靜電放電現(xiàn)象是一種常見的物理現(xiàn)象,大量地存在于我們的日常生活中,由于靜電放電過程中,伴隨著能量的釋放,當能量足夠大時,會引起可燃性環(huán)境的點燃或爆炸,因此在GB25285.1列出的13種點燃源中,靜電也是一種主要的點燃源。防爆層面來說有必要引起足夠的重視并加以控制。
靜電的產生
產生靜電主要有兩種方式,一種是摩擦起電。兩個物體發(fā)生接觸位置相對移動或分離時,一個物體上的電子脫離原子核的束縛而跑到另一個物體上,該物體就顯示出正電,如果是絕緣材料,產生的電荷不能傳導或被中和,幾乎只能停留在產生的地方,大量的電荷積聚在物體表面,當遇到電位不同的導體時,就會迅速轉移,形成放電現(xiàn)象。產生靜電的物體,不僅僅是固體,高速流動的液體、粉末也能產生靜電。
另一種產生靜電的方式,是感應起電,例如,物體達到高電勢,或由于處在電場中而攜帶電荷。不過這種由于需要高電勢,不在防爆設備相關標準探討中。
靜電的預防
為了避免電荷在表面的積聚,或者避免積聚到高的電位,應當采取有效的措施,防止電荷的積聚,或者盡快將電荷釋放,通常可以選用導電材料或加強接地的方式。在GB3836.1標準中提供了多種可供選擇的方式。
其中最常用的方式就是控制材料的表面電阻。這就要求能盡量準確地測量出材料的表面電阻相關參數(shù)。
目前GB3836.1中是測量表面電阻值。
由于檢驗手段進步以及標準的更新不同步,各標準之間產生了一些差異,下面將簡單比較各標準中表面電阻檢驗的差異。
表面電阻的檢驗
目前,國內防爆產品涉及到表面電阻檢驗的標準為GB3836.1-2010,但防爆標委會也在根據(jù)IEC標準更新的情況積極制修訂新的標準,涉及到IEC60079-0:2017、IEC60079-32-2:2015。其中IEC60079-32-2 Electrostastic hazards-test是關于靜電危險試驗的專用標準,該標準中包含了多種試驗方法,其中表面電阻試驗方法與GB3836.1中類似,但又有多處差異。
要求 |
GB3836.1-2010 |
IEC60079-0:2017 |
IEC60079-32-2:2015 |
環(huán)境 |
溫度(23±2)℃,濕度(50±5)% |
溫度(23±2)℃, 濕度(50±5)%或(30±5)% |
溫度(23±2)℃、 相對濕度(25±2)% |
樣品 |
外殼或矩形試件 |
||
預處理 |
試件應用蒸餾水擦凈,然后用異丙基乙醇(或其他任何能與水混合且不影響試樣或電極材料性能的溶劑)清洗,在干燥前再用蒸餾水清洗 |
試件應用蒸餾水擦凈,然后用異丙基乙醇(或其他任何能與水混合且不影響試樣或電極材料性能的溶劑)清洗,在干燥前再用蒸餾水清洗 |
最好只用刷子清理表面; 但是如果表面上有手指印或其它臟污,并且表面上沒有采用特殊抗靜電劑,應用2-丙醇(異丙醇)或其它不影響試驗樣品材料的溶劑清潔試樣,然后在空氣中干燥 |
電極 |
導電漆, 寬度1±0.2mm, 長度100±1m, 間距10±0.5mm |
導電漆, 寬度1±0.2mm, 長度100±1m, 間距10±0.5mm |
a.柔軟的條狀橡膠導電電極安裝在帶有彈簧的金屬壓舌上; b.導電泡沫條安裝在絕緣支架上; c.銀漆(silver paint) 寬度≥1mm, 長度100±1m, 間距10±0.5mm |
試驗電壓 |
(500±10)V的直流電壓,(65±5)s |
(500±10)V的直流電壓,(65±5)s; (10±0.5)V的直流測量電壓,歷時(15±5)s; 電阻小于10M?,測量電壓應增至(100±5)V,歷時(15±5)s |
如果電阻在1 MΩ和10 MΩ之間,應在(15±5)s內把測量電壓增至(100±5)V。 如果電阻在10 MΩ和100 MΩ之間,應用(500±25)V 電壓測量,時間(65±5) s。如果表面電阻大于100 MΩ,電壓至少(500±25)V,最好是(1000±50)V,時間(65±5)s |
試驗過程 |
表面電阻等于施加在電極間的直流電壓與流過兩極間的電流之比 |
表面電阻等于施加在電極間的直流電壓與流過兩極間的電流之比 |
在與預處理相同氣候條件下進行試驗; 把試樣放置在表面電阻超過10 TΩ的絕緣墊上; 把電極放置在試樣表面上; 在電極上施加20 N的力(如果是涂漆電極則不需要); 對同一試樣在不同位置重復測量9 次,或者,如果試樣太小重復測量不可行,或者測量結果范圍在±10%之內,也可用另外的試樣重復測量。對于這種情況,可以減少測量次數(shù),但是應不少于3 次試驗 |
合格判定 |
不大于109Ω |
在相對濕度(50+5)%下測量,不大于1GΩ; 在相對濕度(30+5)%下測量,不大于100GΩ |
取各次測量的幾何平均值 |
從上表中,我們可以清楚地發(fā)現(xiàn),IEC60079-32-2標準中的內容相比另外兩個版本更加細致,測試要求也更多樣。主要有以下差異:
首先,測試環(huán)境要求比其它版本更苛刻,相對濕度需要控制在(25±2)%,這就要求檢驗機構嚴格控制試驗室的環(huán)境,必要時應在環(huán)境試驗箱內進行。
第二,樣品不再統(tǒng)一要求預先清洗,一般樣品用刷子清理表面即可,即使需要清理表面臟污,也應避免溶劑影響材料性能。
第三,電極可以在三種型式中選擇,并且電極的寬度由1mm改為大于1mm,便于加工電極或涂漆,但要注意保持電極之間的距離要求。另外,涂漆電極的材料也由原來的導電漆(conducting paint)改為銀漆(silver paint)。另外,增加了兆歐表定期用已知電阻(1 MΩ~1 TΩ)進行校準的要求;還需要測量電極的壓力,如果電極達到最小電阻值時施加的力大于20 N,則應用更柔軟的導電橡膠代替。雖然比GB3836.1增加了要求,但實際更利于檢驗機構執(zhí)行。目前的導電漆涂電極的方式在實際操作中很不方便,需要提前涂電極,由于導電漆粘性大,涂出的電極很難滿足標準要求,而且漆也可能破壞材料的性能,影響結果。
第四,不同絕緣等級的材料,需要選擇不同的試驗電壓,可以更加準確地測量電阻的值;
第五,明確了試驗過程,包括絕緣墊的要求、電極壓力、測量次數(shù)等。便于各試驗機構統(tǒng)一檢驗要求。
最后,GB3836.1、IEC60079-0中均未明確測量次數(shù),IEC60079-32-2除了明確測量次數(shù),還規(guī)定取幾何平均值作為結果。
總結
隨著測量技術的進步,標準中對檢驗的要求更加細化,即使是IEC6079-0:2017相對GB3836.1-2010(IEC60079-0:2007)也有明顯的變化,而IEC60079-32-2作為專門的靜電危險試驗的標準,其內容更加詳細,目前該標準對應的國標也在制訂中,標準對檢驗設備、設施有了更高的要求,檢驗機構應當及時跟進,完善設備和檢驗規(guī)程,以更好地開展檢驗。
Copyright © 2021.樂清市事成電器有限公司 All rights reserved. 備案號:浙ICP備2021034443號