靜電放電的危害與防護(hù)

徐明明

東莞市九豐能源有限公司，廣東 東莞 523987

1 靜電和靜電放電的基本概念以及危害舉例

通俗地來講，靜電就是靜止不動(dòng)的電荷。它一般存在于物體的表面，是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果。靜電是通過電子或離子轉(zhuǎn)移而形成。靜電放電：處于不同靜電電位的兩個(gè)物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移就是靜電放電。這種轉(zhuǎn)移的方式有多種，如接觸放電、空氣放電。靜電的危害很嚴(yán)重如世界上有數(shù)十顆衛(wèi)星因靜電放電發(fā)生故障，第一個(gè)阿波羅載人宇宙飛船因靜電放電導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸，使三名宇航員喪生，在我國在上個(gè)世紀(jì)中后期，石化企業(yè)曾發(fā)生30多起較大的靜電事故。

2 靜電的產(chǎn)生及其特性

靜電的產(chǎn)生主要有摩擦起電和感應(yīng)起電通常發(fā)生于絕緣體與絕緣體之間或者絕緣體與導(dǎo)體之間；后者則發(fā)生于帶電物體與導(dǎo)體之間，兩種物體無需直接接觸。靜電就是物體表面的一種處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的電荷，它所產(chǎn)生的效應(yīng)包括帶電體之間力的作用和電場。通常把靜電帶電體與另一個(gè)物體或大地看成一個(gè)電容器，實(shí)際環(huán)境中產(chǎn)生的靜電電壓通常是指帶電體與大地之間的電位差。靜電的產(chǎn)生有以上原因他特性如下所說庫侖定理表明電壓、電荷和電容的關(guān)系 Q=C*U例如：Q=1nF,C=1pF,那么U=Q/C=（1×10-9C）/（1×10-12F）=1000V人體不一定能感知靜電當(dāng) U≤3KV，人體很難感知當(dāng) 5KV≥U＞3KV時(shí)，人體能通過皮膚感知當(dāng)10KV≥U＞5KV時(shí)，人體能聽見當(dāng) U＞10KV時(shí)，人體能看見產(chǎn)生火花。

3 電子產(chǎn)品靜電放電失效情況

根據(jù)RAC統(tǒng)計(jì)，在所有硬件故障中，器件靜電放電失效率占15%，而高靜電敏感的器件靜電放電失效率高達(dá)60%左右。靜電放電引起半導(dǎo)體器件損傷，使器件立即失效的幾率約為10%，而90%的器件則是引入潛在性損傷，損傷后電參數(shù)仍符合規(guī)定要求，但減弱了器件抗過電應(yīng)力的能力，在使用現(xiàn)場容易出現(xiàn)早期失效。一般來講，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)一例靜電放電失效，那么同一批次產(chǎn)品在現(xiàn)場就會(huì)陸續(xù)發(fā)生十例靜電放電失效。靜電損傷是一種偶然事件，一般講是與時(shí)間無關(guān)的，所以不能通過老化篩選方法加以剔除，相反，由于在老化過程中，由于濕度相對較低，靜電放電控制不利的話，反而會(huì)提高其失效比例。

4 化工液體產(chǎn)生的靜電及限制

液體在管路輸送過程中，或流過軟管時(shí)，由于液體間的摩擦，或由于液體與泵發(fā)生摩擦而產(chǎn)生靜電。在其他條件相同時(shí)，靜電與流速的1.8～2次方成比例。為限制靜電，應(yīng)注意：1）烴類油料的流速不應(yīng)超過一定的數(shù)值；2）在輸送能力相同的條件下，應(yīng)將配管和軟管的直徑加大，將流速減??；3）不應(yīng)有湍流或急劇變化的輸送狀態(tài)，配管應(yīng)盡量減少彎曲和收縮的部分，配管內(nèi)壁應(yīng)光滑。管內(nèi)不要裝設(shè)金屬網(wǎng)、突出物等。過濾器應(yīng)盡量設(shè)置于流源側(cè)；4）在任何局部和任何時(shí)間內(nèi)流速都不應(yīng)有急劇變化，輸送初期和終了時(shí)應(yīng)控制在小的流速，中期流速不得超過規(guī)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(yīng)在配管和軟管的終端部裝設(shè)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(shí)，應(yīng)注意由于罐的振動(dòng)，液體與器壁摩擦而產(chǎn)生靜電。輸送時(shí)移動(dòng)速度不應(yīng)急劇變化，應(yīng)盡量勻速移動(dòng)；在罐內(nèi)應(yīng)設(shè)隔板加以隔開，不應(yīng)使液體起波浪或飛濺；液體中不得混入雜物；罐的內(nèi)部應(yīng)定期清掃。

5 靜電危害的基本條件和防護(hù)的基本原則

靜電危害的預(yù)測依據(jù)形成靜電危害的3個(gè)基本條件，只要有一個(gè)條件不滿足，則可認(rèn)為靜電危害不會(huì)發(fā)生。如果3個(gè)條件都滿足，則說明存在靜電危害的可能性。

1）分析能否形成危害靜電源：一般來說，環(huán)境相對濕度在65%以上難以形成靜電危害源；

2）分析靜電危險(xiǎn)場所：分析敏感物質(zhì)的靜電感度和最小點(diǎn)火能量；

3）比較靜電放電能力和敏感物質(zhì)的敏感能量：預(yù)測能否發(fā)生燃爆性靜電危害。靜電防護(hù)的基本原則：（1）控制靜電起電量和電荷積聚，防止危險(xiǎn)靜電源的形成；（2）使用靜電感度低的物質(zhì)，降低場所危險(xiǎn)程度；（3）是采用綜合防護(hù)技術(shù)，阻止靜電放電能量耦合。

6 靜電危害防護(hù)方案

靜電危害防護(hù)方案主要有以下幾種，接地（對可接地導(dǎo)體最有效）導(dǎo)體接地是解決導(dǎo)體上的靜電問題最佳方案；但對于絕緣體上的靜電問題，則完全無用。由于人體為導(dǎo)體，故我們使用接地方法把人體上的靜電導(dǎo)走。由于把人體接地，即是把人體與其他電氣設(shè)備連接，為避設(shè)備漏電時(shí)傷害人體，故于上述靜電控制設(shè)備，皆內(nèi)藏1 Mohm的電阻，以確保漏電電流不影響人體。對于產(chǎn)品，與可能提供接地途徑?；瘜W(xué)涂層在絕緣體表面涂上親水性高的化學(xué)涂料，可令靜電荷完全分布并導(dǎo)走。但對很多電子元件皆不可行。濕度控制，增加濕度可減少靜電荷的產(chǎn)生和積聚機(jī)會(huì)，但很多電子工業(yè)的生產(chǎn)程序?qū)穸瓤刂朴幸螅?5% ～65%）。屏蔽（儲(chǔ)存和運(yùn)輸時(shí)最佳方案），把產(chǎn)品放進(jìn)屏蔽容器內(nèi)，防止外靜電場的影響，和在容器內(nèi)活動(dòng)時(shí)，并不會(huì)產(chǎn)生靜電。這方法只能在儲(chǔ)存和運(yùn)輸時(shí)使用。離子產(chǎn)生器（處理絕緣體和隔離導(dǎo)體上的靜電荷最佳方案）用離子風(fēng)機(jī)把離子吹向帶電表面，共性離子會(huì)中和帶電表面上的靜電荷，而同性離子則被排斥拒走。

7 防靜電具體措施

1）對靜電敏感的產(chǎn)品做好明確的標(biāo)示；2）避免零散部件互相摩擦，產(chǎn)生靜電；

3）對靜電敏感的產(chǎn)品，只利用防靜電容器作儲(chǔ)存和運(yùn)輸；4）防靜電容器應(yīng)遠(yuǎn)離任何可引起靜電放電的材料；5）對靜電敏感的產(chǎn)品，只容許已接地人員在防靜電區(qū)內(nèi)接觸；6）接地人員須穿妥接地制服，如手腕帶和導(dǎo)電鞋；7）清理工作桌上不需要的物品；8）只容許最少的操作人員在防靜電區(qū)內(nèi)工作；9）把所有靜電防控設(shè)備安穩(wěn)接地；10）使用監(jiān)控測試儀器，定期監(jiān)察成效。

[1]劉尚和，武占成.靜電放電及危害防護(hù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2004.

[2]何倫明.最新防靜電放電安全危害防護(hù)與新技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)范實(shí)用手冊[M].北京：中國石化出版社，2006.