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静电的产生及危害

一、静电现象及产生原因

在干燥的冬春季节，晚上睡觉之前，关掉灯，在暗中

脱混纺毛衣(或毛腈套衫)，会看到闪烁的火花，还伴随着

“劈啪”声。有时当你的手指触及门把、水龙头、椅背等金属

器物或两人互相触及时都有电击感；这些是什么缘故造成

的呢？

上述现象都是由于摩擦起电造成的，摩擦为什么会起电

呢？原来，物质的原子都是由带正电的原子核和带负电的

电子构成。通常情况下正负电荷总数相等，所以物体对外

不显示带电，在摩擦过程中，一部分电子会从束缚能力弱

的物体转移到束缚能力强的物体上，这样失去电子的物体

就因缺少电子而带正电，得到电子的物体就因多余电子而

带负电。所以摩擦起电并不是我们创造了电荷，而是电子

发生转移，使物体上正负电荷数目不等造成的。

二、静电危害防制方法

静电危害防制方法可分为接地、增加湿度、限制速度、抗

静电材料、与静电消除器等五种。工业制造过程中，因作

业环境、程序及材料的不同，所实施的静电危害防制方法

亦会有所不同。选用时必须考量现场制程环境、条件与限

制，甚至经费、管理系统与人力素质等因素。没有一种静

电危害防制方法可以适用于所有的工业制程或情况，有时

同时采用二种或二种以上的静电危害防制方法。

(一)、接地

静电危害防制方法中，接地是最有效且经济的方法。制程

中因摩擦、感应或传导等方式产生静电，若电荷蓄积在对

地绝缘的金属设备、导电性产品或人员身体上，则蓄积的

电荷会在一次放电中将能量释放。此类静电放电为发生静

电危害事故之主要原因。其防制方法就是将所有具导电性

的对象实施接地，并保持低的接地电阻，将蓄积在金属设

备、导电性产品或人员身体上的电荷迅速向大地散逸，以

避免发生静电危害事故。

根据相关研究显示，存在易燃性蒸气的一般作业场所中，

被绝缘的金属设备/组件、导电性产品或人员身体本身的电

位需达100v以上，方可能因放电而引燃周围的易燃性物

质。因此在工厂中将被绝缘的金属设备/组件、导电性产品

等实施接地，保持接地电阻小于106ω，就足以将蓄积的

电荷迅速向大地散逸，而将本身的静电电位降至100v以

下，以避免发生静电危害事故。

二)、增加湿度

增加作业环境中空气的相对湿度，在目前传统产业的制程

中亦是常见的静电危害防制方法。在高湿度（r.h.

65％）环境中，若物质表面具亲水性，则容易吸附空气中

的水份，进而降低物质的表面电阻值，增加电荷散逸的速

率，将电荷蓄积程度降至最低。这类物质包括棉、纸及醋

酸纤维素等。工厂制程中通常会采用加湿器、地面洒水、

或水蒸气喷出等方法，增加作业环境中空气的相对湿度。

若物质表面为非亲水性，则不易吸附空气中的水份，致无

法降低物质的表面电阻值，因此不能增加电荷散逸的速

率。这类物质包括部份人造聚合物如：abs

（acrylonitrile–butadiene-styrene，丙烯月青-

丁二烯–苯乙烯）、teflon（铁氟龙，氟碳聚合物）

等。这类高斥水性物质需要相对湿度提高至80％，甚至

90％以上，才能有效降低物质的表面电阻值，将电荷蓄积

程度降至最低。

(三)、抗静电材料

制程中物质所蓄积的静电会经传导路径向大地散逸。若传

导路径为绝缘性材料（导电性低）则静电散逸率低，若传

导路径为导电性材料（导电性高）则静电散逸率高。物质

的表面电阻系数小于1011ω/m2或体积电阻系数小于1010

ωm，即可避免物质蓄积过量的静电。该类物质称为抗静电

材料。但在含易燃性物质的作业场所中，则抗静电材料的

表面电阻系数需小于108ω/m2或体积电阻系数需小于106

ωm。

对于工业制程中使用的各种材料，可经由下列方法使之成

为抗静电材料：物质本身具有抗静电能力（如：棉、木

材、纸及土壤等）、在绝缘材料的表面涂布抗静电物质

（如碳粉、抗静电剂等）、在绝缘材料制造过程中加入导

电或抗静电物质（如碳粉、金属、抗静电剂、导电性纤维

等）。

三、结语

大部份工业制程都可能产生静电荷的累积，轻则使人感到

不舒适，重则对人体造成伤害，甚至产生火灾爆炸事故。

这些静电危害事故的发生一定都具有下列的发展过程，首

先因摩擦、感应或传导等方式产生静电，继之不同极性的

电荷蓄积在设备、人员身体或产品上，又电荷不断累积