1.静电积聚
绝缘体带电后由于材料本身的高电阻而使电荷保持在绝缘体上;被绝缘的导体也使电荷保持在导体上,二者均称为静电的积聚。通常情况下,纯净的气体是绝缘体,因此悬浮状态的颗粒云、液滴云或雾都能将它们的电荷保持很长时间而与其自身的电导率无关。
在所有情况下,电荷以一定速率泄漏,其速率由系统内绝缘体的电阻决定。因此,系统危险程度直接取决于该系统的电阻、电阻率或电导宰的大小。静电泄漏是按指数规律进行的。
在许多工业生产过程中,静电连续产生,并积累在一个孤立的导体上。例如,稳定的带电液体或粉体,沉入一个孤立金属容器时就是如此。孤立导体上的电位是电荷的输入速率与泄漏速率平衡的结果。
2.静电放电。
积聚在液体或固体上的电荷,对其他物体或接地导体放电时可能引起灾害。静电放电在形式上和引燃能力上有很大差别。下图绘制了几种常见静电放电的火花形状:
(a)火花放电
火花放电是发生在液态或固态导体之间的放电。其特征是有明亮的放电通道,通道内有很高的电流,整个通道内的气体完全电离。放电很快且有很响的爆裂声。
两导体之间的电场强度超过击穿强度时就会发生火花放电。对于平行板或曲率半径很大的面,如果间隙为10mm或10mm以上,击穿强度约为3×103kV/m;如果间隙减少,击穿强度随之略增大。因为发生放电的是导体,所以所有电荷几乎全部进入火花,即几乎火花消耗掉所有静电能量。如果导体和大地之间的放电通路上有电阻,火花能量将小于该值,但火花持续时间较长。
(b)电晕放电
当导体上有曲率半径很小的尖端存在时,则发生电晕放电。电晕放电可能指向其他物体也可能不指向某一特定方向。电晕放电时,尖端附近的场强很强,尖端附近气体被电离,电荷可以离开导体;而远离尖端处场强急剧减弱,电离不完全,因而只能建立起微小的电流。电晕放电的特征是伴有“嘶嘶”的响声,有时有微弱的辉光。
电晕放电可以是连续放电,也可以是不连续的脉冲放电。电晕放电的能量密度远小于火花放电的能量密度。在某些情况下,如果升高尖端导体的电位,电晕会发展成为通向另一物体的火花。
(c)刷形放电
刷形放电发生在导体与非导体之间,是自非导体上许多点发出短小火花的放电。每个火花由非导体表面能够流进其内的电量来决定。其放电总体经常有刷子似的形状。如果导体很尖,导体处的放电将具有电晕放电那样向前扩展的特征。
(d)场致发射放电
是从物体表面发射出电子的放电。其能量很小,因此只有在涉及敏感度很高的易爆物品时才需要重视。
(e)雷形放电
当悬浮在空气中的带电粒子形成大范围;高电荷密度的空间电荷云时,可发生闪雷状的所谓雷形放电。受压液体、液化气高速喷出时可能发生雷形放电,雷形放电能量很大,引燃危险也很大。
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