静电防护安全知识.pptx
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1、提提 纲纲一、一、静电基本概念和现象静电基本概念和现象二、二、静电产生方式静电产生方式三、三、静电效应静电效应四、四、静电危害静电危害五、五、静电防护静电防护六、六、事故案例事故案例第1页/共43页绪论 加气站的防火、防爆、防泄漏、防静电永远是安全管理加气站的防火、防爆、防泄漏、防静电永远是安全管理的重中之重。明火易防、静电难挡,已成为共识。随着电子的重中之重。明火易防、静电难挡,已成为共识。随着电子设备使用增多、静电敏感材料的广泛使用,静电的危害也变设备使用增多、静电敏感材料的广泛使用,静电的危害也变的越来越突出。从黄岛的输油管线爆炸、阿尔及利亚的的越来越突出。从黄岛的输油管线爆炸、阿尔及利
2、亚的LNQLNQ储罐大爆炸等事故来看静电对储罐大爆炸等事故来看静电对LNG/CNGLNG/CNG的安全管理工作的威的安全管理工作的威胁十分严重,必须引起我们的高度重视。因此、今天和大家胁十分严重,必须引起我们的高度重视。因此、今天和大家一起来探讨一下静电的危害即一起来探讨一下静电的危害即LNG/CNQLNG/CNQ加气站对静电防控的加气站对静电防控的问题。问题。第2页/共43页一、静电基本概念和现象一、静电基本概念和现象 静电:通俗地来讲,静电就是静止不动静电:通俗地来讲,静电就是静止不动的电荷。它一般存在于物体的表面,是正负的电荷。它一般存在于物体的表面,是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果
3、。静电是电荷在局部范围内失去平衡的结果。静电是通过电子或离子转移而形成。通过电子或离子转移而形成。静电放电静电放电(Electrostatic Discharge-ESD):处于不同静电电位的两个物体间的静电电:处于不同静电电位的两个物体间的静电电荷的转移就是静电放电。这种转移的方式有荷的转移就是静电放电。这种转移的方式有多种,如接触放电、空气放电。多种,如接触放电、空气放电。第3页/共43页一、静电基本概念和现象一、静电基本概念和现象1 1)产生方式)产生方式静电大部分是因接触分离、磨擦等过程引起的静电大部分是因接触分离、磨擦等过程引起的工业用电:电磁感应原理(热电、水电、核电等)工业用电:
4、电磁感应原理(热电、水电、核电等)2 2)能量比较小)能量比较小静电能量最大不超过静电能量最大不超过 45 J/m45 J/m3 3,只有动电的约,只有动电的约1/101/105 53 3)电压高、电流小)电压高、电流小静静电电电电位位:高高达达几几千千伏伏-几几万万伏伏,电电流流1010-9-9A A量量级级 工业动电工业动电:220V/380V:220V/380V,几十安培数量级,几十安培数量级 第4页/共43页人体静电人体静电1.1.1.1.接触式起电接触式起电接触式起电接触式起电a.a.干燥的冬天:握手时、开门时、穿衣或脱衣时干燥的冬天:握手时、开门时、穿衣或脱衣时“打人打人”b.b.
5、头发直立头发直立,粘物,等粘物,等c.c.衣服很容易吸尘,抖不掉衣服很容易吸尘,抖不掉2.2.感应式起电感应式起电感应式起电感应式起电人靠近带电体,受电场作用,产生感应电荷。人靠近带电体,受电场作用,产生感应电荷。3.3.吸附起电吸附起电吸附起电吸附起电人处于漂浮带电灰尘或雾滴的环境中人处于漂浮带电灰尘或雾滴的环境中,这些微小带电这些微小带电体在人体表感应出异号电荷并受库仑力飘向人体,最体在人体表感应出异号电荷并受库仑力飘向人体,最终把电荷传给人。终把电荷传给人。一、静电基本概念和现象一、静电基本概念和现象第5页/共43页工业静电工业静电a.a.纺织工业:纺织工业:例如,棉花电位例如,棉花电位
6、50V50V,人造丝,人造丝100V100V,尼龙,尼龙+1050V+1050V。b.b.橡胶工业:橡胶工业:合成橡胶表面电荷密度达合成橡胶表面电荷密度达7 7 1010-6-6C/mC/m2 2,电位,电位250kV250kVc.c.印印刷刷和和造造纸纸:纸纸辊辊筒筒分分离离时时,静静电电电电位位高高达达101020kV20kV;经经过过加加光光机机后后为为50kV50kV;印印刷刷时时1kV1kV;照照像像凹凹板板印印刷刷时时,纸纸张张带带电电密密度度1010-8-8-1010C/mC/m2 2。d.d.石石油油工工业业:汽汽油油经经过过棉棉制制品品时时电电位位206kV206kV;槽槽车
7、车装装油油油油面面电电位位10kV10kV。e.e.运运输输:轮轮胎胎的的电电阻阻率率10108 8_ _10101111 cmcm,一一般般车车速速下下克克充充电电1515-50kV50kV,最高最高100kV100kV;传输皮带带电;传输皮带带电3030-40kV40kV,最高,最高80kV80kV。f.f.塑塑料料工工业业:塑塑料料表表面面电电阻阻率率10101616-10102020 cmcm,表表面面摩摩擦擦电电位位1kV1kV;赛珞璐赛珞璐 40kV40kV。g.g.粉粉碎碎工工艺艺:粉粉体体的的电电阻阻率率10101616 cmcm由由于于相相互互碰碰撞撞、摩摩擦擦等等起起电电1
8、 1-3kV3kV。h.h.电子工业:电子工业:操作者对地电位操作者对地电位1.51.5-35kV35kV,造成静电敏感元件、组件、,造成静电敏感元件、组件、设备的损毁、击穿;静电放电产生的杂波干扰信号,引起误操作或设备的损毁、击穿;静电放电产生的杂波干扰信号,引起误操作或故障。故障。i.i.火工品:火工品:生产、装药、储运生产、装药、储运一、静电基本概念和现象一、静电基本概念和现象第6页/共43页大气静电大气静电a.a.地球本身带有一个静电场:地球本身带有一个静电场:地地球球带带电电Q Q-9.02-9.02 10105 5C C,建建立立垂垂直直与与地地面面的的电电场场。E.g.:E.g.
9、:p在在6060-350km350km的电离层对地电位的电离层对地电位200200-213kV213kV。p3km3km高处高处-25 V/m;25 V/m;p晴天海平面的电场达晴天海平面的电场达120 V/m120 V/mb.b.雷电:(大气闪电)是最具代表性的自然静电现象;雷电:(大气闪电)是最具代表性的自然静电现象;c.c.自然界的电解、气流、风沙、冰雪、烟尘等导致的静电。自然界的电解、气流、风沙、冰雪、烟尘等导致的静电。d.d.宇宙空间的静电(带电尘埃)宇宙空间的静电(带电尘埃)一、静电基本概念和现象一、静电基本概念和现象第7页/共43页 接接触触摩摩擦擦分分离离起起电电:两种不同物体
10、相互接触摩擦分离,各自产生数量相同、极性相反的电荷。最普遍的起电方式。二、静电产生方式二、静电产生方式 接触前前(无带电)接触接触(无带电)分分离离(有帯帯电)带负电带正电正常状态电荷取得平衡电荷取得平衡电荷移动两个物体接触,形成两层平衡电荷电荷分荷分离电荷平衡状态瓦解帯帯电发生生第8页/共43页 感应起电:感应起电:中性物体移近与带电体时,在靠近带电体一端出现带电物体所带电荷极性相反的电荷,远离的一端出现与带电物体电荷极性相同的电荷。比较普遍的起电方式。电磁感应起电:电磁感应起电:动力、照明用电一般由电磁感应得到,也会引起静电。射线电离空气起电:射线电离空气起电:空气、绝缘体在放射性同位素、
11、射线的照射下,会使中性分子电离而起电。分分子子分分裂裂起起电电:物体的变形、破碎、断裂等都会使其中性分子分裂而带电,有时突然断裂、破碎的瞬间出现放电火星。极化起电:极化起电:在电场中介电极化导致静电积聚。压电极化压电极化;驻极体驻极体:场场致致发发射射起起电电:电场强度很高时,粒子中的电子可能被高电场作用从负端引出(电子场致发射),或者粒子中的正离子可能被从正端引出(正离子场致发射)。第9页/共43页 固体带电:固体带电:塑料、橡胶、胶片、纸张、薄膜、布匹、化纤等在脱模、烤压、收卷、传送、切割等作业生产过程。液体带电:液体带电:各种绝缘油品、绝缘试剂、污油水等在装卸、运输作业过程中的带电现象。
12、气体带电:气体带电:压力气体的排放、泄喷气体、水蒸汽、蒸汽雾云、管道内流动气体的带电。粉体带电:粉体带电:塑料粉、医药粉、农药粉、火药粉、粮食粉、巧克力、奶粉等粉碎、筛粉、气流输送等作业的带电。人体带电:人体带电:人体生理变化或运动身体各器官组织也要表现出电性,如人体细胞膜的静止电位约有10mV。生物带电:生物带电:自然界许多生物是带电的。如蜜蜂,脚毛采的花粉,就是蜜蜂脚上带有6-7V的静电。电鳗能产生几百伏的电位等 三、静电效应三、静电效应第10页/共43页静电极性序列表:静电极性序列表:(+)玻璃玻璃头发头发尼龙尼龙人造纤维人造纤维绸绸缎缎醋酸人造丝醋酸人造丝人造毛丝人造毛丝纸纤维和纸纤维
13、和滤纸滤纸黑橡胶黑橡胶维尼纶维尼纶莎纶莎纶聚酯纤聚酯纤维维电石电石聚乙烯聚乙烯赛璐珞赛璐珞玻璃纸玻璃纸聚四氟乙烯聚四氟乙烯(-)(+)锌铅锡铁铜银金石锌铅锡铁铜银金石墨墨(-)三、静电效应三、静电效应第11页/共43页影响起电的主要因素影响起电的主要因素影响起电的主要因素影响起电的主要因素1 1 1 1.物体本身的性质:物体本身的性质:物体本身的性质:物体本身的性质:静电序列静电序列静电序列静电序列中离的越远中离的越远 静电静电 ;杂质杂质杂质杂质的影响的影响 静电静电 2 2 2 2.物体表面状态:物体表面状态:物体表面状态:物体表面状态:粗糙度越大越容易起电;粗糙度越大越容易起电;表面污染
14、或氧化腐蚀表面污染或氧化腐蚀 静电静电 3 3 3 3.电导率电导率:表示物质导电性能的高低,电导率越高导电性表示物质导电性能的高低,电导率越高导电性能越强。能越强。4 4 4 4.接触面和压力:接触面和压力:接触面和压力:接触面和压力:面积面积、压力、压力 静电静电 5 5 5 5.速度:速度:速度:速度:流流速速 静电静电 三、静电效应三、静电效应第12页/共43页电晕放电电晕放电发生在带电体尖端或曲率半径很小处附近的局部放电。发生在带电体尖端或曲率半径很小处附近的局部放电。可能伴有轻微的嘶嘶声和微弱的淡紫色光。可能伴有轻微的嘶嘶声和微弱的淡紫色光。能量小,一般没有引燃危险。能量小,一般没
15、有引燃危险。(高压电线会产生电晕功率损失、无线电干扰、电视(高压电线会产生电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰)干扰以及噪声干扰)三、静电效应三、静电效应第13页/共43页刷形放电刷形放电是发生在绝缘带电体上有声光的多分支放电。是发生在绝缘带电体上有声光的多分支放电。可为平板电极,但多以球形电极为多。可为平板电极,但多以球形电极为多。同一绝缘体上可发生多次刷形放电。同一绝缘体上可发生多次刷形放电。放电不集中释放能量较小,但比电晕放电危险,可引燃。放电不集中释放能量较小,但比电晕放电危险,可引燃。三、静电效应三、静电效应第14页/共43页LNGLNG工厂、加注站易发生刷型放电:工厂、加
16、注站易发生刷型放电:l油品鹤管、油品鹤管、LNGLNG装车时,如果金属鹤管不放入装车时,如果金属鹤管不放入底部,当带电液面接触金属鹤管头时,易发生底部,当带电液面接触金属鹤管头时,易发生刷型放电。刷型放电。l油罐内如果有金属尖端突出物,当油面与其接油罐内如果有金属尖端突出物,当油面与其接触时,易发生刷型放电。触时,易发生刷型放电。l用蒸汽吹扫油罐等易燃易爆场所时,当蒸汽空用蒸汽吹扫油罐等易燃易爆场所时,当蒸汽空间电场强度达到间电场强度达到1.2kV/cm1.2kV/cm时,易发生刷型放时,易发生刷型放电。电。l接地的钢带检尺尺与带电油面接触时,易发生接地的钢带检尺尺与带电油面接触时,易发生刷型
17、放电。刷型放电。l氢气、乙烯气体、液化汽、丙烯气体等可燃气氢气、乙烯气体、液化汽、丙烯气体等可燃气体在高压喷出时,当空间电场强度达到体在高压喷出时,当空间电场强度达到1.2kV/cm1.2kV/cm时,易发生刷型放电。时,易发生刷型放电。三、静电效应三、静电效应第15页/共43页传播刷形放电传播刷形放电 在高速起电场所及静在高速起电场所及静电非导体背面衬有接地导电非导体背面衬有接地导体的情况下,在静电非导体的情况下,在静电非导体上所发生的放电能量集体上所发生的放电能量集中、引燃能力强,并带有中、引燃能力强,并带有声光特征的一种放电现象。声光特征的一种放电现象。易发生传播刷型放电场所易发生传播刷
18、型放电场所举例举例聚烯烃粉体料仓等容器聚烯烃粉体料仓等容器粘壁易发生传播型刷型放粘壁易发生传播型刷型放电。电。橡胶输送传输带放电易橡胶输送传输带放电易发生传播型刷型放电。发生传播型刷型放电。三、静电效应三、静电效应第16页/共43页火花放电火花放电两极间气体被击穿形成无分支通路;两极间气体被击穿形成无分支通路;电极有明显的放电集中点,有光和爆裂声;电极有明显的放电集中点,有光和爆裂声;能量集中,危险性最大能量集中,危险性最大。三、静电效应三、静电效应第17页/共43页易发生火花放电:易发生火花放电:l油品、油品、LNGLNG鹤管装车时,如果车体不接地,带电的车体鹤管装车时,如果车体不接地,带电
19、的车体与接地的金属体会发生火花放电。与接地的金属体会发生火花放电。带电的人体与接地导体接触时,会发生火花放电。带电的人体与接地导体接触时,会发生火花放电。l罐内的孤立导体带电后与罐壁接触时,会发生火花电。罐内的孤立导体带电后与罐壁接触时,会发生火花电。l用蒸汽清洗油、气槽车时,蒸气胶管前端的金属管若没用蒸汽清洗油、气槽车时,蒸气胶管前端的金属管若没有接地,金属管带电后与接地的槽车接触时,会发生火花有接地,金属管带电后与接地的槽车接触时,会发生火花放电。放电。l储罐采样时,如果采样绳为绝缘绳,当采样器带电后就储罐采样时,如果采样绳为绝缘绳,当采样器带电后就会与油罐采样口处的接地体发生火花放电。会
20、与油罐采样口处的接地体发生火花放电。l用金属桶接油时,如果金属桶不接地,当金属桶带电后用金属桶接油时,如果金属桶不接地,当金属桶带电后就会与接地体发生火花放电。就会与接地体发生火花放电。三、静电效应三、静电效应第18页/共43页沿表面放电沿表面放电 在带电物体背面附近在带电物体背面附近有接地导体,带电物体表有接地导体,带电物体表面电位上升被抑制的情况面电位上升被抑制的情况下,带电量非常大时,沿下,带电量非常大时,沿着带电物体表面发生的放着带电物体表面发生的放电。通常表面放电如图示。电。通常表面放电如图示。在接地导体接近带电物体在接地导体接近带电物体表面时产生了空气中放电,表面时产生了空气中放电
21、,以此为契机,沿表面放电以此为契机,沿表面放电几乎同时产生。油罐表油几乎同时产生。油罐表油面静电电位很高(面静电电位很高(58kV58kV),),易发生油品沿面放电。易发生油品沿面放电。三、静电效应三、静电效应第19页/共43页雷电放电雷电放电三、静电效应三、静电效应第20页/共43页1.1.1.1.静电力效应静电力效应静电力效应静电力效应即库仑效应:带电体对带电即库仑效应:带电体对带电/不带电粉尘有静电力作用,表现为吸附不带电粉尘有静电力作用,表现为吸附或排斥或排斥2.ESD2.ESD2.ESD2.ESD热效应热效应热效应热效应绝热的绝热的ESDESD通常是一个局部高温热源,引起燃烧、爆炸或
22、热击穿,引通常是一个局部高温热源,引起燃烧、爆炸或热击穿,引发电火花装置的意外发火。发电火花装置的意外发火。3.ESD3.ESD3.ESD3.ESD电磁脉冲效应电磁脉冲效应电磁脉冲效应电磁脉冲效应ESDESD电磁脉冲从低频到电磁脉冲从低频到GHzGHz,对电子设备、通讯形成干扰,引起误操,对电子设备、通讯形成干扰,引起误操作作4.ESD4.ESD4.ESD4.ESD人体电击效应人体电击效应人体电击效应人体电击效应人体和其他物体之间的人体和其他物体之间的ESDESD形成瞬时大电流,造成人体打击,引起紧形成瞬时大电流,造成人体打击,引起紧张、恐慌和二次事故。张、恐慌和二次事故。5.5.5.5.强电
23、场和感应效应强电场和感应效应强电场和感应效应强电场和感应效应高电位的静电可以产生高达高电位的静电可以产生高达10104 4kV/cmkV/cm的电场,很容易引起的电场,很容易引起MOSMOS管等电管等电子器件的击穿或损毁。子器件的击穿或损毁。四、静电危害四、静电危害第21页/共43页1 1.纺织纺织:梳理、纺纱、整染过程中产生:梳理、纺纱、整染过程中产生 根丝飘动、纱线松散、断头、招灰、吸污根丝飘动、纱线松散、断头、招灰、吸污2 2.造纸印刷、胶片生产造纸印刷、胶片生产:粘纸:粘纸 套印不准、数张不齐套印不准、数张不齐3 3.橡胶、塑料橡胶、塑料:吹膜无法进行;吸尘:吹膜无法进行;吸尘4 4.
24、水泥水泥:钢球表面吸尘:钢球表面吸尘 除尘效率降低、粒度不均除尘效率降低、粒度不均5 5.电子工业:电子工业:尘埃积聚尘埃积聚 极间短路、元件被击穿失效极间短路、元件被击穿失效 四、静电危害四、静电危害-静电力静电力第22页/共43页1.1.造造成成人人体体打打击击(一一般般不不会会致致命命,但但有有二二次次灾灾害害。人体电阻:人体电阻:10105 5-7 7欧,电容欧,电容-100 pF100 pF)2.2.引引发发火火灾灾和和爆爆炸炸事事故故(条条件件:放放电电火火花花、可可燃燃气气体或粉尘爆炸、高于最小点火能)体或粉尘爆炸、高于最小点火能)3.3.产品损害产品损害:尤其对静电敏感电子产品
25、尤其对静电敏感电子产品4.4.电磁干扰:电磁干扰:EMPEMP或电磁杂波影响电子设备功能或电磁杂波影响电子设备功能 四、静电危害四、静电危害-静电发电静电发电第23页/共43页1.1.吸尘:吸尘:造成几十至上百根芯线之间的绝缘强度降造成几十至上百根芯线之间的绝缘强度降低造成短路使芯片损伤。低造成短路使芯片损伤。2.2.ESDESD:使集成电路芯片绝缘层击穿、芯线熔断、漏使集成电路芯片绝缘层击穿、芯线熔断、漏电流增大加速老化、电性能参数改变等。电流增大加速老化、电性能参数改变等。ESDESD对芯对芯片损坏具有潜在和缓慢失效性,危害性更大片损坏具有潜在和缓慢失效性,危害性更大3.3.感应带电:感应
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