靜電產(chǎn)生的火災(zāi)和爆炸的安全界限是用靜電放電能量來表示的。其放電能量必須比可燃性物質(zhì)的最小點燃能量大。由于放電能量不易求得,所以由靜電引起的爆炸和火災(zāi)的安全界限用等于最小點燃能量的放電能量來決定,或用等于最小點燃能量的帶電狀態(tài)(帶電電位和帶電量等) 表示。此安全界限只是一個大致標準,因為它還受放電空間的特性和接地體的形狀等其他因素影響。
1.導(dǎo)體的災(zāi)害界限
帶電體是導(dǎo)體時,如果發(fā)生放電,在一般情況下,是將所儲存的靜電能量幾乎全部變成放電能量而放出。因而在導(dǎo)體上所儲存的靜電能量等于最小點燃能量時,則可認為是有產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)的危險的,所以產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)的界限可以考慮為相當于儲存最小點燃能量的帶電電位和帶電量。
帶電體是導(dǎo)體時,其儲存的靜電能量可用下式表示
w =12cv2=12qv =q22c
式中 c———導(dǎo)體的電容;
v———帶電電位;
q———帶電電荷量。
帶電導(dǎo)體儲存的能量等于放電能量即等于最小點燃能量時,如果用 wmin表示混合物的最小點燃能量,則導(dǎo)體的危險電位和危險電量可用下式表達
按照 w =12cv2=12qv =q22c可以繪制成如圖 1所示的曲線以便應(yīng)用。
圖1 帶電物體上儲存能量與帶電電位的關(guān)系2.絕緣體的災(zāi)害界限
帶電體的電導(dǎo)率在 10-8s/m 以下或表面電阻 109ω 以上的絕緣體產(chǎn)生放電時,由于其上電荷不能一次全部放完,其靜電場所儲存的能量也不能一次集中釋放,因此絕緣體的放電產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)的界限,不能用帶電導(dǎo)體的計算公式求得。要準確確定絕緣體的危險電位是很困難的,不過可以肯定,靜電電位30kv 的絕緣體在空氣中放電時,放電能量可達數(shù)百微焦耳,足以引起某些爆炸性混合物發(fā)生爆炸。
應(yīng)當強調(diào)指出,由于絕緣體的靜電及其放電情況都比較復(fù)雜,為了鑒別絕緣體靜電的危險性,必須重視現(xiàn)場運行經(jīng)驗。并特別注意下列情況:帶電狀態(tài)很不均勻的場合;帶電量和極性容易發(fā)生變化的場合;在絕緣體中有局部的電導(dǎo)率高的部位,并且這種絕緣體是帶電的;在帶電的絕緣體里面或近旁有接地的導(dǎo)體。