靜電防護

electrostatic protection

為防止靜電積累所引起的人身電擊、火災和爆炸、電子器件失效和損壞，以及對生產的不良影響而採取的防範措施。其防範原則主要是抑制靜電的產生，加速靜電的泄漏，進行靜電中和等。人穿非導電鞋時，由於行走等活動會產生、積蓄電荷，並可達到千伏級的電位。在毛毯上行走、脫衣等所產生最高電位可達2450伏。此時人觸及其他物體會產生火花放電並受到電擊。人體活動中防靜電措施主要有？穿導電性鞋；工作服和內衣褲不使用化纖面料；穿混有導電性纖維或用防靜電劑處理的防靜電工作服；工作地面作導電化處理等。兩個不同的物體相互接觸時，在其界面上產生電荷移動，正、負電荷相對排列形成雙電層。若將物體分離，會在兩個物體上各自產生極性不同的等量電荷。

對產生靜電的主要因素（物體的特性、表面狀態、帶電歷史、接觸面積和壓力、分離速度等）盡量予以排除；使相互接觸的物體在帶電序列中所處的位置盡量接近；使物體間的接觸面積和壓力要小，溫度要低，接觸次數要少，分離速度要小，接觸狀態不要急劇變化等。粉體、液體、氣體在運輸過程中由於摩擦會產生靜電。因此，要採取限制流速、減少管道的彎曲。增大直徑、避免振動等措施。

靜電防護除降低速度、壓力、減少摩擦及接觸頻率，選用適當材料及形狀，增大電導率等抑制措施外，還可採取下列措施：①接地。②搭接（或跨接）。③屏蔽。④對幾乎不能泄漏靜電的絕緣體用抗靜電劑以增大電導率，使靜電易於泄漏。⑤採用噴霧、洒水等方法提高環境濕度，抑制靜電的產生。⑥使用靜電消除器，進行靜電中和。

ESD英文為Electro Static Discharge即"靜電放電"的意思。我們都知道，不同物質的接觸、分離或相互摩擦，即可產生靜電。例如在生產過程中的擠壓、切割、搬運、攪拌和過濾以及生活中的行走、起立、脫衣服等，都會產生靜電。可見，靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬伏。這些靜電也許對人體影響不大，但對於一些ESDS（靜電敏感元件），卻直接可以使其失去本身應有的正常性能，甚至完全喪失正常功能。這樣ESD防護就非常必要了。

人穿非導電（指電導率小於1×10-6西/米的物體）鞋時，由於行走等活動會產生、積蓄電荷，並可達到千伏級的電位（這類動作屬危險動作）。此時人觸及其他物體會產生火花 放電並受到電擊。中國所作試驗得出如圖1的E-t（電位-時間）曲線，圖中、×、墷等表示不同個體。在毛毯上行走、脫衣等所產生最高電位達2450伏。而在水磨石地板上重複這些活動，測得最高電位達3500～6000伏。由此可知，人體電位與地面材質有關。此外，還與空氣相對濕度，內、外衣和鞋襪材質等有關。實驗表明，在易燃、易爆場所，不僅工作服（外衣）不得使用化纖材料，內衣褲也不得使用。人體活動中的防靜電措施主要有：穿導電性鞋，穿混有導電性纖維或用防靜電劑處理的防靜電工作服，帶人體接地腕帶，或在某些操作前，先用手接觸接地銅線；必要時，工作地面需作導電化處理，如採用電導率為10-6西/米的導電性水磨石或導電性橡膠（粘面）。

人體放電和發生電擊的界限

人體放電和發生電擊的界限是：①電荷量達到（2～3）×10-7庫以上 即產生靜電電擊的放電。如表1所示，電位達3千伏左右即產生靜電電擊。這是人體靜電電容等於或小於標準值 100皮法的時候，即一般取值為90～100皮法的時候。當坐在椅子上或穿薄底鞋或舊皮鞋時，電容大於100皮法，甚至有時可達數百皮法，此時產生靜電電擊的界限電位比表1中的值為小。②若帶電物體是導體，當帶電電位在表2中的數值及以上時，在人體上有（2～3）×10-7庫以上的放電電荷量的放電，人體即受到電擊。③大於100皮法的情 況，對於人體附近有靜電場時，以及當附近有能量較大的帶電體時，人體受到源源不斷的感應，可能足以使遠大於100皮法的人體帶有較高的異號電位，致使易燃、易爆場所產生更大的危險性，因此，應補充人體電容的可能上限值。④若帶電體是非導體，發生靜電電擊的界限一般不能象對導體那樣以帶電電位來表示。但多數情況下，當帶電電位約為30千伏以上且由此向人體產生放電時發生靜電電擊。因此，這時發生靜電電擊的界限是以帶電電位約為 10千伏和帶電電荷密度約為10-5庫/米2作為大致的標準。但對帶電狀態特別不均勻時，在非導體中局部有電導率高的部分，以及帶電物體裡面或其附近有接地體時，不能作上述判斷。

固體產生的靜電及抑制 兩個不同的物體相互接觸時，在其界面上產生電荷移動，正、負電荷相對排列形成雙電層。這時，若將物體進行分離，會在兩個物體上各自產生極性不同的等量電荷。一般是當相互接觸的兩物體在“帶電序列”中所居位置離得越遠則產生靜電的量越大。電荷的極性則根據帶電序列中的相對位置而定。

相互接觸和分離過程中，物體積蓄正（+）或負（-）的過剩電荷會由於放電和傳導而中和，或向空間和大地泄漏而趨向減少，這一過程稱為電荷緩和。一般情況下，在產生靜電的同時就開始緩和。由於凡是接觸和分離的任何物體都會產生或強或弱的靜電，因而，對於靜電極為敏感的現代電子器件、新型火藥、閃點很低的易燃、易爆氣體（如在常溫、常壓下即能揮發的液氫等低閃點特種火箭燃料）等，只要微弱的靜電即可能造成事故或火災、爆炸，所以防止產生靜電或消除靜電的危害是較難的技術問題。至於由靜電導致的放電作用引起生產過程中膠片感光、電子元件損壞，力學作用引起的纖維纏結和印刷紙張不齊等，也是複雜的問題。

防止靜電的原則

防止產生靜電的原則是：①對產生靜電的主要因素盡量予以排除。影響靜電產生的主要因素有：物體的特性；物體的表面狀態；物體的帶電歷史；接觸面積及其壓力；分離速度。②應參照表3所示的帶電序列，使相互接觸的物體在帶電序列中所處的位置盡量接近。③使物體間的接觸面積和壓力要小，溫度要低，接觸次數要少，分離速度要小，接觸狀態不要急劇變化。

粉體產生的靜電及抑制

粉體在空氣輸送、皮帶輸送或過篩過程中，會因粉體間或粉體與管 壁間的摩擦而產生靜電。因此：①管道內輸送速度不應超過某一限值，管道直徑應不小於某一最小值。管內不得設有網、格等妨礙輸送併產生靜電的物體。粉體的大小和形狀應進行優選。②盡量減少管路的彎曲和收縮；避免風速和輸送量的急劇變化。③應採用適當的空氣振動等措施，對管壁內表面進行定期清掃和檢修，防止粉體的堆集。④輸送管道應盡量使用導電性材料製作，並將其接地。⑤應優選螺旋葉片的形狀和螺旋的轉數上限；應避免傳送帶發生振動或由於輸送量失當而產生異常振動，且不應使粉體懸浮和飛散。⑥在斗式輸送中，料斗和漏斗的壁面斜度應接近於垂直，以減少摩擦面積；斗壁應不使粉體落下過程受到擾亂；應定期進行清掃；在料鬥上盡量不安裝金屬制滑動固定器。⑦應優選粉體的大小和形狀，以及料斗的材質，使靜電盡量減少。⑧料斗和漏斗等應盡量使用導電性材料，並將其接地。

液體產生的靜電及抑制

液體在管路輸送過程中，或流過軟管時，由於液體間的摩擦，或由於液體與泵發生摩擦而產生靜電。在其他條件相同時，靜電與流速的1.8～2次方成比例。為限制靜電，應注意：①烴類油料的流速不應超過表4中所列數值。②在輸送能力相同的條件下，應將配管和軟管的直徑加大，將流速減小。③不應有湍流或急劇變化的輸送狀態，配管應盡量減少彎曲和收縮的部分，配管內壁應光滑。管內不要裝設金屬網、突出物等。過濾器應盡量設置於流源側。④在任何局部和任何時間內流速都不應有急劇變化，輸送初期和終了時應控制在小的流速，中期流速不得超過規定值。⑤液體中不得混入空氣、水、灰塵和氧化物（銹等）等雜物。⑥應在配管和軟管的終端部裝設直徑大的、減小流速用的緩和管段和緩和罐等。⑦用油輪、罐車、油罐汽車、罐和其他容器輸送液體時，應注意由於罐的振動，液體與器壁摩擦而產生靜電。輸送時移動速度不應急劇變化，應盡量勻速移動；在罐內應設隔板加以隔開，不應使液體起波浪或飛濺；液體中不得混入雜物；罐的內部應定期清掃。

氣體產生的靜電及抑制

氣體在流動和噴出過程中，會因高壓空氣中含有壓縮機油和因壓 縮產生的凝結水霧，以及管銹、灰塵等的粒子流動於管內，或由開口部噴出時，粒子與壁面和附近的物體發生衝撞和摩擦而產生靜電。因此：①應用空氣過濾器將霧和粒子等濾除后再進行流動和噴出。②噴出流量應少，噴出壓力應低，特別注意氫氣類噴出引起爆炸。③管路和軟管等在使用前應清掃，清除銹和灰塵。④凝縮二氧化碳噴出時，應避免開口部出現乾冰，因為它與液相成分互相衝撞和摩擦，或與壁面衝撞、摩擦和飛濺而產生靜電。⑤液化石油氣瓶、管的開口部及法蘭應清掃，並保持清潔。⑥氫、乙炔、丙烷、城市煤氣和氮氣的儲氣瓶、管路、軟管等在使用前應進行清掃，清除銹和水分等。盡量不用膠皮管，而使用金屬管，並將其接地。⑦水蒸氣管道開口部易產生靜電，應盡量使用乾燥的水蒸氣，噴出量應少，噴出壓力應盡量限制在98牛/厘米2以下，且應使用靜電少的噴嘴，噴嘴與物體間應有足夠的距離。⑧煙霧劑和油漆噴霧時，不要對著近距離的物體進行大量和激烈的噴出。⑨ 飛機和航天器在飛行中與空氣摩擦而產生靜電，圖2是火箭高度（公里）與電位（千伏）的關係。利用裝於適當位置的防靜電針，可將靜電泄放到大氣中，以防止電位的過度升高。中國發射同步衛星的捆綁式火箭即裝有防靜電針。

除降低速度、壓力、減少摩擦及接觸頻率，選用適當材料及形狀，增大電導率等抑制措施外，還可採取下列措施：

①接地，即將金屬導體與大地（接地裝置）進行電氣上的連接，以便將電荷泄漏到大地。此法適合於消除導體和電阻率在 108歐以下物體上的靜電，而不宜用來消除絕緣體上的靜電，因為絕緣體的接地容易發生火花放電，引起易燃易爆液體、氣體的點燃或造成對電子設施的干擾。應使絕緣體與大地間保持106～109歐的電阻。僅供消除導體上靜電用的接地，電阻值一般不宜超過 100～1000歐。非金屬導體接地處應包上接觸可靠的金屬物或使用導電塗料，接觸面積不小於 10厘米2。移動設備不能保持經常接地，接地操作應選在沒有危險的場合和時間。

②搭接（或跨接）。將兩個以上獨立的金屬導體進行電氣上的連接，使其相互間大體上處於相同的電位（圖3）。

③屏蔽。用接地的金屬線或金屬網等將帶電的物體表面進行包覆，從而將靜電危害限制到不致發生的程度。屏蔽措施還可防止電子設施受到靜電的干擾。

④對幾乎不能泄漏靜電的絕緣體，採用抗靜電劑以增大電導率，使靜電易於泄漏。

⑤採用噴霧、洒水等方法，使環境相對濕度提高到60～70%，以抑制靜電的產生，解決紡織廠等生產中靜電的問題。

在公元前六世紀，人類就發現琥珀摩擦后，能夠吸引輕小物體的“靜電現象”。這是自由電荷在物體之間轉移后，所呈現的電性。此外絲綢或毛料摩擦時，產生的小火花，是電荷中和的效果。“雷電”則是大自然中，因為雲層累積的正負電荷劇烈中和，所產生的電光、雷聲、熱量。

靜電現象包括許多大自然例子，像塑膠袋與手之間的吸引、似乎是自發性的穀倉爆炸、在製造過程中電子元件的損毀、影印機的運作原理等等。當一個物體的表面接觸到其它表面時，電荷集結於這物體表面成為靜電。雖然電荷交換是因為兩個表面的接觸和分開而產生的，只有當其中一個表面的電阻很高時，電流變的很小，電荷交換的效應才會被注意到。因為，電荷會被入陷於那表面，在那裡度過很長一段時間，足夠讓這效應被觀察到的一段時間。

靜電現象是由點電荷彼此相互作用的靜電力產生的。庫倫定律專門描述靜電力的物理性質。在氫原子內，電子與質子彼此相互作用的靜電力超大於萬有引力，靜電力的數量級大約是萬有引力的數量級的 40 倍。

⒈出門前去洗個手，或者先把手放牆上抹一下去除靜電，還有盡量不穿化纖的衣服。

⒉為避免靜電擊打，可用小金屬器件（如鑰匙）、棉抹布等先碰觸大門、門把、水龍頭、椅背、床欄等消除靜電，再用手觸及。

⒊穿全棉的內衣。

⒋準備下車的時候，用右手握住檔，然後用手指碰著下面鐵的部位，然後開車門，把左手放在車門有鐵的位置，但是左手別松，然後把右手放掉，下車，這時候你再用右手抓著門就不會被電到了~~哈。接下去，用力一關，，搞定~~

⒌對付靜電，我們可以採取“防”和“放”兩手。“防”，我們應該盡量選用純棉製品作為衣物和家居飾物的面料，盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的傢具，以防止摩擦起電。儘可能遠離諸如電視機、電冰箱之類的電器，以防止感應起電。“放”，就是要增加濕度，使局部的靜電容易釋放。當你關上電視，離開電腦以後，應該馬上洗手洗臉，讓皮膚表面上的靜電荷在水中釋放掉。在冬天，要盡量選用高保濕的化妝品。常用加濕器。有人喜歡在室內飼養觀賞魚和水仙花也是調節室內濕度的一種好方法。

另外，推薦一個經濟實用的加濕方法：在暖氣下放置一盆水，用一條舊毛巾（或吸水好的布），一頭放在水裡，一頭搭在暖氣上，這樣一晝夜可以向屋裡蒸發大約三升水。如果每個暖氣都這樣做，整個房間就會感到濕潤宜人。您不妨試試。

⒍勤洗澡、勤換衣服，能有效消除人體表面積聚的靜電。

下面是兩個小竅門，有助於 防止這種電擊。

⒈在房屋內，地毯與鞋底摩擦后可能產生靜電，在屋外也可能由於颳風導致身上帶電。這時進出要碰鐵門時小心，手可能挨電打。反覆遇到這樣的情況后，可採取如下辦法避免電擊：

在碰鐵門時，不要直接用手直接接觸鐵門，而是用手先大面積抓緊一串你口袋裡的鑰匙（通常這並不會遭電擊），然後，用一個鑰匙的尖端去接觸鐵門，這樣，身上的電就會被放掉，而且不會遭電擊。

原理：手上放電的疼痛是由於高壓放電，由於放電時手與鐵門突然接觸時是極小面積的接觸，因而產生瞬間高壓。如果拿出來口袋裡的鑰匙，先大面積握住鑰匙（一串鑰匙本身不能傳走多少電荷因而這時也不會有電擊），再用一把鑰匙的尖端去接觸大的導體，這時，放電的接觸點就不是手皮膚上的某個點，而是鑰匙尖端，因此手不會感到疼痛（也許鑰匙會！----如果它有疼感的話）。

⒉下計程車時也常發生電擊現象。主要由於下車時身體與座位摩擦產生靜電積累，而下車后關門時，手突然碰鐵門就會遭電擊。

這種情況常發生時，最好注意：下車時，即在身體與座位摩擦時，就提前手扶金屬的車門框，可以在摩擦產生靜電時，隨時把身上的靜電排掉，而不至於下車后突然手碰鐵門時放電。

工業防靜電措施

⒈環境危險程度控制；

⒉工藝控制；

⒊接地；

⒋增加濕度；

⒌抗靜電添加劑；

⒍靜電中和器；

⒎加強靜電安全管理。

最有效的措施是讓人體與大地相“連接”即“接地”。因此，人要穿上防靜電鞋。要保持人體與大地相連，這就要求地面也是防靜電的才可以將人體的靜電導入大地，所以地面可以用防靜電地墊，防靜電複合膠板，並用防靜電接地線接好地，如經費充足，可選用防靜電活動地板，特別是在規劃設計機房廠房時可以考慮選用防靜電活動地板，如果機房廠房已定且設備也已安裝好，又不想因裝防靜電器材時對這些設備造成停產等到影響時還時選用既價格低廉施工簡單的防靜電地墊，防靜電複合膠板等。3。人穿防靜電鞋並有防靜電地墊、防靜電複合膠板或防靜電活動地板時就一定能起到好的防靜電效果？人穿防靜電鞋並有防靜電地墊、防靜電複合膠板或防靜電活動地板時還不一定能起到好的防靜電效果。通常人們還要穿襪子和墊鞋墊，年青人腳易出汗，這些襪子和墊鞋墊也能導靜電，但在中老年人在乾燥的季節時因鞋內乾燥，這襪子和墊鞋墊就不能導靜電，而且很多廠家只要求工作人員穿防靜電服和防靜電鞋，忽視了襪子和鞋墊的不利影響，使得這此防靜電鞋和防靜電地面不能發揮防靜電作用。因此在機房或廠房的入口處放置“人體綜合電阻檢測儀”，它能迅速準確檢測那些穿用不合格的防靜電鞋、襪子和墊鞋墊的人。

靜電的利用；靜電除塵、靜電噴塗、靜電植絨、靜電複印、凈化空氣等

靜電除塵：可以消除煙氣中的煤塵.

靜電複印：可以迅速、方便的把圖書、資料、文件複印下來.

高壓靜電還能對白酒生產、酸醋和醬油的陳化有促進作用。陳化后的白酒、酸醋和醬油的品味會更純正。

防靜電產品：

專業生產防靜電產品和電子輔助產品，系列有：離子風機、離子風槍、離子風棒、離子風嘴、離子風蛇、靜電除塵機、板面除塵機等，

廣泛應用於：精密電子產品生產；電子組裝線，微電子生產，光電；醫藥製造組裝線、印刷、包裝；細小產品成型，塑料薄膜的剪切，圓圈和覆膜，以及模具產品的脫模等。

靜電學主要研究靜電應用技術，如靜電除塵、靜電複印、靜電生物效應等。更主要的是靜電防護技術，如電子工業、石油工業、兵器工業、紡織工業、橡膠工業以及興航與軍事領域的靜電危害，尋求減少靜電造成的損失 近年來隨著科學技術的飛速發展、微電子技術的廣泛應用及電磁環境越來越複雜，靜電放電的電磁場效應如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問題，已經成為一個迫切需要解決的問題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料，橡膠等的製品的廣泛應用以及現代生產過程的高速化，使得靜電能積累到很高的程度，另一方面，靜電敏感材料的生產和使用，如輕質油品，火藥，固態電子器件等，工礦企業部門受靜電的危害也越來越突出，靜電危害造成了相當嚴重的後果和損失。它可以在不經意間將昂貴的電子器件擊穿，造成電子工業年損失達上百億美元。在興航工業，靜電放電造成火箭和衛星發射失敗，干擾興航飛行器的運行。1967年7月29日，美國Forrestal航空母艦上發生嚴重事故，一架A4飛機上的導彈突然點火，造成了7200萬美元的損失，並損傷了134人，調查結果是導彈屏蔽接頭不合格，靜電引起了點火。1969年底在不到一個月的時間內荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級油輪洗艙時產生的靜電引起相繼發生爆炸。

中國近年來在石化企業曾發生30多起因靜電造成了嚴重火災爆炸事故。許多工業發達國家都建立了靜電研究機構，中國從60年代末開始開展了一些靜電研究工作，80年代開始以來，中國的靜電研究發展極為迅速。1981年成立了中國物理學會靜電專業委員會並召開了第一次全國靜電學術會議，全國性的和各地方的靜電學術會議不斷召開，靜電研究和應用的範圍也越來越廣，科研隊伍不斷壯大。