静电的防护与应用

综述：静电，是指电荷不发生移动。但通常情况下，静电应用也包含电流放电（如电晕放电）的应用，在实际生活中得到了广泛的应用，下面简要叙述几种静电的应用和危害。

1.静电的应用

(1) 静电集尘。是指用电气的方法去除气体中浮游的微小尘埃，集尘电极接地，放电电极上施加直流电压（-40～-200kV）并形成电晕放电。含尘气体由集尘电极下方进入放电区，粉尘会带上负极性电荷。荷负电的尘埃在电场作用下被集尘电极吸附，由此可去除气流中的粉尘。另外，放电电极为负极时，电极间放电电压比放电电极为正极性时要高，因此可采用较高的电场强度。但是，对于室内空气净化用小型集尘器，为了不产生有害的臭氧，通常采用正电晕放电。近年来，高性能，经济的电气集尘器已得到开发应用，如现在在火力发电厂中普遍装设了电除尘装置，为防止大气污染作出了突出贡献。

(2) 静电喷涂。利用电气集尘的原理，可以高效的喷涂。例如，使涂料微粒化，并使其带上负电荷，而被涂的金属物体接地，喷出的粒子会沿着电力线移动，使涂料牢固地附着在物体的表面。静电涂料具有：①涂料浪费少；②可均匀牢固的喷涂；③可流水作业，而且可利用传送带进行大规模生产等优点，被广泛用于汽车、家电产品以及电动机等的喷涂。

(3) 静电摄影。静电摄影是用静电记录图像的，方法多种多样，下面说明其中一种方法，首先将蒸发镀有硒膜的金属极板置于暗室，利用电晕放电使其带上正电荷。然后使其曝光，光照射到部分的硒膜会失去正电荷，在硒膜上撒上带负电的着色剂（着色离子），硒膜上残余有正电荷的部分会附着着色剂，将带正电荷的纸贴在该面，在复制到着色剂的图案后，进行加热，即可使着色剂定影，静电摄影也称为电子摄影，被广泛用于复印机中。

(4) 静电选别。利用静电力，从导电率不同的两类粒子组成的混合物中分离出各成分称为静电选别。例如，将混合粒子放在金属板上，利用电晕放电使粒子带电后。将金属板倾斜．此时，由于导电性好的粒子失去较多电荷，与金属板间的附着力降低，因而迅速从金属板上滑落，由此可进行粒子选别，如农业生产中应用的静电选种。静电选别已应用于矿石选别。食品加工过程中异物的除去以及茶叶选别等方面。

(5) 直流高压的产生。范德格拉夫静电发生器就是利用电晕放电使高压球带电而产生直流高压的，可以做泄漏电流试验等绝缘检查试验，广泛应用于生产电力设备厂家和电力系统等部门。

(6) 高压测量。静电电压表，脉冲电压记录仪都是利用静电现象对高压进行测量的装置，广泛应用于电力的高压试验等领域。

(7) 燃料气体的点火。利用微小电流放电可以对气体热水器、气体炉灶等进行点火，放电脉冲电压峰值为几万伏（放电能量约1mJ），而汽车的点火等也是利用微小的电流放电，使发动机汽缸内燃料气体爆炸而获得动力，燃料气体点火时脉冲电压的峰值为10～100kＶ。

2. 静电危害的对策

两物体接触后分离会带电（如相互摩擦后分离）．绝缘物体或不接地导体带电后，电荷泄漏很少，因而可以长时间保持带电。如果反复接触、分离，则带电量不断增加，会产生如下危害。

(1) 库仑力引起的危害。库仑力会造成照相机等精密仪器以及半导体器件的制造过程中附着微尘，还会造成纺织厂内纱线的纠结以及纺织品的纠缠。

(2) 放电引起的危害。包括可燃性气体的发火爆炸，变压器油流动带电造成变压器绝缘击穿，飞机的通信故障，放电时的电磁噪音会造成计算机误操作，摄影胶片，半导体器件等在制造过程中的暴光和损坏，人体遭电击等等。

(3) 静电危害的防护主要是抑制静电的产生与积聚，具体方法如下：

·限制薄膜的卷取速度以及石油等绝缘物体的输送速度。

·防止液滴等喷出和飞散（船舱清洗时水流喷射曾引起多起油船爆炸事故）。

·物体移动后，静置一段时间，使电荷得到释放。

·增加湿度，或使用防静电剂，保持带电体具有一定的导电性，促进电荷的泄漏。

·导电体间的放电电流比绝缘物体间的放电电流大，易引起可燃性物体的爆炸，因此，导体应可靠接地。

·使带电物体再带上相反的电荷，从而中和全部电荷，这称为消电。消电利用的是针电极电晕放电，在爆炸危险存在的场合，可采用放射性源消除电荷。

(4) 变压器油流动带电。变压器内部绝缘油流动时，由于摩擦，变压器油会带上正电，而固体绝缘会带上负电。要求强制冷却的大容量变压器容易出现这种流动带电问题，油流动速度过高时，会出现绝缘击穿事故。为了防止出现油流带电，可以增加油路截面积，降低油流速度。根据具体情况，还可以采用防带电剂。

(5) 飞机的通信事故飞机在上空与水滴等粒子碰撞时，通常会带负电，电荷积累，电位达到100kV左右时，机体的尖端会出现强烈的电晕放电，辐射电磁波。辐射的电磁波会严重干扰飞机的通信系统和飞机信号。为了避免电晕放电所造成的通信故障，在飞机机翼的后部安装多根尖针电极，尖针电极在很低电位时就会出现微弱的电晕放电，从而泻放电荷。