(1)静电接地连接静电接地连接是接地措施中重要一环,其目的是使带电体上的电荷有一条导入大地的通路。实现的办法是静电跨接、直接接地、间接接地等手段,把设备上的各部分经过接地极与大地作可靠的电气连接。
必须指出,对带电的绝缘体,如果没有其他条件相配合,静电接地连接只能消除带电体表面的自由电荷。
流动中的物质所载的电荷,不会因为管道外皮接地而有所减少。接地的金属层能构成对静电危险源的屏蔽,从而消除放电的危险。
①静电接地连接系统的电阻是指被接地对象经金属容器接地支、干线,接地极到大地的电阻值。该值是衡量静电荷外界导出通路良好与否的依据,数值应小于100 Ω;
②静电跨接是将两个以上、没有电气连接的金属导体进行电气上的连接,使相互之间大致处于相同的静电电位。而跨接线必须与大地相连,才能起到确保安全的作用,跨接电阻是组成静电接地连接系统电阻值的一部分;
③直接接地是将金属体与大地进行电气上的连接,使金属体的静电电位接近于大地,简称接地;
④间接接地是将非金属体全部或局部表面与接地的金属紧密相连,从而获得接地的条件。例如在接地的金属容器内存放带静电的绝缘油,油品中的静电荷就是通过间接接地的形式经容器壁而导入大地的。
(2)静电接地的一般连接原则
①金属导体应做静电跨接、直接接地;
②电阻率在1010Ω·m以下的物体以及表面电阻率在109 Ω·m以下的表面应做间接接地;
③电阻率在1010Ω·m以上的非导体及表面电阻率在109 Ω·m以上的表面,间接接地虽是必要的,但需靠其他措施相配合,如加抗静电剂、减少静电产生量、规定必要的静置时间、采用静电消除器等才能确保安全。
(3)需做静电接地连接的场所凡用来加工、储存、运输且能产生静电危险的管道和设备,如各种储罐、混合器、物料输送设备、排注器、过滤器、干燥器、反应器、吸附器、粉碎器等,金属体应跨接形成~个连续的导电整体并接地。特别注意在设备内部不允许有与地绝缘的导体部件。
应当指出,当与地绝缘的导体积聚了大量静电电荷时,在对该导体施以接地的瞬间,由于大量电荷通过连接点集中放电,会形成较大的冲击电流,导致产生火花造成危害。此种情况下的放电措施是:
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。
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