷移電解、壓電、熱電等也可能產(chǎn)生起電6固體靜電固體靜電可用偶電荷層和接觸電位差解釋接觸電位差極為有限，但固體靜電電位可高達(dá)數(shù)萬伏以上，為什么？電容的變化7緊密接觸時(shí)，d非常小，大約25*10-8cm，若分開1cm時(shí)，d增大400萬倍，如果接觸電位差0.01V，則分開時(shí)電壓U可達(dá)40000V+8人體靜電人體靜電主要由摩擦、接觸—分離和感應(yīng)產(chǎn)生例如：穿著化纖服裝的人從合成革面椅子上起立時(shí)，衣服與椅面的摩擦和接觸——分離，人體靜電可達(dá)10000V以上人是導(dǎo)體，在靜電場中可能感應(yīng)起電成為帶電體，甚至放電9粉體靜電粉體物料被研磨、攪拌、篩分或出于高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于粉體顆粒之間，粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦，或粉體破斷都能產(chǎn)生危險(xiǎn)的靜電在化纖、藥品、食品、橡膠制品等制造行業(yè)廣泛存在，是其生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生燃燒、爆炸事故的重要原因10液體靜電流動(dòng)、過濾、攪攪拌、噴霧、噴噴射、飛濺、沖沖刷、灌注和劇劇烈晃動(dòng)等過程程中，由于靜電電荷的產(chǎn)生速度度高于靜電荷的的泄露速度，從從而積聚靜電荷荷，產(chǎn)生靜電液體帶電的幾種種方式?jīng)_流起電沉降帶電噴霧起電濺潑起電11液體與固體時(shí)，，接觸面上出現(xiàn)現(xiàn)偶電荷層，緊緊貼于固體表面面的離子層稱為為固定電荷層；與固定電荷層層相鄰，能夠隨隨液體流動(dòng)的異異號(hào)離子層稱為為滑移電荷層。當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)，，帶走了偶電荷荷層上滑移電荷荷層的電荷，形形成液體帶電懸浮在液體中的的固體微粒由于于密度差異發(fā)生生沉降，在不同同物質(zhì)交界面上上形成的偶電荷荷層發(fā)生正負(fù)電電荷分離，使固固體微粒和液體體分別帶上等量量異號(hào)電荷沖流起電沉降起電12液體類物質(zhì)從管管口、噴嘴和管管道龜裂處等高高速噴出時(shí)，由由于液體與噴口口發(fā)生摩擦，也也由于液體的飛飛濺和與附近物物體及空氣發(fā)生生沖撞，以及由由于這些噴射在在空間的液體類類物質(zhì)擴(kuò)散和分分離，形成許多多微小液滴，使使偶電荷層分離離而帶電液體的非浸潤性性微小液滴濺落落在物體表面，，界面上形成偶偶電荷層，由于于液體的慣性滾滾動(dòng)而發(fā)生偶電電荷層分離，使使液滴與物體表表面分別帶上異異號(hào)電荷噴霧起電濺潑起電13氣體靜電電離氣體分子或原子子受光作用或高高速電子撞擊，，以及高溫氣體體分子互相碰撞撞，電子獲得足足夠能量，脫離離原子核的束縛縛，使分子或原原子稱為帶正電電荷的離子吸附鹵素、氧元素等等具有易于捕捉捉電子的性質(zhì)，，獲得電子時(shí)，，成為帶負(fù)電荷荷的離子普通空氣中，每每立方厘米每秒秒鐘10個(gè)分子電離，每每立方厘米約有有100-1000個(gè)帶電粒子14純凈氣體通常不不帶電，高速流流動(dòng)或噴出也不不會(huì)產(chǎn)生靜電。。那為什么空氣氣能產(chǎn)生靜電呢呢？氣體往往含有灰灰塵、鐵末、液液滴等固體或液液體顆粒，正是是這些顆粒的碰碰撞、摩擦、分分裂等過程中產(chǎn)產(chǎn)生了靜電噴霧起電粉體起電15既然很容易就產(chǎn)產(chǎn)生靜電，那么么為什么并非時(shí)時(shí)時(shí)都能感受到到靜電呢？例如：水從水龍龍頭噴出時(shí)，水水與水龍頭摩擦擦能產(chǎn)生靜電，，但是為什么我我們用手觸摸水水龍頭時(shí)，感知知不到靜電存在在呢？靜電消散中和泄露通過空氣發(fā)生通過帶電體本身身及其相連的其他物物體二、靜電的消散散16緩慢中和：帶電體與空氣氣中自然存在的的帶電離子發(fā)生生緩慢中和靜電放電：帶電體周圍場場強(qiáng)超過周圍介介質(zhì)的絕緣擊穿穿強(qiáng)度時(shí)，介質(zhì)質(zhì)產(chǎn)生電離而使使帶電體上的電電荷部分或全部部消失的現(xiàn)象。。是一種迅速中中和靜電放電傳播型刷形放電電暈放電刷形放電火花放電二、靜電的消散散—中和17電暈放電發(fā)生在不均勻、、場強(qiáng)很高的電電場中的輝光放放電主要發(fā)生在帶電體尖端附近近或其他曲率半半徑很小處附近近的局部區(qū)域內(nèi)特點(diǎn)：電極周圍有微弱弱的淡藍(lán)色電暈暈層不形成放電通道道電流很小，能量量密度不高引燃、引爆能力力很小18刷形放電發(fā)生于帶電量大大的絕緣體與導(dǎo)體之間空氣介介質(zhì)中的一種放電形形式特點(diǎn)：有放電通道，不不集中，呈分枝枝狀伴有聲光引燃、引爆能力力中等由于絕緣體束縛縛電荷能力強(qiáng)，，所以其表面容容易出現(xiàn)刷形放放電19傳播型刷形放電電高速起電場所及及靜電非導(dǎo)體背背面襯有接地導(dǎo)導(dǎo)體時(shí)，薄膜兩兩面帶有異性電電荷，當(dāng)有導(dǎo)體體靠近薄膜時(shí)，，則發(fā)生放電，，非導(dǎo)體表面上上一定范圍內(nèi)的的大量電荷經(jīng)過過鄰近電離了的的氣體迅速流向向初始放電點(diǎn)，，形成放電特點(diǎn)：放電能量大引燃、引爆能力力強(qiáng)20火花放電發(fā)生于分隔兩電電極間的空氣或或其他電介質(zhì)材材料突然被擊穿穿，使電流急劇劇上升，電壓急急劇下降，引起起帶有瞬間閃光光并有集中通道道的短暫放電現(xiàn)現(xiàn)象特點(diǎn)：釋放能量集中引燃、引爆能力力很強(qiáng)21靜電的消散—泄露帶電體上的電荷荷通過自身或其其他物體等途徑徑流向大地傳導(dǎo)導(dǎo)而使其部分或或全部消失的過過程22受濕度影響很大大濕度增加，表面面吸附水分子形形成水膜，溶解解空氣中的CO2和絕緣體析出的的電介質(zhì)，使絕絕緣體表面電阻阻大為降低，加加速靜電泄漏，，抑制靜電荷積積累一些高分子材料料，表面吸附水水蒸氣的同時(shí)，，還發(fā)生水分?jǐn)U擴(kuò)散至物體結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)部的吸濕作作用，吸濕性越越大，靜電受濕濕度影響就越大大靜電的消散—泄露23三、靜電的影響響因素(1)材質(zhì)和雜質(zhì)材料的電阻率液體：一定范圍圍內(nèi)，靜電隨電電阻率增加而增增加；超過某一一范圍后，隨電電阻率的增加，，靜電下降。原原因：電阻率很很低時(shí)，泄露較較強(qiáng)不易積累靜靜電；電阻率大大到一定值后，，由于分子極性性很弱不易產(chǎn)生生靜電靜電導(dǎo)體靜電亞導(dǎo)體靜電非導(dǎo)體固體材料電阻率逐漸增大靜電泄露逐漸下降24雜質(zhì)一般情況下，雜質(zhì)質(zhì)有增加靜電的趨趨勢表面受到雜質(zhì)污染染，特別是有機(jī)物物的污染，或被氧氧化腐蝕，