静电防护技术在实际生产中的应用

1 引言

防静电体系建设有严格的技术要求和规范的实施规程，从区域改造到人员防护都应对照标准要求执行。作为防静电区域，必须将标准要求严格落实到实际生产过程中，按照标准要求并结合作业现场情况落实改造，满足防静电要求，保证人员生命安全和产品质量。

2 静电形成

静电产生于物体与物体的接触表面，液体与固体或固体与液体接触表面存在电离层，当接触面分离时，在各自表面产生了过剩电荷即静电荷。任何物体内部都是带有电荷的，一般状态下，其正，负电荷数量是相等的，对外不显出带电现象，但当两种不同物体接触或摩擦时，一种物体带负电荷的电子就会越过界面，进入另一种物体内，静电就产生了，静电瞬间电压可以达到几千伏甚至上万伏。而且因它们所带电荷发生积聚时产生了很高静电压，当带有不同电荷的两个物体分离或接触时出现电火花，这就是静电放电的现象。

3 静电危害

静电荷载人的身上也会达到很高的电位。例如工人穿着不导电胶鞋和人造纤维织成的衣服在绝缘地板上行走时，或用手工操作绝缘物料时，人体静电一般可达2KV，有时高达7KV以上。如此高电位的静电电荷会产生如下三种危害：

3.1 燃烧和爆炸

在危化品存储和作业场所，静电对危化品的安全将会造成了极大危害，一旦由于静电激发了危化品（尤其是电火工品），就会燃烧甚至爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失。

3.2 影响产品质量

静电可以在不经意间将电子器件击穿，使元器件失效，从而使整套设备功能无法正常实现，造成严重的质量隐患。对于航空航天以及武器装备而言，某项功能的失效可能是致命的，直接关系到人员的生命安全。

3.3 电击

当人体接近带电物体或带静电电荷的人体接近接地体的时候，会由于静电放电造成人体被电击。

4 静电防护技术的具体应用

静电防护基本原理是尽可能杜绝静电生产，对于已生产的静电应尽可能加以限制，使静电尽快泄漏，以消除电荷大量聚集，使之达不到危险的程度。主要有以下四中措施：

4.1 静电接地

静电接地是一种通过接地方法为静电泄漏提供通道的方法静电技术措施，其作用是泄放导体上可能集聚的电荷，使导体与大地等电位，使导体间的电位差为零。

静电接地分为人体接地、设备接地和工作地面导静电化。

4.1.1 人体接地

人体带电除了能使人遭到电击和对安全生产造成威胁外，还能在精密仪器或电子器件生产中造成质量事故，为此必须解决人体带电对生产的危害。

a)进入防静电区域的操作人员应穿戴防静电工作服、鞋袜、帽和手套。

防静电工作服带电电荷量应该小于0.4μC。防静电鞋的电阻值应在5.0×104～1.0×108Ω.

b)静电危险场所应设置释放静电装置，或者在装配间门口安装防静电门帘，操作人员进入火工品操作现场应泄放静电。释放静电装置与大地的电阻值应小于100Ω。

c)操作过程中操作者要佩戴防静电手腕。

防静电手腕的电阻值应在1.0×104～1.0×106Ω。

4.1.2 设备接地

a)凡是静电危险场所的设备、工作台面、工装、器具等直接静电接地电阻应不小于100Ω，间接静电接地电阻应不大于1.0×108Ω。

注：直接接地是指用金属导线直接将带电体与接地干线相连接；间接接地则是指将金属以外的物体进行静电接地，其表面全部或局部与接地体紧密连接。

b)工作台面应采用防静电材料，保证桌面上的静电顺利泄放。

c)工作台的支架必须直接接地。

d)火工品操作区域不允准存在电容量大于3pF的孤立导体。

孤立导体：用高绝缘材料与大地绝缘隔离的导体。

4.1.3 工作地面导静电化

火工品操作间地面应采用防静电地面（导电地坪、防静电橡胶、导电地板、防静电涂料等）。

工作地面与电极之间的电阻至为5.0×104～1.0×108Ω，电极与电极之间的电阻值为5.0×104～1.0×108Ω。

4.2 降低电阻率

体电阻率：单位横截面积单位长度上材料的电阻值，其单位为欧（姆）米（Ω·cm）。

当体电阻率小于106Ω·cm时，就能有效防止静电积聚，因此，通过在物质中添加导电填料或防静电剂的方法来降低物质电阻率，可起到有效防止静电灾害的作用。

4.2.1 添加导电物

在物质中掺入一定量导电性良好的物质可起到有效降低电阻率的作用。例如：在橡胶中掺入一定量的石墨粉，可使之成为导电橡胶；在塑料中掺入少量金属粉末或石墨粉，可使之成为低电阻性材料；以及通过在工业用油中掺入少量酒精或醋酸，或在笨中注入油酸镁等方法，均能有效起到降低这些物质电阻率的作用。

4.2.2 采用防静电剂

防静电剂以油脂为原料，主要成分是季铵盐，主要作用是使化纤、橡胶、塑料等物体的表面吸附空气中水分，增加电阻率。

4.3 提高空气湿度

当空气湿度在65%～70%以上时，物体表面往往会形成一层极微薄的水膜，水膜能够溶解空气中的二氧化碳，从而使物体表面电阻率显著降低，使静电积聚大大减少。当物体周围的空气相对湿度降至40%～50%时，由于静电不易逸散，就有可能形成高电位，提高空气湿度的常用方法是向空气中喷洒水雾，一般选用旋转式风扇喷雾器。

4.4 空气电离

利用静电消除器使空气电离成为导体，也能有效消除物体表面静电，起到较好的防静电效果，常用静电消除器主要有感应式和高压式两种。

5 防静电设施和用品的检测

5.1 点对点电阻检测

（1）所用电极结构尺寸：柱电极直径50mm±3mm；电极材料为不锈钢或铜；电极接触端材料导电橡胶，硬度60±10（邵氏A级），厚度6mm±1mm，其体积电阻小于500Ω；电极单重2kg。

（2）电阻测试使用数显兆欧表，电压范围为0-1000V直流电压。

（3）鉴于安全性要求，测试电压应为500V直流电压。

（4）对防静电设备、设施的检测，对每个防静电产品的随机选择几个不同测试点，每个测试点须测试3次取其平均值。只有每个测试点都符合防静电性能指标才为合格，否则为不合格。

（5）测试时，需将防静电设备、设施放在绝缘台面或测试架上，绝缘台面电阻要求≥1×1013Ω，其几何周边尺寸均大于被测材料10cm。

（6）测试时要保持被测试表面、测试电极与被测体的接触面清洁，保证测试电极和被测表面接触良好。

（7）将电极平稳的放置在被检查设备上面，保持接触良好，兆欧表的红黑鄂鱼夹分别加载两个电极上面，给仪器施加500V直流电压，15S后记录读数。

表1 防静电用品、设施技术指标 单位：Ω

附表2 防静电用品、设施检测周期

5.2 静电电量测试

利用物体摩擦起电和其对大地的分布电容，测试出物体所带静电电量。

5.2.1 测试设备

法拉第筒、摩擦起电器具、静电电量表（接触式静电电压表、电容器）。要求法拉第内筒、静电电量表输入端对接地端电阻大于1×1012Ω。

5.2.2 测试

将被检测物体用摩擦器具摩擦后。放入与静电电量表电气连接的法拉第筒内，测出带电量。

6 结束语

通过对现场防静电改造以及定期检测，保证防静电设施的有效运行。针对防静电检测不符合要求，数据超出标准要求的设备设施以及静电防护用品，应及时进行维护、检修、更换，确保防静电区域处于正常的工作状态。

[1]鲍重光编.防静电技术原理[M].2000.

[2]杨有启编.防静电技术[M].1997.

[3]储礼娣编.静电场分析[M].1999.

[4]GJB 3007-97 防静电工作区技术要求.

[5]GJB 1649-93 电子产品防静电放电控制大纲.