如果你在气候干燥的冬日或在工作中,经常穿着毛纤类的运动装、防寒服,当你偶尔接触一下门把手或其他金属物体时,就可能发生短促、刺痛的放电,这种现象叫做静电释放。
正常状况下,人体内可蓄积超过20,000V的静电电压。当用户给电子流动提供一条导电路径时,蓄积在体内的电荷就会冲出体内,向离用户最近的金属物体流去,结果发生短促而刺痛的放电,这虽然令人气恼,但一般对人体没有危害。然而,对于从事PC维修的专业技术人员来说,问题可就不一般了。维护人员在处理或替换电路板、集成电路块,需频繁地接触各种元器件,而半导体设备对于来自静电的刺激极其敏感,元器件的损坏只是在一线之间。
静电主要产生于以下几个方面:一是机房的地板有地毯,易产生静电积累。二是维修人员穿着的毛纤类衣物,也是静电产生的温床,同时穿着橡胶、绝缘性的鞋也无法放掉静电。另外静电的产生也与气候有关。比如:冬季气候干燥,气温低,空气能累积大量电荷,所以,静电产生与释放在冬天更明显。而在夏季,在静电释放之前,空气中的温度就能放走大部分累积的电荷。无论怎样,静电释放在一定程度上是存在着,同时,静电产生也是不可避免的。
静电释放的主要危害是毁坏电子元件的灵敏度。对于某些晶体管,几百伏的静电释放就可彻底使其报废,这绝不是耸人听闻。对于静电释放最为敏感的元件是以金属氧化物半导体(MOS)为主的集成电路。PC中的门阵CMOS芯片能够承受静电冲击电压为200V,DRAM、EPROM芯片为300V,TTL芯片为1000V。由此可见,如果不注意控制静电的危害,用户很可能在毁坏昂贵的集成电路后,而全然不知。
静电对PC造成的危害主要表现出以下现象:磁盘读写失败,打印机打印混乱,芯片被击穿甚至主机板被烧坏等等。
在PC维护过程中,如何避免静电释放的危害呢?一、微机设备的外壳必须接地,一些电路板不使用时应包装在传导泡沫中,以避免静电伤害。二、维修人员在用手触摸芯片电路之前,应先把体内静电放掉。
释放静电的方法有两种:
(1)使用一个传导纤维腕带,把腕带一端带在手腕上,另一端牢牢地与地面连接,以使静电从人体内流走。
(2)如果没有传导腕带,也可在打开机箱之前,把手放在金属机箱上触摸一下,使体内静电顺着电源线的地线流走。
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。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。产生静电的原因主要有摩擦、压电效应、感应起电、吸附带电等。
在工农业生产中,静电具有很大的作用,如静电植绒、静电喷漆、静电除虫等,同时由于静电的存在,也往往会产生一些危害,如静电放电造成的火灾事故等。随着石化工业的飞速发展,易产生静电的材料的用途越来越广泛,其火灾危险性也随之加大。
一、火灾危险性
1.当物体产生的静电荷越积越多,形成很高的电位时,与其他不带电的物体接触时,就会形成很高的电位差,并发生放电现象。当电压达到300伏以上,所产生的静电火花,即可引燃周围的可燃气体、粉尘。此外,静电对工业生产也有一定危害,还会对人体造成伤害。
2、固体物质在搬运或生产工序中会受到大面积摩擦和挤压,如传动装置中皮带与皮带轮之间的摩擦;固定物质在压力下接触聚合或分离;固体物质在挤出、过滤时与管道。过滤器发生摩擦;固体物质在粉碎。研磨和搅拌过程及其他类似工艺过程中,均可产生静电。而且随着转速加‘快。所受压力的增大,以及摩擦。挤压时的接触面过大、空气干燥且设备无良好接地等原因,致使静电荷聚集放电,出现火灾危险性。
3、一般可燃液体都有较大的电阻,在灌装、输送、运输或生产过程中,由于相互碰撞、喷溅与管壁摩擦或受到冲击时,都能产生静电。特别是当液体内没有导电颗粒、输送管道内表面粗糙、液体流速过快等,都会产生很强摩擦,所产生的静电荷在没良好导除静电装置时,便积聚电压而发生放电现象,极易引发火灾。
4.粉尘在研磨。搅拌。筛分等工序中高速运动,使粉尘与粉尘之间,粉尘与管道壁、容器壁或其他器具、物体问产生碰撞和摩擦而产生大量的静电,轻则妨碍生产,重则引起爆炸。
5.压缩气体和液化气体,因其中含有液体或固体杂质,从管道口或破损处高速喷出时,都会在强烈摩擦下产生大量的静电,导致燃烧或爆炸事故。
二、预防措施
1.为管道、储罐。过滤器、机械设备、加油站等能产生静电的设备设置良好的接地装置,以保证所产生的静电能迅速导入地下。装设接地装置时应注意,接地装置与冒出液体蒸气的地点要保持一定距离,接地电阻不应大于10欧姆,敷设在地下的部分不宜涂刷防腐油漆。土壤有强烈腐蚀性的地区,应采用铜或镀锌的接地体。
2.为防止设备与设备之间、设备与管道之间。管道与容器之间产生电位差,在其连接处,特别是在静电放电可引起燃烧的部位,用金属导体连接在一起,以消除电位差,达到安全的目的。对非导体管道,应在其连接处的内部或外部的表面缠绕金属寻线,以消除部件之间的电位差。
3、在不导电或低导电性能的物质中,掺入导电性能较好的填料和防静电剂,或在物质表层涂抹防静电剂等方法增加其导电性,降低其电阻,从而消除生产过程中产生静电的火灾危险性。
4.减少摩擦的部位和强度也是减少和抑制静电产生的有效方法。如在传动装置中,采用三角皮带或直接用轴传动,以减少或避免因平面皮带摩擦面积和强度过大产生过多静电。限制和降低易燃液体、可燃气体在管道中的流速,也可减少和预防静电的产生。
5.检查盛装高压水蒸汽和可燃气体容器的密封性,以防其喷射。漏泄引起爆炸,倾倒或灌注易燃液体时,应用导管沿容器壁伸至底部输出或注入,并需在净置一段时间后才可进行采样、测量、过滤、搅拌等处理。同时,要注意轻取轻放,不得使用未接地的金属器具操作。严禁用易燃液体作清洗剂。
6.在有易燃易爆危险的生产场所,应严防设备、容器和管道漏油、漏气。勤打扫卫生清除粉尘,加强通风等措施,以降低可燃蒸汽。气体。粉尘的浓度。不得携带易燃易爆危险品进入易产生静电的场所。
7.可采用旋转式风扇喷雾器向空气中喷射水雾等方法,增大空气相对湿度,增强空气导电性能,防止和减少静电的产生与积聚。在有易燃易爆蒸气存在的场所,喷射水雾应由房外向内喷射。
8.在易燃易爆危险性较高的场所工作的入员,应先以触摸接地金属器件等方法导除人体所带静电,方可进入。同时还要避免芽化纤衣物和导电性能低的胶底鞋。以预防人体产生的静电在易燃易爆场所引发火灾及当人体接近另一高压电体时造成电击伤害。
9.可在产生静电较多的场所安装放电针(静电荷消除器),使放电范围的空气游离,空气成为导体,中和静电荷而无法积聚。但在使用这种装置时应注意采取一定的安全措施,因它的电压较高,防止伤人。
10、预防和消除静电危害的方法还有金属屏蔽法(将带电体用间接的金属导体加以屏蔽可防止静电荷向人体放电造成击伤);惰性气体保护法(向输送或储存易燃。易爆液体、气体及粉尘的管道、储罐中充入二氧化碳或氮气等惰性气体以防止静电火花引起爆燃等)。
冬天的冷空气带来了寒冷干燥,同时还带来了一个调皮的小“魔鬼”———静电。晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到“噼啪”的声响,而且伴有蓝光;与人见面握手时,手指刚一接触到对方,就会感到指尖针刺般刺痛;早上起床梳头时,头发常会“飘”起来,而且越理越乱;拉门把手、开水龙头时都会“触电”,甚至发出“啪、啪”的声响。这些都是静电与人们开的“玩笑”。也许这些“玩笑”无伤大雅,但它绝对有损健康。
静电对健康有什么危害?
专家提醒说,别以为静电仅仅是让人难受一下,它对人的健康其实是有负面影响的。曾有医学专家研究证实,皮肤静电干扰可以改变人体体表的正常电位差,影响心肌正常的电生理过程。这种静电能使病人加重病情,持久的静电还会使血液的碱性升高,导致皮肤瘙痒、色素沉着,影响人的机体生理平衡,干扰人的情绪等。
中南大学湘雅二医院皮肤科副教授肖嵘说,天天操作电脑的办公室白领脸部红斑、色素沉着等面部疾病的发病概率远远高于不用电脑者,这是由于电脑屏幕所产生的静电吸引了大量悬浮的灰尘,使面部受到刺激引起的。
由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素,老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人,静电会使其病情加重。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽等。
日常生活中怎样预防静电?
1、卧室内尽量不放或少放家用电器。这样可以避免人体与电器在近距离产生电场而碰触起静电,看电视最好距离电视机2~3米。
2、用“第三者”消除静电。为避免静电击打,可用小金属器件(如钥匙)、棉抹布等先碰触可引起静电的大门、门把手、水龙头、椅背、床栏等消除静电,再用手触及。
3、用纯天然织物。内衣、床单、被罩等尽量使用棉、麻、丝等天然纺织物,尽量不要用或穿化纤质地的家纺用品和服装。
4、用木梳、润发露。梳头使用木梳,洗发时使用润发露,能消除静电。
5、保持室内温度。这样静电就不容易产生。冬季室内最好使用加湿器,还可摆放花草,以避免产生静电。
6、地板、墙面、天花板等使用防空间静电材料。
7、多吃蔬菜、水果、酸奶,多饮水,同时补充钙质和维生素C,以减轻静电影响。
有车一族如何防静电?
安装静电放电器。静电放电器分为接地式和空气放电式,不过据专家说,现在的趋势是两套都装,这样消除静电的效果要比单装一套理想得多。
喷防静电喷雾剂。有一种新上市的名为“防静电喷雾”的产品,把它均匀地喷在车身上再用毛巾抹去,爱车就具备了神奇的防静电效果,而且有效期还不短呢!
少用化妆品。对于女性车主来说,在干燥的环境下要注意尽量减少化妆品的使用,浓妆艳抹会令皮肤更加干燥。
少开空调。尤其是内循环空调,使得本身已很干燥的车内更加存不住一点水分。建议半开着窗(避免让风直接吹在身上),即使身上有些微汗也不要紧,适当促进汗腺的分泌对皮肤反而比较好。
铺湿毛巾。用一块湿毛巾铺在仪表台上,利用阳光的照射使得毛巾内的水分迅速蒸发,从而提高车内的湿度
静电虽然有那么多的危害,但人们只要掌握了科学知识,就能想出许多办法,驯服静电、消除危害。
不知同学们是否注意观察过,运输汽油的汽车,后面总是拉着一条长长的“尾巴”──一根拖地的铁链条(图1-11)。这就是一种消除静电危害的好方法,叫“接地”。把容易产生静电的部件用一个良导体与大地连接,可以将静电电荷通过接地导体迅速引入大地,防止电荷的积累,避免静电危害。这是一种既简单易行又安全可靠的方法,被广泛运用。如输送石油的输油管道每隔100~300米就要接地一次。大型油罐要有好几个很深的接地板。向铁路油罐车装卸油料的桥台、钢轨以及油轮码头,都要有专门的接地设施。生产或加工易燃液体和可燃气体的金属设备及输送管道都有可靠的接地设备。不过,接地这种方法有很大的局限性,只适用于消除导体上的静电,对绝缘体上的静电,则无能为力,因为绝缘体中的电荷不能移动,所以接地也无用的。
增加空气湿度是控制静电的另一有效办法。因为空气干燥容易积累静电电荷,所以静电危害大多发生在天气干燥的季节。如果增加空气湿度,工作人员身上、机器各部件、被加工物体表面均可吸附一层水份,使其电阻变小,电荷产生以后将迅速流入大地,如果工作房间空气湿度在70%以上,一般可以防止静电危害。
油类、纤维质、塑料与橡胶等,在加工、装运或使用期间往往产生静电,主要是由于这些物质的电阻率高,绝缘性能好,电荷不易泄漏。如果在这些绝缘物质中加入一些导电填料,做成导电橡胶、导电塑料、导电纤维等,可减小其电阻率。还可以为绝缘材料穿上“导电衣”,涂上一层金属粉末或导电漆,降低材料的表面电阻率,减小放电路径上的电阻,防止静电的产生。目前,导电纤维已被广泛用来作防电工作服、手套、地毯、包装袋和缝纫线等。
卤水点豆腐,一物降一物。为了防止塑料、化纤制品等绝缘体上聚积静电电荷,人们还研制了各种抗静电剂。汽油、柴油、煤油中加入少量的抗静电剂,就可以大大增强它们的导电性能。因此使用抗静电剂也是消除静电的一种“灵丹妙药”。
还有一种方法叫“以电治电”,这实在是一个聪明的主意。在胶片生产和印刷生产中,湿度不宜过大,就可以设置“静电消除器”。它的工作原理是造成大量的带电离子,它们的电性与由于摩擦带上的静电电性相反,把摩擦起电的电荷中和掉。
人们还注意到,同一物体分别和几种不同物质组成的物体摩擦后,会产生完全不同的带电效果:有时带正电,有时带负电;有时带电显著,有时则微不足道。根据这种性质,人们对一些经常发生摩擦而带电的零部件的材料进行适当选择,就能破坏静电产生的条件。
总之,随着静电防护研究的不断发展,静电危害一定能够克服。