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人體靜電及其防止措施

文檔作者：師華文檔來(lái)源：北京建筑工程學(xué)院物理教研室		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年02月06日
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尺 孝，i爭(zhēng)
負(fù)高壓，其電力線分布是邊緣為不均電場(chǎng)， 電場(chǎng)強(qiáng)度比中間要大，前面已講過(guò)，絨毛受到的
靜電力是拉向電場(chǎng)強(qiáng)度大的區(qū)域， 即向邊緣方向飛去，這樣就造成絨毛下落不均勻。如果
植絨室外殼采用絕緣體(如有機(jī)玻璃板、環(huán)氧板、聚氯乙烯板等)制作，可使電場(chǎng)不勻均
性得到改善，從而使毛絨下落時(shí)趨向均勻。
1．篩網(wǎng)
， 3． 絨毛
5． 金屬掘
7． 金屬平板架
人體靜電及其防止措施
2．滾筒刷
4．錒板植緘室
6．植絨工件
， 師 華
{b (北京建筑工程學(xué)院物理教研室) 一
摘 要
D f、1
人體的靜電帶電，在石油、化工、煤碳、橡腔、塑料、電子、軍工、紡織、造紙．印
刷等工業(yè)部門(mén)，是引起災(zāi)害和生產(chǎn)危害的重要原因之一。人體的實(shí)際帶電或感應(yīng)帶電是由
鞋和衣服的帶電引起的，不論哪種情況，防止人體帶電的基本措施都是接地。但是， 由于
地板和人體帶電有密切的關(guān)系，所以， 為了防止人體帶電，必須對(duì)鞋、衣服和地板采取三
位一體的措施，使用符臺(tái)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的防靜電工作鞋、防靜電工作服和導(dǎo)電性地板。
人體靜電是一個(gè)很復(fù)雜的現(xiàn)象，除了人穿的鞋以外，還和衣服、地板、附近的帶電物
體的狀況以及它們之間的相互影響等因素有關(guān)。本文介紹人體帶電的基本原因 人體帶電
引起的災(zāi)害及其防止辦法。
1
． 人體帶電的原因
人穿著皮鞋在地毯上行走
時(shí)，人體電位可以高達(dá)數(shù)千伏甚
至數(shù)萬(wàn)伏， 這時(shí)， 如果用手去摸
門(mén)上的金屬把手，就會(huì)受到放電
產(chǎn)生的電擊。通常．人體的電阻
一36一
圖l 在地毯上行走時(shí)人體的帶電 約為400~500Q，為靜電導(dǎo)體，而地毽是絕緣體，皮革鞋底幾乎都是導(dǎo)體。所以，在鞋底和
地毯接觸的界面上發(fā)生的電荷，伴隨行走時(shí)抬腳引起的界面剝離， 使正負(fù)電荷分離(地毽
一邊帶正電荷，鞋底一邊帶負(fù)電荷)，鞋底上發(fā)生的負(fù)電荷便流入人體(圖l所示的情況，
人體帶電是由于鞋底的實(shí)際電荷移動(dòng)造成的， 稱為實(shí)際帶電。)在這種動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行的過(guò)
程中， 電荷在人體上逐漸地積累起來(lái)，使人體帶電到高電位。
這時(shí)，如果穿的不是皮革鞋，而是絕緣性高的橡膠底鞋時(shí)，鞋底的帶電不會(huì)引起電荷
向人體移動(dòng)。但是，人體會(huì)由于鞋底積累的電荷的靜電感應(yīng)
而產(chǎn)生極化，引起帶電(圖2所示的情況，人體帶電是由于
鞋底電荷感應(yīng)而引起的，稱為感應(yīng)帶電)。
同樣的現(xiàn)象，在外衣和內(nèi)衣、或衣服和椅子，沙發(fā)以及
墻壁等之閽發(fā)生時(shí)，也會(huì)引起人體帶電。外衣和內(nèi)衣的界面
上發(fā)生的電荷，在脫衣服時(shí)正負(fù)電荷分離，外衣和內(nèi)衣都帶
電，如果內(nèi)衣是絕緣體，人體將產(chǎn)生感應(yīng)帶電，如果內(nèi)衣由
于吸濕(例如出汗等)而成為導(dǎo)體時(shí)， 內(nèi)衣上產(chǎn)生的電荷將
流入人體，人體就成為實(shí)際帶電。
另外， 當(dāng)人體靠近高電位物體(例如運(yùn)行中的塑料薄膜
等)時(shí)， 帶電物體的電荷就會(huì)通過(guò)放電向人體轉(zhuǎn)移(在多數(shù)
情況下， 電荷的轉(zhuǎn)移是通過(guò)很微弱的放電進(jìn)行的，所以， 人
體幾乎是在不知不覺(jué)中電位就升高了。)這時(shí)，人體成實(shí)際
圖2． 鞋底帶電g(起的人
體的感應(yīng)帶電
(鞋底為絕緣物時(shí))
帶電。但是，有時(shí)也會(huì)有一部分感應(yīng)帶電或全部是感應(yīng)帶電，由各種條件所決定。
如上所述，人體帶電可以分為兩種， 即實(shí)際帶電和感應(yīng)帶電， 不論哪種帶電， 只要帶
電電位相同，都會(huì)產(chǎn)生放電． 電擊和引起著火爆炸等災(zāi)害，所以 防止帶電的措施是相同
的。
2、人體帶電引起的災(zāi)害和危害
帶電的人體靠近接地物體時(shí)，會(huì)從指尖等處發(fā)生放電，把人體上積蓄的靜電能量在一
瞬間釋放出來(lái)。所以，帶電人體的放電不僅會(huì)產(chǎn)生電擊，而且放電火花還會(huì)引起可燃性混
合氣體著火爆炸等災(zāi)害。
2．1電擊及其極限
靜電放電產(chǎn)生的電擊 通常不會(huì)形成持續(xù)性的電流， 所 ， 靜電電擊一般不會(huì) f起痙
攣抽搐和心室細(xì)動(dòng)等生理障礙，但是，當(dāng)遭到電擊時(shí)，手或身體的某些部分會(huì)由于這種突
然刺激而發(fā)生不自覺(jué)的、條件反射性的按動(dòng)或抖動(dòng)等動(dòng)作，從而引起二次災(zāi)害。例如，碰
到運(yùn)行中的機(jī)器、尖銳物體，高溫物體、化學(xué)藥品等而受傷， 或者將物碰倒，碰落，或者
身體失去平衡與機(jī)器沖撞 摔倒等。另外。在經(jīng)常會(huì)受到電擊的工作條件下，由于精神緊
張，會(huì)發(fā)生操作錯(cuò)誤。
圖3是帶電物體的靜電電容和感知電擊的極限電位的關(guān)系。人體的靜電電容隨鞋的厚
一37—度及周圍環(huán)境條件而不同， 另外，．也因
人而異， 通常在l00～ 200PF之間。所
以，在一般情況下，對(duì)電擊感知的極限
電位約為1500~2500V，帶電到3000V
以上時(shí)， 就會(huì)很清楚地感覺(jué)到電擊產(chǎn)生
的疼痛， 帶電到5000V以上時(shí)， 就能看一
到放電時(shí)指尖發(fā)生的光 表l是人體帶
電電位和電擊的關(guān)系。 i
2．2可燃性混臺(tái)氣體的著火及其極
限
帶電人體在存在可燃性混合氣體的
環(huán)境氣氛中發(fā)生放電時(shí)，有可能引起著
火和爆炸等災(zāi)害。為了防止發(fā)生這種著
火和爆炸，必須使放電能量小于環(huán)境
中可燃性混臺(tái)氣體的最小點(diǎn)火能
t 電屯霹 F Jt ，
圖3 靜電電容和電擊感知電壓
注圖中直線上面為遭受電擊的范圍
表1 人體帶電電位和電擊的關(guān)系
人體帶電電位
(Kv) 電 擊 程 度 注 各
1．0 完全沒(méi)有感覺(jué)
2．0 手指外側(cè)有感覺(jué)，但不疼 發(fā)出輕微的放電聲
2．5 有針觸的感覺(jué)，有哆嚓感，但不疼
3．0 有被針刺的感覺(jué)，微疼
4．0 有被針深刺的感覺(jué)， 手指微疼 可以看到放電發(fā)光
5．0 從手掌到小臂感到劇疼 從指尖延伸放電發(fā)光
6．0 手指感到劇疼， 肘部感到沉重
7．0 手指和手掌感到劇疼， 稍有麻術(shù)感覺(jué)
8．0 從手掌到小臂有麻術(shù)感覺(jué)
9．0 手腕感到劇疼，手感到麻術(shù)沉重
10．0 整個(gè)手感到劇疼，有電流過(guò)的感覺(jué)
11．0 手指劇麻，整個(gè)手感到被強(qiáng)烈電擊
l2．0 整個(gè)手感到被強(qiáng)烈地打擊
注：假定人體的靜電電容為90PF
設(shè)人體的帶電電位為V，靜電電容為c，則人體上積蓄的靜電能量We可以表為
w ~
2
cv 。 ( 1 )
一38— 設(shè)可燃性混臺(tái)氣體的最小點(diǎn)火能為Wg，
會(huì)成為著火源，所以，人體帶電的允許范圍
為
V

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