油品静电产生机理及其防护技术（五篇模版）

第一篇：油品静电产生机理及其防护技术

油品静电产生机理及其防护技术

上海海事大学,电磁场与微波技术专业

摘要：本文综合国内外有关石油静电的研究成果，论述了油品在生产、储存、运输过程中静电的起电机理，给出油品注入各类容器时静电起电方程，指出气相间放电现象及类型，最后讨论了油品静电隐患的一些防护措施。

关键词：油品静电起电机理；静电起电方程；气相间放电；防护措施

The Electrostatic Generation Mechanism and Protection Technology of Oil Abstract: This article comprehensive domestic and foreign oil electrostatic research results, discusses the generation mechanism of oil in the the progress of production, storage and transport.An equation of static electrification is presented for the oil injected into various types of containers, pointe out that the phenomenon and type of discharge phenomena and finally discusses some of the oil electrostatic hazard precautions.Key word: Electrostatic electrification mechanism;static electricity equation;gas phase discharge;preventive measure

0.引言

石油产品中，汽油、煤油、柴油属于易燃油品，系非导电性物质，其体积电阻通常在10111015m范围之内。具有这样高绝缘性的易燃油品，在其生产、贮运、加注、使

用的诸工序中，极易产生静电荷。由于静电荷的释放速度相当慢，当静电荷积聚到一定程度时，便会产生静电火花，点燃爆炸性混合气，酿成重大的灾害事故。由于石油静电问题，国际上油轮、油库，汽车、油槽车等爆炸事故很多。我国石油系统，自1968年一1986年近20年间发生的静电灾害事故就有18起之多[1]。本文将主要针对石油制品，探讨其静电产生机理以及防护措施。1.油品静电起电机理

两种物质的相互摩擦是产生静电的一种特殊方式，但不是唯一方式。除摩擦外，当两种不同物质紧密接触后再分离、物质受热或受压、物质发生电解或其他带电体的感应等，均可产生电荷。固—液相间、液—气相间、互不相容液相之间由于流动、搅拌、沉降、过滤、冲刷、喷射、飞溅、剧烈晃动以及发泡等接触分离的相对运动，均会在介质中产生静电[2]。

带电油品进入油罐后，油品静电通过静电感应将在油罐内外两壁产生感应电荷，如图1所示。如果油品带正电，则在油罐内壁产生大小与油品电荷相同、性质相反的负电荷，油罐外壁产生正电荷，大小则根据油罐外壁绝缘性质确定，若罐外壁与大地完全绝缘，则与油品内电荷相等。油罐内油品电荷和油罐内壁电荷相互吸引束缚，若遇火花促发物，则会发生火灾爆炸事故，油罐外壁为自由电荷，可以通过静电接地直接导入大地。

图1 油品进罐后电荷分布

2.油品注入容器时静电起电方程

油品属非导电性液体.它的起电方式主要是摩擦分离起电.液体在起电的同时还伴有电荷的泄漏，其起电方程为[3]：

dQ(QsQ)Q

dt

（1）

式中Qs为不计泄漏时的饱和带电量，为起电系数，为泄漏系数。在油品注入金属容器时，存在三种泄漏途径，可令泄漏系数；

123，其中，1为通过接地导线导向大地的2为通过跨接导线导向周围不等电位物体(比加输油管)的泄漏系数；3为通过空气的泄漏系数，当空气击穿时，泄漏表现为气体放电形式。

351010 金属容器是导体。人的阻抗在欧姆之间。对静电而言，也相当于导体(静电导体)，其起电方式主要是感应起电，应满足高斯定理：

QsDds

（2）

D其中为电位移矢量，J为体电流密度。以上(1)(2)两式即为油品注入容器时的静电起电方程。

对(1)式积分可得油品中电荷聚散规律为：

Q(t)

Qs(1e()t)Qm(1et/)

（3）

Qm式中Qs为油品最大带电量，1 称为弛豫时间。

QQ0且

考虑起电停止后未发生气体放电时油品中电荷的泄漏过程，即

30。在容器内作包围油品任一闭合面，泄漏电流：

因为

其中方程：

dQIjdsdts

（4）

D0rE

JE

0和r分别为真空和相对介电系数，为油品电导率。与(2)式联立可得电荷泄漏

QQ0et/

（5）



由于不同油品的12（6）

r值相差不大，而即使是同一种油品，由于杂质含量不同，电导率会有明显差异，因此，值几乎完全由决定。如对石油类制品，815油品，电导率由10S/m至10S/m。

r2.0，从原油至精制3.油罐中气相间的放电现象

当储罐内的油品带电时，就会对油品内或储罐内的气相空间产生电气作用。这种电气作用就是电场，其大小称为电场强度。这种电场和磁铁周围的磁场作用相类似，能吸引较轻的物体，引起放电现象。通常气相空间发生放电，会比油品内放电更容易引起灾害。

研究表明，储罐内油品发生的放电，按放电的发光形式来分类，大致可分为电晕放电、刷形放电和火花放电三种[4]：

（1）电晕放电是在曲率半径小的突起部份或棱角的地方发生的伴有微弱发光的放电，此种放电能量比较小，如图2所示。（2）刷形放电是在形状比较园滑的对置电极与带电油面间发生的，并伴有兰白色发光和破坏声响的树枝状放电。此种放电不够集中，所以在单位空间内释放的能量也较小，如图3所示。（3）火花放电是在平滑形状的对置电极和带电油面之间的距离接近时发生的，伴有线状强烈发光和破坏声响的放电。此种放电在瞬间内能量集中释放，因而危险性最大，如图4所示。

图2.电晕放电

图3 刷形放电

图4 火花放电

99%以上的能量在产生放电的气相空间会变成为热能而消耗掉。因此，气相空间达到爆炸混合浓度时，由于热能而使温度上升，结果引起燃烧反应，并发展到点火、爆炸，如果带电油品的放电能量超过可燃性混合气体的点火能量时，这种放电就会成为点火源，从而引起爆炸火灾。

4.油品静电隐患的防护措施

减少静电的产生，主要有以下几方面措施：(1）控制流速

已知油品在管道流动所产生的电流和电荷密度的饱和值与油品流速的二次方成正比，可见控制流速是减少静电产生的一种有效方法。可燃和易燃油品的电阻率各不相同，而其允许流速与电阻率有十分密切的关系。因此，有的国家根据油品的电阻率限制允许流速，其推荐值如下[5]：电阻率 105m时，允许流速10m/ s；电阻率105109m时，允许流速 5m/ s；电阻率109m时，允许流速1.2m/ s 总之在确定流速时，不仅要考虑管道的直径，还要考虑油品的性质 所含杂质的数量和成分，管道的材质等各种因素的影响。

（2）控制加油方式

油罐从顶部喷溅装油时，油品必然要冲击罐内油品，使静电量急剧增加。如某厂对500m油罐试验时，将柴油以2.6m/ s的速度从顶部喷溅，5分钟后，罐内油面电位从190V升到7000V。若改用从罐底（流速相同）注油，油面电位下降到2000V。另外，顶部注油还会使油面电荷较为集中，容易发生静电放电[6]。（3）防止不同的油品相混合及防止油品含水和空气

油品中含水5% 10%时，会使起电效应增大10倍50倍。另一类危险是混油现象，当向汽油或其他轻油容器底注入重油，由此引起的事故在油库和炼油厂多有发生。原因是轻

质油为低蒸汽压油品，其闪点都在38C 以上，在正常情况下，在低于其闪点温度下输送3不会有火灾危险。但是，如果将这种油品注入装有低闪点油品的容器中，重油会吸收轻质油的蒸汽而减少容器内气体空间混合气中油蒸汽的浓度，使得未充满液体的空间由原来充满轻质油气体（超过爆炸上限）转变成合乎爆炸浓度的油蒸汽和空气的混合气体，所以为安全和保证油品质量，必须防止不同油品相混合[7]。（4）进行有效的防静电接地

油罐管道、过滤器鹤管、装卸平台等防静电设备的有效接地，电阻值应满足要求：接地导线30m以下着不大于10，超过30m者不大于5，单独导出静电装置的接地回路电阻不大于100。

5.结束语

静电的存在非常隐蔽和抽象，事故前不易发觉，一旦发生静电事故，后果十分严重。我们必须充分根据静电产生的机理，采取行之有效的防护措施，以减少和控制静电事故的发生。同时，由于静电研究涉及的问题很多，机理复杂，特别是各种突然干扰的因素较多，其理论认识和实际措施都远非准确完善，大量的研究工作还有待于进一步去做。参考文献：

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第二篇：粉体工业静电防护技术

粉体工业静电防护技术研究进展 引言

随着全球工业化进程的加快，生产粉尘、粉末和颗粒状物质的粉体工业迅猛发展。改革开放二十多年来，我国粉体工业生产规模迅速扩大，发展速度前所未有。以石油化工行业聚烯烃粉体生产为例，1982 年全国年产量不足100 万吨，1989 年则突破了200 万吨大关，1996 年年产量达到320 万吨;近年来，我国合成树脂和塑料年产量仍然保持20 %的增长速度。如煤炭、冶金、纺织、粮食等其他行业涉及粉体工业的生产规模亦以年产量增长速度超过15 %的态势呈规模化发展趋势。与此同时，粉体工业生产中引起的爆炸和燃烧事故也迅速增多。如哈尔滨亚麻厂粉尘爆炸事故，广东新港粮食储仓粉体爆炸事故均发生在20 世纪80 年代初期.据统计资料分析，随着我国经济发展速度的加快，粉体爆炸与燃烧事故越来越频繁。以粉尘爆炸统计数据资料为例，我国自1960 年至1989 年30 年间，发生粉尘爆炸次数按年代百分比的分布为: 1960年至1969 年占总数的9。37 %，1970 年至1979 年占总数的3。13 %，1980 年至1989 年占总数的87.50 %，此数据充分表明，粉体事故与国民经济发展规模之间有着密切的联系，同时说明了粉体防灾技术研究的意义与作用。上述粉体灾害事故和其发展态势引起了人们的极大关注，对我国经济发展和社会稳定造成了较大的影响，我国政府和有关行业主管部门及相关的研究单位对此类灾害事故高度重视[1，3 ]。这些因素对促进和加强我国粉体工业防灾技术研究工作，对防粉体灾害技术的应用推广和进一步落实企业的专项整改与治理措施等方面都起到了积极的推动作用.统计资料显示，粉体工业灾害事故与粉体静电密切相关[1 —4]。从一组引起粉体灾害事故(粉尘爆炸)的点火源数据统计百分比分析可知: 由热表面引爆的占38。71 %，由明火引爆的占32。26 %，静电与电气火花引爆的占16。13 %，其他因素引爆的占12。90 %。由可见，在粉体工业生产过程中，由于静电与电气火花引起粉尘爆炸事故的比例是比较大的，其中静电的危害已到了必须引起人们高度重视的程度。事实上，在人类现代生产和生活活动中，静电存在的范围很广。静电在给我们带来极大便利的同时(如静电复印、静电除尘、静电喷涂、静电成像、静电生物效应和纳米材料制备等)，也给人类社会带来了各种各样的麻烦甚至引发灾难性事故。正因为静电事故遍及矿业、冶金、石油化工、纺织、医药、粮食加工与储运、交通运输、航天航空、通讯与军工等行业，所以对静电灾害与防护技术的研究一直是现代社会关注的热点课题之一 在众多的静电研究课题中，由于粉体静电灾害问题涉及专业面广，致灾过程复杂，模拟实验难度大，费用高等原因，所以相对于现代静电研究的其他领域而言，粉体静电灾害的研究在其起电机理、致灾条件和防范对策等方面相对滞后。虽粉体静电防灾领域需要研究解决的问题很多，但自20 世纪50 年代以来，这方面的研究进展一直不大，其研究水平远远落后于液体防静电灾害等技术研究，与实际要求存在较大的差距。然而从Maurer(1979 年)报道了粉体大料仓堆表面放电现象之后，以瑞士Ci2ba 公司和英国南开普敦大学为中心，在国际上迅速形成了一个以粉体工业生产实际尺度的粉体静电放电问题为研究对象的研究热点，并进一步提出了一些与生产过程密切相关的防静电规范或建议。与此同时，德国、瑞士、挪威、波兰及前苏联等欧洲防爆委员会成员国，以及我国、日本、美国等国的相关部门和研究单位，也相继开展了超细粉尘和非标准条件下的燃烧与爆炸实验，静电场分析计算及体起电、放电等理论与实验研究工作。这些研究工作极大地丰富了人们对粉体静电 危险性的认识，特别是与工业控制和安全评价有关的粉体静电研究结果，对粉体工业安全生产具有十分重要的意义和指导作用 2 粉体静电灾害概况 现代工业生产过程中的粉体是粉尘、粉末及颗粒状物质的总称。一般而言，我们将粒径d > 0.5mm的物质称作颗粒;将粒径d 在100μm和0。5mm之间的物质称作粉末;将粒径d < 100μm的物质称作粉尘，此类物质基本上具有正常状态下在空气中飘扬的特征。统计与实验资料表明，可燃性粉尘大多数属易燃易爆物质，其燃爆事故占粉体灾害事故的60 %以上，粉尘本身的静电放电火花即可成为其点火源。可燃性粉末与颗粒虽然能燃烧，但是一般难以形成爆炸性混合物，然而其静电放电或热表面等危险因素可能成为可燃气、可燃粉尘及其杂混合物等易燃易爆物质的点火源。对于非可燃性粉体而言，其静电危险性主要表现在这类物质的静电放电火花可能成为生产过程中其他易燃易爆物质的点火源[2，4]。粉末与颗粒粉体粒径较大，在生产过程中单个粒子的带电量也大。在一定的条件下，聚合物粉体大料仓中可能发生堆表面放电和传播型刷形放电，此类静电放电的放电能量大，足可以点燃一般的可燃粉尘。大多数粉尘中固体物质的粒径约为1 —100μm，含分子数为104 —106，因此小而轻且比表面积大。带静电的粉尘可漂浮于空气中，也极易吸附在物体表面上。漂浮的带电粉尘的灾害可以产生闪电状静电放电，如火山喷发时可经常看到的火山灰粉尘闪电;大气中悬浮的尘埃使大气能见度大为降低，容易引起各类交通事故。带电粉尘的吸附性亦有较大的危害，粉尘吸附在植物的叶面和干上会影响其生长，给人类的农业、林果业生产等造成损失;金属表面的粉尘可促使其加速腐蚀;粉尘的沉降或吸附使各种建筑物遭受污染、腐蚀加速，使许多传感器中毒、失效，使诸如集成电路等高精细材料、器件无法制造和使用，可以导致机器停运、电路短路等事故。如此种种，关于粉体静电的危害不胜枚举，而其中最具破坏性和灾难性的就是粉尘爆炸，它会造成突发的、一次性损失严重的人身伤亡和财产损失等事故.德国自1940 年起的50 年间，与静电相关的重大粉体爆炸事故有斗式提升机滑槽中燕麦糠爆炸，碾碎机内的制粉半成品爆炸，斗式提升机滑槽中高粱(含粉尘多)爆炸，斗式提升机中高粱粒爆炸和粉体料仓中高分子聚合物爆炸。据日本劳动省产业安全技术研究所对1952 年至1975 年期间日本所发生的177 起损失较为严重的粉尘爆炸事故点火源的调查分析可知，最多的点火原因是机件或装置中的金属异物摩擦撞击而引起的热表面和撞击火花(37起)，其次就是静电引起的放电火花(29 起)。因此，引起粉体爆炸的原因与静电放电有一定的联系.料仓燃爆事故统计资料可知，这40 起粉体料仓燃爆事故的点火源，基本可以认定是粉体自身的静电放电火花。事实上有关高分子聚合粉体的静电危险性研究，尤其是粉体气力输送和粉体大料仓的防静电危害问题是近二十年来国际范围内静电防灾研究领域中的热门课题之一。聚合物粉体绝缘程度很高，生产过程中粉体的起电量可达104 C/ kg，静电泄漏缓慢，生产过程中的粉体往往会积聚很高的电荷。这种静电的积聚会给粉体生产带来两类危害:一类是带电粉体粒子之间，粒子与管壁、容器之间的静电力作用，给生产带来各种障碍与危害;另一类是电荷的积累能够产生很强的静电场，从而导致各种类型的静电放电发生，或引起火灾和爆炸事故，或引起人体电击事故而导致二次事故发生.粉体静电危险性评价方法研究发展

概况

通过对静电放电火花实际点燃危险性量化分析研究，近年来已经取得了可用于对粉体实际生产过程中的静电危险性进行定量评价的研究结果。建立在静电点燃现实危险性基础上的静电放电火花点燃危险性的量化分析理论，相关的静电参数测试方法，生产工艺过程现场数据取样和评价技术，促使粉体善，有关研究和管理部门已经将相关研究结果应用于具体的生产实际

3.1 粉体起电机理研究

粉体是特殊状态下的固体物质，其静电起电过程遵循固体的接触起电规律。目前，人们对金属-金属、金属-半导体的接触起电机理研究结果已经达到实用化水平的要求。然而对于高分子聚合物材料的起电机理研究而言，由于聚合物内部结构的复杂性以及起电机理性实验结果的重复性不好等原因，对其起电机理性的研究方法尚在不断的完善之中[8]。然而，对于粉体工业生产中粉体气力输送的粉体静电起电问题，人们结合两相流动力学理论、电介质物理学、粒子介质之间的相互作用等理论研究，年来已经分析总结出了一些可用于实际分析的有关粉体起电的半经验公式[9，10]。

3.2 粉体静电参数测试技术

有关粉体状物质的静电参数(电阻率ρ、介电常数ε、电位U、电场强度E 及电荷密度q 等)的实验室测量，从理论分析到测试方法都比较成熟，有些测试方法和具备防爆条件的测量仪表也已经直接应用于实际生产场所的粉体静电参数的数据测试[11，12]。近年来，人们可以在工尺度的大型粉体模拟装置上设置粉体静电试验，方便、高效地测试粉体静电参数，便利开发、试用防粉体静电灾害的技术和产品，这为进一步深入研究与解决粉体静电问题提供了实验手段上的保证。相关科研单位研究开发的非接触式管道粉体静电电荷密度测量仪，在完善防爆设计后即可应用于粉体工业输送与储运系统的粉体静电监测[13]。粉体、聚合物电荷空间分布的测量方法研究也有了较好的研究结果。几十年来，人们已经积累了大量的有关粉体方面的静电参数，从相关的基本静电参数到实际生产中不同性质的粉体起电参数都比较全面.3.3 粉体起电、放电特性(包括辐射场)研究

人们在小、中、大型粉体静电模拟实验装置上，尤其是工业尺度的粉体模拟试验装置上成功地模拟了电晕放电、刷形放电、火花放电、堆表面放电及传播型刷形放电等典型的粉体生产中存在的静电放电现象，使有关粉体的静电危险性研究水平上了一个大的台阶[14，15]。在这些极为有效的试验设备上，人们成功地测定了粉体的起电量，研究了粉体的起电特性，综合研究了粉体料仓的粉体电荷密度、荷质比、放电电荷转移量、料仓内的电势分布与电场强度的分布特点、粉体放电间隔特点、放电信号频率等对于粉体静电危险性评估有重要价值的相关物理量[7，16，17]。通过大量的静电放电测试试验，统计、研究、探讨和总结了粉体工业生产中可能发生的不同类型静电放电的辐射场特性，其试验研究数据为粉体工业生产现场检测与监测仪表的电磁兼容性设计提供了有价值的数据;同时结合气体等介质的击穿理论，建立了典型的静电放电理论模型

3.4 可燃物质的燃爆特性研究

自20 世纪80 年代中、后期起，标准条件下(标准实验样品、标准测试条件)可燃粉体、可燃气仪器，已经基本上达到了国际标准化。所以有关可燃物在标准状态下的最小点火能、爆炸极限、最小点燃温度、最大实验安全间隙、自燃温度、闪点、极限氧浓度等数据，基本上都可以从标准出版物上引用。近年来，有关非标准状态和非标准条件下的可燃物质燃爆参数研究，人们从实验和理论分析两方面作了不少的工作[19，24，33]。非标准粒径粉尘最小点火能与粉尘中位粒径的关系，杂混合物最小点火能与可燃气体浓度的关系，粉尘最小点火能与温度的关系，负压条件下可燃物爆炸极限的变化，高压条件下可燃物自燃温度的变化等对实际安全评价有重要意义的燃爆参数数据库，也在积极完善之中.结合气力两相流动理论和燃烧反应动力学理论，借鉴比较完善的可燃气体燃烧理论，初步建立了粉尘、杂混合物(粉尘，可燃气)燃烧理论分析模型

3.5 粉体静电放电点燃特性研究

粉体静电放电火花的火花时间特性和空间分布特征、形成放电的初始条件和放电电荷转移量等点火源因素，可燃物质的燃爆特性参数都对粉体静电放电的实际点燃能力有影响。近年来，人们将研究重点放在粉体料仓内粉体静电放电的点燃能力研究上，但由于研究手段上的原因，只能将料仓内的放电通过环形收集电极引出，在放电区以外的极隙内做点燃实验。这样由实验所得到的放电相当能量Eeq，在一定程度上反映了粉体放电的点燃能力。实验与实际静电点燃事例统计表明，粉体生产过程中可能产生静电灾害的静电放电形态和有效点燃能量Eef大致如下:(1)电晕放电的有效点燃能量不大于01025mJ;(2)普通的刷形放电单次放电的有效点燃能量可达3mJ;(3)料仓粉体堆表面放电单次放电的有效点燃能量可达10mJ;(4)人体放电单次电的有效点燃能量可达30mJ;(5)火花放电单次放电的有效点燃能量可达1J;(6)传播型刷形放电单次放电的有效点燃能量可达10J。有关粉体静电放

电实际点燃可燃物的过程研究，对于了解和研究放电火花的现实点燃能力是有重要意义的。结合介质击穿过程的放电物理学和燃烧学理论，关于气体、粉尘的静电放电火花点火模型理论和气体、粉尘的点燃过程研究近年来也取得了一些较好的研究结果

3.6 粉体静电放电危险性评估与仿真模拟

有关粉体静电放电危险性研究主要侧重于引发火灾、爆炸事故的危险性方面。对于规模一般都比较大的粉体生产而言，这种危险性主要反映在火灾、爆炸事故的敏感性参数上，也就是可燃物被静电放电火花引燃的特性上。这样，由带电粉体物质的基本静电参数、粉体量大小及边界条件所确定的带电粉体空间可能产生的静电放电类型、静电放电火花的点燃能力，结合产生静电放电场所的可燃物燃爆特性，即可以定量评价粉体静电放电的实际危险性.通过研究典型静电放电火花的实际点燃能力，对实际生产工艺过程中的静电放电火花的点燃危险性进行定量评价。静电放电火花的放电相当能量、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间，决定了静电放电火花实际点燃可燃物的可能性大小，因此不同类型的静电放电火花点燃可燃物的差异性很大.根据数据序列理论分析，引入静电放电火花点火源序列和可燃物危险性序列之间存在的关联性，反映了静电放

电火花点燃可燃物的危险程度，可用于对静电放电火花的实际点燃危险性进行量化评价。有关粉体的电荷弛豫理论和粉体静电场分析模型研究以及电场仿真和计算分析，一直是静电防灾研究的前沿热点课题。近年来由于粉体静电检测技术的发展，大力促进和支持了粉体静电仿真技术的研究，使得粉体静电仿真技术研究成果离实用阶段越来越近[7，24，25]。同时，有关粉体静电模拟仿真的研究结果也弥补了实际粉体静电测量技术的不足和现场测量场所的限制(如引入测量仪器对原静电场的影响等)，可以帮助人们更详细地了解带电粉体空间的电场变化等情况.粉体防静电灾害技术发展概况

粉体防静电灾害技术的要点在于经济实用，根据危险性定量评估的结果选用相应的防护技术是防灾减灾工作的根本内容和努力方向。我们知道，粉体工业生产中可能产生静电灾害的典型静电放电类型有6 种:(1)电晕放电;(2)普通刷形放电;(3)料仓堆表面放电;(4)人体放电;(5)火花放电;(6)传播型刷形放电。理论分析与实验结果表明，这些不同形态的放电形式点燃可燃物的能力大不相同。另一方面，可能存在于粉体工业实际生产中的可燃物大多为可燃粉体(颗粒、粉末、粉尘)、可燃气以及它们的杂混合物，这些可燃物的被点燃性能差异也很大。所以，我们在研究开发防粉体静电灾害技术的具体工作中，应在粉体静电危险性合理分级的基础上，遵从既科学合理、又经济实用的防灾减灾原则

4.1 粉体静电危险性分级方法

有关粉体静电危险性分级，有别于静电危险场所的分级。粉体危险性分级的目的在于结合安全经济学原理，为存在粉体静电危险性场所选用既经济实用又科学合理的防静电灾害措施提供科学依据.这方面的工作可参照相关的静电危险场所分级方法[24，26，41，44]，以粉体静电实际危险性为基础，结合粉体静电可能造成的灾害程度作为分级依据来进行

4.2 防粉体静电灾害技术

粉体静电防灾的应用技术研究，目前从相关物体的静电泄漏技术、粉体静电消电技术、泄爆技术、阻爆与隔爆技术，到可燃物质的惰化与抑爆技术等，基本上能够满足实际生产的需要。但有时候由于片面追求经济效益等方面的原因，有些成熟的粉体静电防灾技术并不能被粉体生产厂家所接受;或由于维护方面的原因，有些已选用的粉体静电防灾设施，并未在实际生产中发挥其应有的作用;所以粉体静电防灾技术的研究与开发任重道远，新技术的开发与已有技术的优化，尚有很多工作要做。概括地说，有关粉体生产防静电灾害应用技术的研究开发，从控制危害源因素和防灾减灾作用的角度考虑，已经形成了以下两大类以降低粉体静电危险性为目的的工程应用技术[27 —33]：一类是以控制粉体静电起电量(改变接触起电介质的材料特性，采用粉体消电措施，采取防静电涂层与合理接地加速静电泄放等)、控制放电类型(如防止形成击穿场强较大的绝缘层，避免产生能量大的传播型刷形放电等)为目的所采用的技术;另一类是以控制可燃物点燃特性(如加强通风，可燃气置换，控制切粒所形成的细微粉尘，注入惰性物质等)为目标而采取的技术措施。目前我国有关部门正在计划制定有关的粉体防静电灾害操作规程[34 —37]。值得注意的是，在特定条件下，由于粉体生产过程的工艺条件或环境条件的限制，粉体静电放电火花有可能点燃、引爆可燃物质，为了减缓灾害的破坏性，防止灾害的进一步扩大，应采取防灾减灾措施。主要的应用技术有阻爆、隔爆、泄爆和抑爆技术等，以及与之配套的可燃气、可燃粉尘的温度和压力等监测监控技术。目前，静电源监测相结合的粉体静电防爆减灾控制体系正在完善之中结束语

综上所述，有关粉体静电危险性与防静电灾害技术方面的研究工作涉及面广、任务繁杂，难度较大。本文仅就其中的有关方面，结合作者近年来所做的有关具体研究工作，进行了相关专题的调查研究与统计分析，介绍了粉体工业生产中的静电危险性分析方法与防静电灾害技术的最新研究成果，有关研究结果近年来已经陆续应用于粉体工业的具体生产实际，解决了企业安全生产中的有关技术难题，取得了良好的社会效益与经济效益。作者希望有关粉体静电测试研究方法、粉体静电起电与放电研究方法、粉体静电危险性评价方法、粉体静电危险性分级理论与粉体防静电灾害技术措施等重要研究结果，在今后的研究与具体应用实践工作中得到进一步的完善、补充和检验。

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第三篇：加油站静电危害及其防护

加油站静电危害及其防护

[摘要]对静电的危害进行简要的论述，对加油站产生静电的条件进行分析，并从四个方面给出加油站预防静电的措施。

[关键词]加油站 静电 防护

中图分类号：O59 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2009）0120020－01

20世纪中期以后，随着电阻率很高的高分子材料如塑料、橡胶等制品的广泛应用和现代，生产过程的高速化，使静电可以积聚到很高的程度。同时，静电敏感材料如轻质油品、火药、固态电子器件等生产和使用，使静电造成的危害越来越突出。我国近年来在石化企业曾发生30多起较大的静电事故，其中有数起损失达百万元以上，如上海某石化公司的甲苯罐、山东某石化公司的胶渣罐及抚顺某石化公司的航煤罐都因静电造成严重的火灾爆炸事故。

一、静电的危害

1．爆炸和火灾爆炸和火灾是静电最大的危害。静电能量虽然不大，但因其电压很高而容易发生放电，出现静电火花。在有可燃液体的作业场所（如油料运装等），可能由静电火花引起火灾。在有气体、蒸气爆炸性混合物或有粉尘纤维爆炸性混合物的场所（如氧、乙炔、煤粉、铝粉、面粉等），可能由静电火花引起爆炸。

2．电击由于静电造成的电击，可能发生在人体接近带电物体的时候，也可能发生在带静电电荷的人体接近接地体的时候。电击程度与所储存的静电能量有关，能量愈大，电击愈严重。其关系式如下：W=1/2CV2。

式中：W－静电场的能量，J；C－电容，F；V－电压，V。

但由于一般情况下，静电的能量较小，所以生产过程中产生的静电所引起的电击不会直接使人致命，但人体可能因电击引起坠落、摔倒等二次事故。电击还可能使工作人员精神紧张，妨碍工作。

3．妨碍生产在某些生产过程中，如不消除静电，将会妨碍生产或降低产品质量，例如，静电使粉体吸附于设备，会影响粉体的过滤和输送。

如在聚乙烯的物料输送管道和储罐中，常发生物料结块、熔化成团，以致造成管路堵塞。经分析发现是对静电消除不力造成的。

静电还可能引起电子元件误动作，使某些电子计算机类设备工作失常。

二、加油站形成静电危害的条件

静电虽然随时随地都会产生，但却不一定构成危害，因为静电危害的形成必须具备一定的条件。静电引发火灾、爆炸事故应具备以下条件，缺一不可。

（一）存在引发火灾、爆炸事故的危险物资

静电引发火灾、爆炸事故的必要条件，就是要有对静电敏感的物资，且静电放电的能量与火花足以将其引燃或引爆。

油料及酒精、二甲苯等挥发性物资容易散发蒸气，这些蒸气在空气中的浓度达到一定比例范围时，遇到火源就会爆炸，此种混合物称爆炸混合物，此种浓度范围界限称为爆炸极限。当爆炸性混合物的浓度处于爆炸极限范围内，一旦产生静电火花，则可能引发爆炸事故。爆炸混合物的爆炸极限并非为定值，而是会随混合物的温度、压力及空气中含氧量的变化而变化，同时，与测试条件也有一定关系。表1为常见几种易挥发物资的爆炸极限。

（二）有静电产生的条件

在仓储活动的各个环节中，静电的产生是不可避免的。比如，物资在装卸、输送过程中容易因摩擦而产生静电，油品在收、发、输送过程中也要产生静电，粉体、灰尘飞扬可产生静电，人员在作业中的操作、行走也会产生静电。

（三）有静电积聚的条件

对于任何材料，静电的积聚和泄漏是同时进行的，只有静电起电率大于静电泄漏率，并又一定量的积累，才能使带电体形成高电位，产生火花放电而构成危害。

（四）静电放电的火花能量大于最小静电点火能

虽然仓储活动极易产生静电，但是，只有当产生的静电积聚起来，在一次放电中所释放的能量大于或等于危险物资最小静电点火能，才会引发火灾、爆炸事故。

三、加油站防静电措施

（一）工艺控制

1．控制油罐车卸油方式。加油站在接卸罐车油品时必须采用密闭卸油方式，卸油管距罐底不大于0.2m。且底部形如伞柄状或切成一定角度，以减少产生的静电荷的数量。

2．采用密闭油气收集系统。

（二）静电接地

静电接地是将储存容器、管道及其设备，通过金属导线和接地体与大地连通而形成等电位。跨接是指将金属设备以及各管道之间用金属导线相连形成等电位体。加油站静电接地应符合以下要求：

1．地上或管沟铺设的输油管道的始端、末端，应设防静电接地装置。接地电阻值不大于30Ω。

2．加油站中汽车罐车卸油场地，应设罐车卸油时用的防静电接地装置。为卸油设施跨接而设置的静电接地装置，宜采用能检测跨接是否良好及有报警功能的静电接地装置。

3．在爆炸危险区域内的输油管道的弯头、阀门、法兰盘等连接处应用金属线跨接。不少于五根螺栓连接的法兰，在非腐点蚀环境中，可不跨接。

4．防静电接地装置的接地电阻值不大于100Ω。

5．接地体不应少于两根，可用角钢、钢管垂直铺设，埋地深度不应小于2.5m，两根接触地体之间的距离不应少于2.5m，铺设在地下的接地体不应刷漆。接地体的最小尺寸：圆钢直径为8mm；角钢厚度4.5mm；扁钢截面为4×12mm2，厚度4mm。接地线必须连接有效，不得把几个应与接地的干线连接在一起，防止损伤，并应铺设在便于检查的地方。

（三）限制作业条件

为了避免开油面最大静电电位，防止静电事故的发生，对刚接卸的油罐和运输后的油罐车进行人工检测时，油品需要静置一段时间，以保证容器内静电荷的消散。《加油站管理规范》中规定罐车需静置15min后方可进行计量检测。

（四）人体的防静电

加油站员工在爆炸危险场所频繁作业及接触设备，可能由于带电从而引发事故。人体由于自身活动与带电体接触而产生静电。人体穿戴衣物，由于材质不同，在穿戴、脱下时所产生的静电有差异。因此，加油员不允许穿戴化纤衣物，应穿戴棉织品的衣物。在加油站不能用化纤和丝绸类纱点擦拭加油机、油罐口、量油口等部分。在爆炸危险场所设置座椅，也不要用人造鬲或化纤材料做靠垫的座椅。

第四篇：开关电源EMC产生机理及其对策

开关电源EMC产生机理及其对策

EMI可分为传导Conduction及辐射Radiation两部分，Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class B；CISPR 22(EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3)Class B；国标IT类（GB9254，GB17625）和AV类（GB13837，GB17625）。FCC测试频率在450K-30MHz，CISPR 22测试频率在150K--30MHz，Conduction可以用频谱分析仪测试，Radiation则必须到专门的实验室测试。

EN55022为Radiation Test & Conduction Test(传导 & 辐射测试)； EN61000-3-2为Harmonic Test(电源谐波测试)；EN61000-3-3为Flicker Test(电压变动测试)。

CISPR22(Comite Special des Purturbations Radioelectrique)应用于信息技术类装置, 适用于欧洲和亚洲地区；EN55022为欧洲标准，FCC Part 15(Federal Communications Commission)适用于美国，EN30220欧洲EMI测试标准，功率辐射测试标准是EN55013频率在30MHZ-300MHz。

EN55011辐射测试标准是：有的频率段要求较高，有的频率段要求较低。传导(150KHZ-30MHZ)LISN主要是差模电流, 其共模阻抗为100欧姆(50 + 50);LISN主要是共模电流, 其总的电路阻抗为25欧姆(50 // 50)。

4线

AV

60dB/uV

150KHZ-2MHZ

start 9KHZ

5线

PEAK

100dB/uV

150KHZ-3MHZ

6线

PEAK

100dB/uV

2MHZ-30MHZ

7线

QP

70dB/uV

150KHZ-500KHZ

Radiated(30MHZ-1GHZ): ADD 4N7/250V Y CAP

90dB/uV

30MHZ-300MHZ

EMI为电磁干扰，EMI是EMC其中的一部分，EMI(Electronic Magnetic Interference)电磁干扰，EMI包括传导、辐射、电流谐波、电压闪烁等等。电磁干扰是由干扰源、藕合通道和接收器三部分构成的，通常称作干扰的三要素。EMI线性正比于电流，电流回路面积以及频率的平方即：EMI = K*I*S*F2。I是电流，S是回路面积，F是频率，K是与电路板材料和其他因素有关的一个常数。

EMI是指产品的对外电磁干扰。一般情况下分为 Class A & Class B 两个等级。Class A为工业等级，Class B 为民用等级。民用的要比工业的严格，因为工业用的允许辐射稍微大一点。同样产品在测试EMI中的辐射测试来讲，在30-230MHz下，B类要求产品的辐射限值不能超过40dBm 而A类要求不能超过50dBm(以三米法电波暗室测量为例）相对要宽松的多，一般来说CLASS A是指在EMI测试条件下，无需操作人员介入，设备能按预期持续正常工作，不允许出现低于规定的性能等级的性能降低或功能损失。

EMI是设备正常工作时测它的辐射和传导。在测试的时候，EMI的辐射和传导在接收机上有两个上限，分别代表Class A和Class B，如果观察的波形超过B的线但是低于A的线，开关电源EMC产生机理及其对策

那么产品就是A类的。EMS是用测试设备对产品干扰，观察产品在干扰下能否正常工作，如果正常工作或不出现超过标准规定的性能下降，为A级。能自动重启且重启后不出现超过标准规定的性能下降，为B级。不能自动重启需人为重启为C级，挂掉为D级。国标有D级的规定，EN只有A，B，C。EMI在工作频率的奇数倍是最不好过的。

EMS(Electmmagnetic Suseeptibilkr)电磁敏感度一般俗称为 “电磁免疫力”, 是设备抗外界骚扰干扰之能力，EMI是设备对外的骚扰。

EMS中的等级是指：Class A，测试完成后设备仍在正常工作；Class B，测试完成或测试中需要重启后可以正常工作；Class C，需要人为调整后可以正常重启并正常工作；Class D，设备已损坏，无论怎样调整也无法启动。严格程度EMI是B>A，EMS是A>B>C>D。

电磁兼容三要素：任何电磁兼容性问题都包含三个要素，即干扰源、敏感源和耦合路径，这三个要素中缺少一个，电磁兼容问题就不会存在。

产生电磁干扰的条件: 突然变化的电压或电流，即dV/dt或dI/dt很大；辐射天线或传导导体。

电磁兼容标准对设备的要求有两个方面：一个是工作时不会对外界产生不良的电磁干扰影响，另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感。前一个方面的要求称为干扰发射要求，后一个方面的要求称为敏感度要求。

电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个，一个是以电磁波的形式从空间传播，另一个是以电流的形式沿导线传播。因此，电磁干扰发射可以分为：传导发射和辐射发射；敏感度也可以分为传导敏感度和辐射敏感度。

电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准。

基础标准：描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备，定义了等级和性能判据。基础标准不涉及具体产品。

产品类标准：针对某种产品系列的EMC测试标准。往往引用基础标准，但根据产品的特殊性提出更详细的规定。

通用标准：按照设备使用环境划分的，当产品没有特定的产品类标准可以遵循时，使用通用标准来进行EMC测试。对使设备的功能完全正常，也要满足这些标准的要求。

关于制订电磁兼容标准的组织和标准的介绍：

IEC（国际电工委员会）：有两个平行的组织制订EMC标准，CISPR和TC77。

CISPR（国际无线电

EMI可分为传导Conduction及辐射Radiation两部分，Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class B；CISPR 22(EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3)Class B；国标IT类（GB9254，开关电源EMC产生机理及其对策

GB17625）和AV类（GB13837，GB17625）。FCC测试频率在450K-30MHz，CISPR 22测试频率在150K--30MHz，Conduction可以用频谱分析仪测试，Radiation则必须到专门的实验室测试。

EN55022为Radiation Test & Conduction Test(传导 & 辐射测试)； EN61000-3-2为Harmonic Test(电源谐波测试)；EN61000-3-3为Flicker Test(电压变动测试)。

CISPR22(Comite Special des Purturbations Radioelectrique)应用于信息技术类装置, 适用于欧洲和亚洲地区；EN55022为欧洲标准，FCC Part 15(Federal Communications Commission)适用于美国，EN30220欧洲EMI测试标准，功率辐射测试标准是EN55013频率在30MHZ-300MHz。

EN55011辐射测试标准是：有的频率段要求较高，有的频率段要求较低。传导(150KHZ-30MHZ)LISN主要是差模电流, 其共模阻抗为100欧姆(50 + 50);LISN主要是共模电流, 其总的电路阻抗为25欧姆(50 // 50)。

4线

AV

60dB/uV

150KHZ-2MHZ

start 9KHZ

5线

PEAK

100dB/uV

150KHZ-3MHZ

6线

PEAK

100dB/uV

2MHZ-30MHZ

7线

QP

70dB/uV

150KHZ-500KHZ

Radiated(30MHZ-1GHZ): ADD 4N7/250V Y CAP

90dB/uV

30MHZ-300MHZ

EMI为电磁干扰，EMI是EMC其中的一部分，EMI(Electronic Magnetic Interference)电磁干扰，EMI包括传导、辐射、电流谐波、电压闪烁等等。电磁干扰是由干扰源、藕合通道和接收器三部分构成的，通常称作干扰的三要素。EMI线性正比于电流，电流回路面积以及频率的平方即：EMI = K*I*S*F2。I是电流，S是回路面积，F是频率，K是与电路板材料和其他因素有关的一个常数。

EMI是指产品的对外电磁干扰。一般情况下分为 Class A & Class B 两个等级。Class A为工业等级，Class B 为民用等级。民用的要比工业的严格，因为工业用的允许辐射稍微大一点。同样产品在测试EMI中的辐射测试来讲，在30-230MHz下，B类要求产品的辐射限值不能超过40dBm 而A类要求不能超过50dBm(以三米法电波暗室测量为例）相对要宽松的多，一般来说CLASS A是指在EMI测试条件下，无需操作人员介入，设备能按预期持续正常工作，不允许出现低于规定的性能等级的性能降低或功能损失。

EMI是设备正常工作时测它的辐射和传导。在测试的时候，EMI的辐射和传导在接收机上有两个上限，分别代表Class A和Class B，如果观察的波形超过B的线但是低于A的线，那么产品就是A类的。EMS是用测试设备对产品干扰，观察产品在干扰下能否正常工作，如果正常工作或不出现超过标准规定的性能下降，为A级。能自动重启且重启后不出现超

开关电源EMC产生机理及其对策

过标准规定的性能下降，为B级。不能自动重启需人为重启为C级，挂掉为D级。国标有D级的规定，EN只有A，B，C。EMI在工作频率的奇数倍是最不好过的。

EMS(Electmmagnetic Suseeptibilkr)电磁敏感度一般俗称为 “电磁免疫力”, 是设备抗外界骚扰干扰之能力，EMI是设备对外的骚扰。

EMS中的等级是指：Class A，测试完成后设备仍在正常工作；Class B，测试完成或测试中需要重启后可以正常工作；Class C，需要人为调整后可以正常重启并正常工作；Class D，设备已损坏，无论怎样调整也无法启动。严格程度EMI是B>A，EMS是A>B>C>D。

电磁兼容三要素：任何电磁兼容性问题都包含三个要素，即干扰源、敏感源和耦合路径，这三个要素中缺少一个，电磁兼容问题就不会存在。

产生电磁干扰的条件: 突然变化的电压或电流，即dV/dt或dI/dt很大；辐射天线或传导导体。

电磁兼容标准对设备的要求有两个方面：一个是工作时不会对外界产生不良的电磁干扰影响，另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感。前一个方面的要求称为干扰发射要求，后一个方面的要求称为敏感度要求。

电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个，一个是以电磁波的形式从空间传播，另一个是以电流的形式沿导线传播。因此，电磁干扰发射可以分为：传导发射和辐射发射；敏感度也可以分为传导敏感度和辐射敏感度。

电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准。

基础标准：描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备，定义了等级和性能判据。基础标准不涉及具体产品。

产品类标准：针对某种产品系列的EMC测试标准。往往引用基础标准，但根据产品的特殊性提出更详细的规定。

通用标准：按照设备使用环境划分的，当产品没有特定的产品类标准可以遵循时，使用通用标准来进行EMC测试。对使设备的功能完全正常，也要满足这些标准的要求。

关于制订电磁兼容标准的组织和标准的介绍：

IEC（国际电工委员会）：有两个平行的组织制订EMC标准，CISPR和TC77。

CISPR（国际无线电扰特别委员会）：1934年成立。目前有七个分会：A分会（无线电干扰测量方法与统计方法）、B分会（工、科、医疗射频设备的无线电干扰）、C分会（电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰）、D分会（机动车和内燃机的无线电干扰）、E分会（无线接收设备干扰特性）、F分会（家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰）、G分会（信息设备的无线电干扰）。

开关电源EMC产生机理及其对策

TC77（第77技术委员会）：1981年成立。目前有3个分会：SC77A（低频现象）、SC77B（高频现象）、SC77C（对高空核电磁脉冲的抗扰性）。

CENELEC（欧洲电工标准化委员会）：由欧共体委员会授权制订欧洲标准。EN标准中引用了很多CISPR和IEC标准，其对应关系如下：

EN55××× = CISPR标准，（例： EN55011 = CISPR Pub.11）

EN6×××× = IEC标准，（例： EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11）

EN50××× = CENELEC自定标准，（例： EN50801）

FCC（联邦通信委员会）全名为Federal Communications Commission：是管理电脑, 周边及通信产品等销售美国之审核授权机抅, 主要制订民用产品标准，关于电磁兼容的标准主要包括在FCC Part15和FCC Part 18中。

FCC Part 15 subpart B规定: 凡利用数位技术之电子装置或系统, 及使用或产生脉波频率超过10KHz之器材,皆须依规定进行测试认证后, 才可以在美国市场销售。

MIL-STD（美军标）：典型的是MIL-STD –461D。这个标准不仅规定了最大辐射发射和传导发射的限制，还规定了系统对辐射和传导干扰的敏感度要求。配套标准ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６２规定了必要的测试装置。商业公司经常将ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６１中的某些部分作为产品内部ＥＭＣ规范。

VCCI（干扰自愿控制委员会）：民间机构，其标准与CISPR和IEC一致

GB（中国国家标准）：基本采用CISPR和IEC标准，目前已发布57个。

GJB（中国军用标准）：基本采用美军标，例如GJB151A = MIL-STD –461D。

军用设备

为军用设计的电子系统必须满足ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６１Ｄ的要求，另一个关于ＥＭＩ的军用标准是保密的ＴＥＭＰＥＳＴ计划，这是用来保证保密通信系统安全的。现在可以接收并复现出大多数电子设备政党工作时所发射的功率很低的射频信号。象对电子窃听很脆弱的ＣＲＴ终端那样的军用产品就属于ＴＥＭＰＥＳＴ的范畴。在实践中，ＴＥＭＰＥＳＴ控制设备和系统的发射，使无法解译携带信息的信号。

由于关于ＥＭＣ的法规和标准十分复杂，关于信息技术设备的相关标准总结在表１.９中。一些标准的频率范围在图１－３中标明。

CE标示: 源自欧共体各会员国(European Community)缩写的总称, 并以此为标志。规范产品是否符合欧体为保障民众安全健康以及环境保护等利益所订定之基本安全要求。

开关电源EMC产生机理及其对策

CE = EMC + LVD

EMC : 电磁干扰及电磁相容性

LVD : 低电压指令

测量场地：GB要求在开阔场地中测量，GJB要求在屏蔽半无反射室中测量，由于电磁环境日趋恶化，开阔场中的背景干扰往往严重影响测量，因此，GB测量也开始在屏蔽半无反射室中做，但要求半无反射室中的电磁场分布与开阔场近似。

天线到EUT（受试设备）的距离：GB要求为3米、10米或30米，GJB要求为1米；

测量内容：GB仅测量电场辐射发射，GJB对电场辐射和磁场辐射都要测量；

测量频率范围：GB规定的测量范围为30MHz ~ 1GHz，随着时钟频率的升高，有扩展到18GHz的趋势，GJB规定的测量频率范围为10kHz ~ 18GHz。

EUT的布置：GB和GJB都要求EUT按照实际工作状态布置（互联电缆和所连接的外部设备全部按实际状态连接），GB要求EUT放置在木制测试台上，GJB要求EUT放置在金属板上。距离地面的距离为0.8米；

检波方式：干扰测量仪的读数与检波方式有关，因此标准中都明确规定检波方式，GB要求准峰值检波，GJB要求峰值检波；

最大辐射点：与处理电磁兼容问题的原则相同，仅关心最坏情况。因此，以EUT的最大辐射值为测量结果。最大辐射值的含义有4个，第一：EUT的工作状态处于最大辐射状态，第二：EUT最大辐射面对着天线，第三：天线的极化方向为接收最大场强的方向，第四：天线的高度为接收最大场强的位置。GJB中，没有第四点的要求，即，天线的高度是固定的。

测量设备：

骚扰测量设备：用来定量计量骚扰强度的设备，可以是EMI测量接收机，也可以是频谱分析仪，频率范围要覆盖150KHz~30MHz，具有峰值、准峰值和平均值检波功能。

线路阻抗稳定网络（LISN）：由于电源端子传导发射的强度与电网的阻抗有关，因此为了使测量具有唯一性，必须在特定的阻抗条件下测量，LISN就提供了这样一个环境，GB9254标准中使用的LISN为50Ω/50μH。

接地平板：受试设备要放置在接地金属板上进行试验，该金属板比被测设备边框大0.5米，最小尺寸为2m×2m。

电快速脉冲试验模拟电网中的感性负载断开时产生的干扰。这种干扰不仅会出现在电源线上，而且会耦合到信号线上。因此，这个试验要对电源线和信号线做。设备能够通过浪涌试验，并不意味着也能通过电快速脉冲试验。一方面是因为后者的频率成份远高于前者，具备不同的干扰机理，令一方面是因为电快速脉冲试验中施加的干扰是重复性，这对电路具有一种积分效应，是电路中的积分型抗干扰电路实效。

频谱分析仪能够快速地在较宽的频率范围内扫描，因此是诊断电磁干扰发射的方便工具。使

开关电源EMC产生机理及其对策

用频谱分析仪时需要注意的问题：频谱分析仪不能观测瞬间干扰，如静电放电、雷电等；频谱分析仪的扫描时间不能设置得太短，即不能使扫描速度太快；从频谱分析仪屏幕上读取频率与幅度数据时，其精度与频谱仪的扫描范围有关，范围越窄，精度越高；当输入信号过大时，频谱分析仪会发生过载，使读取的幅度数据比实际的小，用输入衰减器可以避免过载；减小频谱仪的中频带宽可以提高仪器的灵敏度（和选择性），但扫描时间会更长；宽带信号的幅度会随着中频分辨带宽的增加而增加。

电磁干扰(EMI)接收机是另一种测量电磁干扰的设备，许多人在选购仪器时搞不懂接收机与频谱仪之间的区别，下面做一简单比较：

所有的接收机都标准配置预选器（频谱仪需要选配），能够有效地抑制带外噪声；所有的接收机用基频混频方式（频谱仪使用基频和谐频混频），具有较高的灵敏度；接收机的中频滤波器为矩形（频谱仪的中频滤波器为高斯形），具有更好的选择性；接收机适合于正式测量，不适合于诊断。

EMC试验室有华测（CTI）、SGS、信测、信华、华通威、冠准、莫特、广州ETL、广州五所、东莞经续、东莞沃特、厚街北南、长安世鸿、长安硕信(ATT)、大朗信宝、塘夏欧标、摩尔实验室、经续检验技术有限公司等。像美国的FCC只测EMI中的辐射和传导，不测EMS。有些国家EMI和EMS是分开测的，有些国家是一起像CCC认证CE认证。现在很多电器类产品做CE还要加测电磁波骚扰EMF，标准是EN-50336。电源EMI技术就算能达到标准，有的产品要求要达一定的湿度测试。在深圳湿试控制都比较难做。深圳几家大实验室，都比较难，空间问题。EMI不只包括传导，辐射，电流谐波与电压闪烁也是EMI的部分。谐波和闪烁是设备对外的，而不是外界对设备的，所以是EMI，不是EMS。

开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径

功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(EMI)的主要原因。开关频率的提高一方面减小了电源的体积和重量，另一方面也导致了更为严重的EMI问题。开关电源工作时，其内部的电压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的，因此，开关电源本身是一个噪声发生源。开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。使电源产生的干扰不至于对电子系统和电网造成危害的根本办法是削弱噪声发生源，或者切断电源噪声和电子系统、电网之间的耦合途径。现在按噪声干扰源来分别说明：

1、二极管的反向恢复时间引起的干扰

交流输入电压经功率二极管整流桥变为正弦脉动电压，经电容平滑后变为直流，但电容电流的波形不是正弦波而是脉冲波。由电流波形可知，电流中含有高次谐波。大量电流谐波分量流入电网，造成对电网的谐波污染。另外，由于电流是脉冲波，使电源输入功率因数降低。

高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过，在其受反偏电压而转向截止时，由于PN结中有较多的载流子积累，因而在载流子消失之前的一段时间里，电流会反向流动，致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。

开关电源EMC产生机理及其对策

2、开关管工作时产生的谐波干扰

功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在 阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时,这种谐 波干扰将会很小。另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生 尖峰干扰。

3、交流输入回路产生的干扰

无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量，通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰；而谐波和寄生振荡的能量，通过输入输出线传播时，都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。

4、其他原因

元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印刷线路板（PCB）走线通常采用手工布 置，具有很大的随意性，PCB的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成EMI干扰。这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

Flyback 架构noise 在频谱上的反应

0.15 MHz处产生的振荡是开关频率的3次谐波引起的干扰。

0.2 MHz处产生的振荡是开关频率的4次谐波和Mosfet 振荡2（190.5KHz）基波的迭加，引起的干扰;所以这部分较强。

0.25 MHz处产生的振荡是开关频率的5次谐波引起的干扰;

0.35 MHz处产生的振荡是开关频率的7次谐波引起的干扰;

0.39 MHz处产生的振荡是开关频率的8次谐波和Mosfet 振荡2（190.5KHz）基波的迭加引起的干扰;

1.31MHz处产生的振荡是Diode 振荡1（1.31MHz）的基波引起的干扰;

3.3 MHz处产生的振荡是Mosfet 振荡1（3.3MHz）的基波引起的干扰;

开关管、整流二极管的振荡会产生较强的干扰

设计开关电源时防止EMI的措施:

1.把噪音电路节点的PCB铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极，初次级绕组的节点，等。

开关电源EMC产生机理及其对策

2.使输入和输出端远离噪音元件，如变压器线包，变压器磁芯，开关管的散热片，等等。

3.使噪音元件（如未遮蔽的变压器线包，未遮蔽的变压器磁芯，和开关管，等等）远离外壳边缘，因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。

4.如果变压器没有使用电场屏蔽，要保持屏蔽体和散热片远离变压器。

5.尽量减小以下电流环的面积：次级（输出）整流器，初级开关功率器件，栅极（基极）驱动线路，辅助整流器。

6.不要将门极（基极）的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。

7.调整优化阻尼电阻值，使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。

8.防止EMI滤波电感饱和。

9.使拐弯节点和 次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。

10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。

11.使高频输入的EMI滤波器靠近输入电缆或者连接器端。

12.保持高频输出的EMI滤波器靠近输出电线端子。

13.使EMI滤波器对面的PCB板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。

14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。

15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。

16.在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻。

17.在PCB设计时允许放1nF/ 500 V陶瓷电容器或者还可以是一串电阻，跨接在变压器的初级的静端和辅助绕组之间。

18.保持EMI滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。

19.在PCB面积足够的情况下, 可在PCB上留下放屏蔽绕组用的脚位和放RC阻尼器的位置，RC阻尼器可跨接在屏蔽绕组两端。

20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器（米勒电容，10皮法/ 1千伏电容）。

开关电源EMC产生机理及其对策

21.空间允许的话放一个小的RC阻尼器在直流输出端。

22.不要把AC插座与初级开关管的散热片靠在一起。

开关电源EMI的特点

作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源的位置较为清楚；开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰；而印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布线，具有更大的随意性，这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

1MHZ以内----以差模干扰为主,增大X电容就可解决

1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;

5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法.对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减(diudiu2006);对于25--30MHZ不过可以采用加大对地Y电容、在变压器外面包铜皮、改变PCB LAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并RC滤波器.30---50MHZ

普遍是MOS管高速开通关断引起,可以用增大MOS驱动电阻,RCD缓冲电路采用1N4007慢管,VCC供电电压用1N4007慢管来解决.100---200MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠

100MHz-200MHz之间大部分出于PFC MOSFET及PFC 二极管,现在MOSFET及PFC二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了

开关电源的辐射一般只会影响到100M 以下的频段.也可以在MOS,二极管上加相应吸收回路,但效率会有所降低。

1MHZ 以内----以差模干扰为主

1.增大X 电容量；

2.添加差模电感；

3.小功率电源可采用PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

1MHZ---5MHZ---差模共模混合，采用输入端并联一系列X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决，开关电源EMC产生机理及其对策

1.对于差模干扰超标可调整X 电容量,添加差模电感器，调差模电感量;

2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制；

3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107 一对普通整流二极管1N4007。

5M---以上以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。

对于外壳接地的，在地线上用一个磁环串绕2-3 圈会对10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。

对于20--30MHZ，1.对于一类产品可以采用调整对地Y2 电容量或改变Y2 电容位置；

2.调整一二次侧间的Y1 电容位置及参数值；

3.在变压器外面包铜箔；变压器最里层加屏蔽层；调整变压器的各绕组的排布。

4.改变PCB LAYOUT；

5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感；

6.在输出整流管两端并联RC 滤波器且调整合理的参数；

7.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE；

8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。

9.可以用增大MOS 驱动电阻.30---50MHZ 普遍是MOS 管高速开通关断引起，1.可以用增大MOS 驱动电阻；

2.RCD 缓冲电路采用1N4007 慢管；

3.VCC 供电电压用1N4007 慢管来解决；

4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感；

5.在MOSFET 的D-S 脚并联一个小吸收电路；

开关电源EMC产生机理及其对策

6.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE；

7.在变压器的输入电压脚加一个小电容；

8.PCB 心LAYOUT 时大电解电容，变压器，MOS 构成的电路环尽可能的小；

9.变压器，输出二极管，输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。

50---100MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起，1.可以在整流管上串磁珠；

2.调整输出整流管的吸收电路参数；

3.可改变一二次侧跨接Y电容支路的阻抗,如PIN脚处加BEAD CORE或串接适当的电阻；

4.也可改变MOSFET，输出整流二极管的本体向空间的辐射（如铁夹卡MOSFET;铁夹卡DIODE，改变散热器的接地点）。

5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.200MHZ 以上 开关电源已基本辐射量很小，一般可过EMI 标准。

第五篇：科技小论文：静电的产生

科技小论文：静电的产生

把纸放在桌子上，尺子开始下降纸像被什么东西吸住了一样。可是我还是有一点不明白什么意识。

其实科学他就在我们身边。于是我自己就做了一个实验，我准备了一张纸，尺子绸布，和一些小碎片，先在太阳下用尺子摩擦绸布，过了一两分钟，就把小碎片放在上面摩擦，然后见证奇迹的时刻到啦。

哇正是神奇啊。这个实验让我学到了不少东西。罗振

科学其实并不是像我们想象中的那么遥不可及。

随着尺子移动。科学真是神奇啊。我是一个十分喜欢问问题的一个人，就向外婆问那是什么为什么会产生那个东西

外婆细心的为我一一解答，原来那是静电，在下天，天气炎热我们的皮肤很干燥所以一起就会产生静电。.在去年暑假我和外婆在家谈童年趣事，我和外婆的手碰到了突然‘‘啪’’的一声不知是什么东西打在身上挺疼的。哇正是神奇啊。