淺談靜電的應用和危害

何詠

【摘要】高電壓技術的領域包括很多方面，大容量長距離的輸電、帶電粒子束的應用、靜電的應用，放電等離子體的應用等等，有的是利用絕緣的擊穿的性質，有的是利用絕緣的不發(fā)生擊穿的性質，例如靜電廣泛的應用。

【關鍵詞】靜電；應用；危害；對策

靜電是一種電能，它存留于物體表面，是正負電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結果，是通過電子或離子的轉換而形成的。在通常情況下，靜電應用也包含電流放電（如電暈放電）的應用，在實際生活中得到了廣泛的應用，下面簡要敘述幾種靜電的應用和危害。

一、靜電的應用

（1）靜電集塵。是指用電氣的方法去除氣體中浮游的微小塵埃，集塵電極接地，放電電極上施加直流電壓（-40～-200KV）并形成電暈放電。另外，放電電極為負極時，電極間放電壓比放電電極為正極性時要高，因此可采用較高的電場強度。但是，對于室內(nèi)空氣凈化用小型集塵器，為了不產(chǎn)生有害的臭氧，通常采用正電暈放電。近年來，高性能，經(jīng)濟的電氣集塵器的開發(fā)應用，現(xiàn)在在火力發(fā)電廠普遍都裝設了電除塵裝置，為防止大氣污染作出了突出貢獻。（2）靜電噴涂。利用電氣集塵的原理，可以高效的噴涂。例如，使涂料微?；?，并時其帶上負電荷，而被涂的金屬物體接地，噴出的粒子會沿著電力線移動，使涂料牢固地附著在物體的表面。靜電涂料具有：涂料浪費少；可均勻牢固的噴涂；可流水作業(yè)，而且可利用傳送帶進行大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點，被廣泛用于汽車，家電產(chǎn)品以及電動機等的噴涂。（3）靜電攝影。靜電攝影是采用靜電方法記錄圖像的，方法多種多樣，下面說明其中一種方法，首先將蒸發(fā)鍍有硒膜的金屬極板至于暗室，利用電暈放電使其帶上正電荷。然后使其曝光，光照射到部分的硒膜會失去正電荷，在硒膜上撒上帶負電的著色劑（著色離子），硒膜上殘余有正電荷的部分會附著著色劑，將帶正電荷的紙貼在該面，在復制到著色劑的圖案后，進行加熱，即可使著色劑定影，靜電攝影也稱為電子攝影，被廣泛用于復印機中。（4）靜電選別。利用靜電力，從導電率不同的兩類粒子組成的混合物中分離出各成分稱為靜電選別。例如，將混合粒子放在金屬板上，利用電暈放電使粒子帶電后。將金屬板傾斜，此時，由于導電性好的粒子失去較多電荷，與金屬板間的附著力降低，因而迅速從金屬板上滑落，由此可進行粒子選別，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用的靜電選種。靜電選別已應用于礦石選別，食品加工過程中異物的除去以及茶葉選別等方面。（5）直流高壓的產(chǎn)生。范德格拉夫靜電發(fā)生器就是利用電暈放電使高壓球帶電而產(chǎn)生直流高壓的，可以做泄漏電流試驗等絕緣檢查試驗，廣泛應用于生產(chǎn)電力設備廠家和電力系統(tǒng)等部門。（6）高壓測量。靜電電壓表，脈沖電壓記錄儀都是利用靜電現(xiàn)象對高壓進行測量的裝置，廣泛應用于電力的高壓試驗等領域。（7）燃料氣體的點火。利用微小電流放電可以對氣體熱水器、氣體爐灶等進行點火，放電脈沖電壓峰值為幾萬伏（放電能量約1mJ），而汽車的點火等也是利用微小的電流放電，使發(fā)動機汽缸內(nèi)燃料氣體爆炸而獲得動力，燃料氣體點火時脈沖電壓的峰值為10～100KV。

二、靜電危害及對策

兩物體接觸后分離會帶電（如相互摩擦后分離），絕緣物體或不接地導體帶電后，電荷泄漏很少，因而可以長時間保持帶電。（1）庫侖力引起的危害。庫侖力會造成照相機等精密儀器以及半導體器件的制造工程中附著微塵，還會造成紡織廠內(nèi)紗線的糾結以及紡織品的糾纏。（2）放電引起的危害。包括可燃性氣體的發(fā)火爆炸，變壓器油流動帶電造成變壓器絕緣擊穿，飛機的通信故障，放電時的電磁噪音會造成計算機誤操作，攝影膠片，半導體器件等在制造過程中的暴光和損壞，人體遭電擊等等。當靜電積聚到一定程度時往往會發(fā)生火花放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象與生活生產(chǎn)密切相連，往往會帶來一些不便或危害，消除靜電危害主要從“防”和“放”兩個方面進行，主要是抑制靜電的產(chǎn)生與積聚，下面單介紹幾種防止靜電危害的方法：一是化學消除法。一般是在承印物表面上涂上一層抗靜電劑，使承印物導電，成為稍微導電的絕緣體。化學消除的應用在實際中有很大局限，比如說在印刷紙張中加入化學成分時，很可能對紙張的品質產(chǎn)生不良影響，如降低紙的強度、附著力、緊密度、抗拉強度等，因此化學方式不太被廣泛使用。二是物理消除法。在不改變材料性質的情況下利用靜電本身固有的特性來消除的方式，使現(xiàn)有工藝中最經(jīng)常使用的方法。如“接地”消除法，這使最簡單的方法。就是用導體將要消除靜電的物質和大地相連接，使之與大地等電位，電荷經(jīng)大地泄漏，但這種方式對于絕緣體幾乎沒有效果。三是濕度控制消除法。比如印刷材料表面電阻隨空氣相對濕度增大而減小，因此，增配加濕器增加空氣的相對濕度，就可以提高紙張表面的導電率，加速電荷泄漏。四是消電消除法。使帶電物體再帶上相反的電荷，從而中和全部電荷，這稱為消電。消電利用的是針電極電暈放電，在爆炸危險存在的場合，可采用放射性源消除電荷。

靜電是由于物體接觸分離，甚至沒有接觸的感應等方式產(chǎn)生的，就連我們周圍的空氣也是由原子組成的，當這些空氣流動時，可以產(chǎn)生靜電。可以說，靜電隨時可以產(chǎn)生，完全消除靜電是不可能的，但可以采取措施，使靜電不在危害程度之內(nèi)。