靜電放電的危害與防護

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，靜電就是靜止不動的電荷。它一般存在于物體的表面，是正負電荷在局部范圍內失去平衡的結果。靜電是通過電子或離子轉移而形成。靜電放電：處于不同靜電電位的兩個物體間的靜電電荷的轉移就是靜電放電。這種轉移的方式有多種，如接觸放電、空氣放電。靜電的危害很嚴重如世界上有數十顆衛星因靜電放電發生故障，第一個阿波羅載人宇宙飛船因靜電放電導致火災、爆炸，使三名宇航員喪生，在我國在上個世紀中后期，石化企業曾發生30多起較大的靜電事故。

2 靜電的產生及其特性

靜電的產生主要有摩擦起電和感應起電通常發生于絕緣體與絕緣體之間或者絕緣體與導體之間；后者則發生于帶電物體與導體之間，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定狀態的電荷，它所產生的效應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物體或大地看成一個電容器，實際環境中產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 U≤3KV，人體很難感知當 5KV≥U＞3KV時，人體能通過皮膚感知當10KV≥U＞5KV時，人體能聽見當 U＞10KV時，人體能看見產生火花。

3 電子產品靜電放電失效情況

根據RAC統計，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60%左右。靜電放電引起半導體器件損傷，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，損傷后電參數仍符合規定要求，但減弱了器件抗過電應力的能力，在使用現場容易出現早期失效。一般來講，在產品生產過程中發現一例靜電放電失效，那么同一批次產品在現場就會陸續發生十例靜電放電失效。靜電損傷是一種偶然事件，一般講是與時間無關的，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，反而會提高其失效比例。

4 化工液體產生的靜電及限制

液體在管路輸送過程中，或流過軟管時，由于液體間的摩擦，或由于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一定的數值；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。過濾器應盡量設置于流源側；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，應注意由于罐的振動，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。

5 靜電危害的基本條件和防護的基本原則

靜電危害的預測依據形成靜電危害的3個基本條件，只要有一個條件不滿足，則可認為靜電危害不會發生。如果3個條件都滿足，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）分析靜電危險場所：分析敏感物質的靜電感度和最小點火能量；

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

6 靜電危害防護方案

靜電危害防護方案主要有以下幾種，接地（對可接地導體最有效）導體接地是解決導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。由于人體為導體，故我們使用接地方法把人體上的靜電導走。由于把人體接地，即是把人體與其他電氣設備連接，為避設備漏電時傷害人體，故于上述靜電控制設備，皆內藏1 Mohm的電阻，以確保漏電電流不影響人體。對于產品，與可能提供接地途徑。化學涂層在絕緣體表面涂上親水性高的化學涂料，可令靜電荷完全分布并導走。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生和積聚機會，但很多電子工業的生產程序對濕度控制有要求（45% ～65%）。屏蔽（儲存和運輸時最佳方案），把產品放進屏蔽容器內，防止外靜電場的影響，和在容器內活動時，并不會產生靜電。這方法只能在儲存和運輸時使用。離子產生器（處理絕緣體和隔離導體上的靜電荷最佳方案）用離子風機把離子吹向帶電表面，共性離子會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）對靜電敏感的產品做好明確的標示；2）避免零散部件互相摩擦，產生靜電；

3）對靜電敏感的產品，只利用防靜電容器作儲存和運輸；4）防靜電容器應遠離任何可引起靜電放電的材料；5）對靜電敏感的產品，只容許已接地人員在防靜電區內接觸；6）接地人員須穿妥接地制服，如手腕帶和導電鞋；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內工作；9）把所有靜電防控設備安穩接地；10）使用監控測試儀器，定期監察成效。

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

[2]何倫明.最新防靜電放電安全危害防護與新技術新標準新規范實用手冊[M].北京：中國石化出版社，2006.