加油站静电的产生、危害及防护措施

季芬琴　魏伟锐　陈霞芳

【摘要】静电可由物质的接触与分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生，对静电防护稍有疏忽，就可能导致火灾、爆炸和人身触电，不仅干扰正常生产，有些甚至会造成巨大的灾害。尤其是在一些加油站等易燃易爆场所，仅是微弱的静电火花便可能引起迅猛的火灾和强烈的爆炸，甚至造成生命和财产的损失。此外，通过人体的静电放电还可能使人遭受电击而产生精神紧张、不安，对安全生产十分不利。在加油站所有介质大都为易燃、易爆物品，它们的最小点火能量大都较低，有时一个小小的静电火花便会引燃周围泄漏出的汽油等可燃性物质而导致火灾、爆炸及由此造成的二次事故。因此，防止和消除静电带来的危害十分必要。本文介绍了静电产生的机理、静电的危害、静电的防护措施等有关内容，提出了加油站静电的防护措施和方法。

【关键词】加油站 静电产生 危害 防护

【中图分类号】U473.8 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0024-02

1 静电的产生

1.1 液体静电的产生

汽油等易燃液体在摇晃、冲刷、搅拌、流动、喷溅、灌注、过滤等过程中都可能产生静电。这种静电能引起易燃液体和可燃液体的火灾或爆炸。

1.1.1 液体在喷雾和发泡时能产生大量的静电和较高的电动电位。加油站等易燃易爆场所石油产品在贮运过程必须的注意以下几种情况：1）液体的冲击带电。如图1所示液体从管道口喷出后遇到壁或板，使液体向上飞溅形成许多微小的液滴，这些液滴在破裂时会带有电荷，并在其间形成电荷云，这种起电类型在石油产品的贮运中经常遇到。2）液体的流动带电。汽油等低电导率的轻质油品在管线中输送中，由于当液体在介质管道中因压力差的作用而流动时，扩散层上的电荷由于流动摩擦作用被冲刷下来而随液体作定向运动，从而引起液体流动起电产生静电荷。3）液体的喷射带电。在加油站加油时汽油或柴油会从喷嘴中高速喷出，会使喷嘴和微粒分别带上符号不同的电荷，由于固态和液态微粒之间存在着迅速接触和分离，接触时，在接触面处形成偶电层，分离时，微粒把一种符号的电荷带走，另一种符号的电荷留在喷嘴上，结果使微粒和喷嘴分别带上不同符号的电荷，会产生喷射带电。另外，当有压力的液体从喷嘴式管口喷出后呈束状，在与空气接触处分裂成很多小液滴，其中比较大的液滴很快沉降，其他微小的液滴停留在空气中形成雾状小液滴云，这个小液滴云会带有大量电荷，也是引起静电事故的原因之一。

1.2 液体静电产生的原因

（1）水分的影响。当高电阻率的油品含有水分时，水虽然不会与油品直接作用使静电增加，但是会与油品中的杂质起作用，从而间接影响油品的带电量。有研究发现，当油品中混入水分在1%-5%时，其静电产生量最多，静电危险性也越大。（2）杂质对液体静电产生量的影响。非常纯净的高度精炼的石油产品在管道内流动时是不容易带电的。液体之所以带电，是因为液体内存在着已离解的正、负离子，而一般的石油轻油制品的分子是无极分子，因此这类分子一般都不能直接电离。液体中的离子主要来源于其中所含的杂质，当这些杂质离解时就产生了正、负离子。如果在轻油中存在胶体杂质，例如水分子，它就能吸附自由离子而成为带电质点。在生产中常见到这样的现象，当油品中含有少量水时，水在沉降过程中很容易带电，甚至能引起静电事故。有专家研究还发现，在液体中加入过多的杂质时，液体反而不容易产生静电了。原因是随着杂质的增多，液体的电导率加大，静电容易泄露。（3）管路的形状及容器的尺寸对液体静电的影响，鹤管（注油管）管口形状对静电产生有很大的影响。45°斜口圆筒管头比平圆筒管头产生的静电量要少得多。这主要是因为液体流经平圆筒管头处时，同斜口管头相比，液体被分散的程度要强烈得多。另外，在其它条件相同的情况下，大容器的液面静电电压较高。（4）过滤器对液体静电的影响。过滤器会大大增加接触和分离的强度，更换不同的过滤器，可使液体静电的电压增加十几倍甚至更大，有时还可以改变静电电荷的极性。

1.3 人体静电的产生。

人体是不断活动的，人体活动的起电方式主要有三种：接触起电、感应起电和吸附起电。当人走在绝缘地面上的时候，鞋底与地面不断地紧密接触和分离，使地面和鞋底分别带上不同符号的电荷。若人穿塑料底的鞋，在胶板地面上走动时，可使人体带上2-3kV的电压，这就是因接触产生的静电。当走近已带电的物体或人体时，将引起静电感应，感应所得的与带电物体（或人）符号相同的电荷通过鞋底移向大地，或通过正在操作接地设备的手移向大地，使人体上只带一种符号的电荷。当人体离开带电物体（或人）时，人体就带有了静电。这就是人体的感应起电。人体带电的第三种方式是人体在带电微粒或小液滴（水汽、油气等）的空间活动后，由于带电微粒或小液滴降落在人体上，被人体所吸附而使人体带电。

影响人体静电的主要原因：1）在现代化生产和运输所达到的速率下，常常是电阻率高的介质起电量大。人的衣着材料一般属于介质（抗静电工作服除外）。高电阻率介质的放电时间常数大，因而积累的饱和电荷也大，所以不同质料的衣着对人体的起电量有不同的影响。也就是说，衣着的表面电阻率越大，在起电速率一定时，就有较高的饱和起电电量。2）起电速率和人体对地电阻对人体起电的影响。人体的对地电阻对人体的饱和带电量和带电电位是有影响的。在起电速率一定的条件下，对地电阻越大，对地放电时间常数就越大，饱和带电量越大，人体带电电位也越高。另外，人的操作速度和活动速度越大，起电速率就越大，人体的起电电位就越高；反之，起电速率就越小，人体的起电电位就越低。3）人体电容对人体起电的影响。人体电容是指人体的对地电容，它随人体姿势、衣着厚薄和材质的不同而不同的可变量，不同场合人体电容的变化是很大的，人体带电后，如果放电很慢，这时人体电容的减少会引起人体电位升高而使静电能量增强。

2 静电的危害

静电的一种危害来源于带电体的相互作用。在飞机机体与水汽、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，会严重干扰飞机无线电设备的正常工作；在印刷厂里，纸页之间也会产生静电使纸页粘连在一起，难以分开，印刷十分不方便；制药厂里，由于静电会吸引尘埃，会使药品的纯度达不到标准；平时在观看电视节目时，荧屏表面产生的静电容易吸附空气中的尘埃和油污，形成一层薄膜，图像的清晰程度和亮度都会降低；在加油站等易燃易爆场所静电的危害就更加大。

2005年10月30日，美国俄亥俄州托利多市，一辆汽车在加油时，加油枪爆炸。车上的乘客正在车门边不远，在车辆完全燃烧起来之前，他们逃离了车辆，三名乘客幸免于难。2008年3月5日，路易斯安那州亚历山卓市，一个中年人为皮卡车上的一个五加仑油桶加油，突然火焰腾飞，车主误操作令火势变得更大，只得飞速逃离。一个外国女l生开车进入自助加油站，先把油嘴放入汽车油箱，接着她回到车内，过了一会儿，下车整理所穿的毛衣，当手接触到油嘴时，油嘴猛然着火。什么原因引起的事故呢？答案很简单——手指上的静电。在加油过程中，汽油流动，空气中这时候往往会存在蒸汽形式的油分子，当家有人整理毛衣时手指带静电，在发生静电火花放电时，静电能量瞬时集中释放，其引燃能力较强，在静电放电过程触及到汽油蒸汽时，很小的火花就会产生，当他返回去再抓住油枪时，火星会从手指上跳到油嘴上，手上的静电放电点燃了油蒸汽。

3.静电的防护措施

在大部分情况下，不产生静电是不可能的，但产生静电并非危害所在，危险在于静电的积蓄，以及由此产生的静电电荷的放电。控制静电的方法就是在发生静电火花之前，为彼此分离的电荷提供一条通路，使它们毫无危害地中和，我们可以采用以下几种方法：

3.1 静电控制法

3.1.1 减少静电荷的产生

静电事故的基础条件就是静电荷的大量产生，所以人为控制和减少其产生，便可人为不存在点火源。在加油站油料通过管道最后输运到储罐后，物料速度降为零，此时的静电电荷为消散过程，根据随着流速的降低而使静电消散过程加强的特点，常在管道中加装缓冲器，这样可以大大消除物料在管道内流动时积聚的静电。

3.1.2 降低爆炸性混合物在空气中的浓度

当可燃液体的蒸气与空气混合，达到爆炸极限浓度范围时，如遇到火源就会发生火灾和爆炸事故。因此降低爆炸性混合物在空气中的浓度是有效防止爆炸火灾等事故发生的措施。所以可以在爆炸或火灾危险场所安装通风装置或抽气换气装置，及时有效地排出爆炸性混合物，把爆炸性混合物的浓度控制在低于爆炸下限，或高于爆炸上限的范围，防止静电火花引起爆炸或火灾事故。

易燃液体在其表面上由于蒸发产生的蒸气爆炸性混合物的数量是与温度密切相关的，所以，易燃液体还有一个爆炸温度极限问题。爆炸温度极限也有爆炸温度下限和爆炸温度上限之分。当温度处于这个下限和上限之间时，液体蒸发产生的蒸气混合物的浓度正好在该液体的爆炸浓度极限范围之内，液体的爆炸温度下限即该液体的闪点。例如，车用汽油的爆炸温度是-39～8℃，显然，把温度控制在爆炸温度极限范围之内也是一条防止静电引起爆炸和火灾的途径，但是爆炸性混合物是按照可燃性物质的特性、使用量、使用条件以及温度、压力和湿度等环境条件而变化的，因此控制温度的办法不能作为唯一的安全措施。

3.1.3 控制降低摩擦速度或流速

对车用燃油这种烃类燃油在管道中的流速应进行控制，使其不大于表1中的规定。

改变注油方式或改变鹤管的形状，当往油箱、油罐注油时应从底部压人，避免冲击和飞溅，可减少境地产生。当从顶部往油箱、油罐注油时，可改变鹤管的形式或将注管插到底部，以减少飞溅，进而消除静电，消除油罐或管道内的杂质或积水，以利于消除静电。

3.1.4 控制加油站工作人员的人体静电

在加油站的加油人员，应先接触设备在安全区内的金属接地棒，以便及时消除人体电位，然后再进行操作。穿防静电鞋，穿防静电工作服，防静电工作服可以降低人体静电电位，可以避免服装带高电位所引起的灾害。

3.1.5 静电泄露法

防静电接地。接地是防止静电的有效方法，接地能防静电积累，操作安装都比较简便，加油站里的输油管道及油罐均应接地，油槽车卸油时应通过防静电夹接地，油罐区内的呼吸阀、卸油口均需接地，静电接地可以作为防雷保护及电气漏电保护作用，接地电阻值应按其中最小值确定，但是需要注意的是接地并非万无一失的方法，接地并不能防止、抑制静电的产生，而且采用接地方法也不能防止绝缘体带电。接地线安装好后，应对其作定期检查，检查接地线有没有损伤，螺栓有无松动，同时掌握接地电阻的变化。

4、结束语

为了防止加油站因静电而引发的火灾与爆炸事故，必须对静电进行控制或消除，不能光想着完全消除静电电荷的产生而是应该控制各项指标，此外，也要加强组织管理，要使操作人员具有油品静电基本知识，建立设备接地等措施，也要加强静电安全的宣传教育，使加油站不因静电而引起事故。