①保证放电点的周围危险介质浓度小于爆炸范围;
②在欲接地放电回路中,串接106~108 Ω的限流电阻。
(三)静电中和法
1.静电消除器的种类静电消除器是指将气体分子进行电离产生消除静电所必要的离子(一般为正、负离子对)。其中与带电物体极性相反的离子,向带电物体移动,并和带电物体的电荷进行中和,从而达到消除静电的目的,它已被广泛应用于生产薄膜、纸、布、粉体等行业的生产中。但是如使用方法不当或失误会使消静电效果减弱,甚至导致灾害的发生,所以必须掌握静电消除器的特性和使用方法。目前的静电消除器主要有5种。
(1)自感应式静电消除器自感应式静电消除器是一种最简单的消除静电装置,它没有外加电源,由接地的若干支非常尖的针、电刷或作消电电极用的细电线及其支架等附件组成。
使用时静电消除器针尖对准带电介质,放在距表面1~2cm的地方,或者将针插入带电液体介质内部,都可以得到消除静电的目的。自感应式静电消除器的性能,通常用两个指标来衡量:一是电晕电流,电晕电流越大,表面单位时间内消除掉的静电荷的数目越多,消除器效果就越好;另一个是临界电压,所谓临界电压,是指能够使消除器针尖起电晕作用的最低电压。这个数值越小,最后剩余的静电电压就越小,因此消除器的效果也越好。
专用于油管上的感应式静电消除器(简称消电器)能解决槽车的静电安全问题,效果显著,可以使槽车油面电压由25kV下降为3~4kV。这种消电器在我国石油化工企业中已被广泛使用,现做详细介绍。
消电器的结构,它主要由三部分组成:接地钢管及法兰部分、内部绝缘管、针螺栓等。为了均匀地在油内产生相反的电荷,放电针沿长度方向交错布置4至5排,每排沿圆周围均匀布置3至4根针。为了方便检查和维修,放电针用螺栓做成,可装拆。
近年来,我国研制了充油夹套式消电器,选用有机玻璃或玻璃钢做成双层或单层管,使用时夹层之问充满所输送的油品做为电介质,以减少重量,降低成本。
消电器的原理是:当带电油品进入消电器绝缘管后,对地电容变小,使内部电位增高,这样在介质管内形成一个高电压段。在放电针端部,由于具有高电位场使其因感应而堆积的电荷被拉入油中,或因高电场强度使油品部分电离而发生中和作用,达到消除部分电荷的效果。
自感应式消电器结构简单,容易制作,价格低,便于维修,器本身不易成为引火源,是一种安全性较高的消电装置,对于不要求将静电消除干净的场合较为适用。
(2)外接电源式静电消除器加到外接电源式静电消除器上的高压电源可以是直流,也可以是交流,交流又有工频和高频两种。
外接电源式静电消除器的工作原理是:利用高电压消除器离子极(即针尖)与接地极之间形成强电场而使空气电离。但直流装置与交流装置消电的机理不完全一样,直流装置是产生与带电体电荷相反符号的离子,直接中和带电体上的电荷;而交流装置是在放电针尖端附近产生离子时(正、负离子),其中与带电体极性相反的离子向带电体移动,并与带电体上的电荷进行中和,其结果是带电体上的电荷被消除掉。
直流型静电消除器消电能力比交流型高,但所用电源复杂,一般多采用工频交流静电消除器。
外接电源式消电器比自感应式消电器好,消电较彻底,但也容易使带电体载上反极性的静电。
(3)放射线式静电消除器放射线式静电消除器是利用放射性同位素使空气电离,产生正离子和负离子,消除生产物料上静电的装置。放射线式静电消除器可用于化工、橡胶、造纸、印刷等行业。
锚(Ra)、钋(Po)、钚(Pu)等元素的同位素能放射a射线;铊(T1)、锶(sr)、氪(Kr)等元素的同位素能放射β射线,都可以作放射式静电消除器的放射性同位素。
放射线式静电消除器离带电体越近,消电效能越好,一般取1O~20mm。根据工艺要求,消电器至带电体之间的距离可以适当增大。
使用放射线式静电消除器,一定要控制放射线对人体的伤害和对产品的污染。应使照射剂量小于0.5rem(雷姆)/a,为此放射线式静电消除器的放射性同位素元件应有铅制屏蔽装置或其他屏蔽装置,使消除器只能在其特定方向上使空气电离,发挥中和作用。放射线式静电消除器应有坚固的外壳,防止机械损伤。
放射线式静电消除器结构简单,不要求有外接电源,而且工作时又不产生火花,适用于有火灾和爆炸危险的场所。
(4)离子流式静电消除器在直流外接电源式静电消除器工作原理的基础上,用干净的压缩空气通过消电电极喷向带电体,于是就将离子极产生的离子源源不断、有方向地喷到带电体表面,达到中和静电的效果。它能远距离消电(0.6~1m),安全、防爆、防火,能用低压配线,离子流极性可选择。
(5)组合式静电消除器组合式静电消除器可以是自感应作用和放射线作用或具有高压电场作用和放射线作用的静电消除器的组合,它能兼有两者消电的优点,故有很好的消电效果。
感应式静电消除器在带电体表面电位比较低时不能进行工作,只有在电位高时才能发挥较高的效率。而放射线式静电消除器能在电位不大的情况下正常工作,但其效率受到电离电流的限制,电离电流不随介质上电位的增大而增大。两者组合在一起,就能弥补各自的缺点。
这种组合式静电消除器的特性是由放射性线式和感应式两种消除器的特性叠加而成显然消电效果更为显著。
2.静电消除器的选用
(1)从静电消除器适用角度自感应式和放射线式静电消除器原则上适用于任何级别的场所,放射线式当危及安全工作时不得使用。外接电源式静电消除器应按场所级别选用合适的,如在防爆场所内,应选用有防爆性能者;在相对湿度经常在80%以上的环境,尽量不使用外接电源式静电消除器;离子流型静电消除器适用于远距离和需防火、防爆的环境中。
(2)从消电对象角度选用防爆场所选用离子流式,有保证安全的自感应式或有防爆性能的外接电源式静电消除器:对带电极性一定,带电量大或高速移动的带电体选用直流外接电源式静电消除器;对静置不动的防火防爆环境,可考虑使用放射线式静电消除器。
3.静电消除器的安装要求
(1)消电电极应安装在带电体电位最高的位置上,一般情况下,要离开静电产生源0.5~20cm以上,见图所示:
(2)消电电极面对带电体垂直安装;
(3)在下列情况下,不要装静电消除器的消电电极,即带电体附近有金属物、静电产生源、其他静电消除器,环境温度在150℃以上、相对湿度在80%以上,以及埸于污染静电消除器的地方;
(4)数组静电消除器安装时,各消电极之间的距离应大于或等于4倍安装距离;
(5)高压电源应安装于非防爆场所。
4.静电消除器的维护和保养
(1)设专人进行静电消除器的保养:
(2)每班交接工作要检查静电消除器的外观,特别是消电电极不应积有灰尘,针尖不应变钝;
(3)定期测量消电效果,效果应达到90%以上:
(4)定期检查电气系统的绝缘。
(四)人体的防静电措施
1.人体接地人体带电除了能使人体遭到电击和对安全生产造成威胁外,还能在精密仪器或电子器件生产中造成质量事故,为此必须解决人体带电对工业生产的危害。
(1)在人体必须接地的场所,应装设金属接地棒——消电装置。工作人员随时用手接触接地棒,以清除人体所带有的静电。在坐着工作的场合,工作人员可佩带接地的腕带。
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