在电点火具的生产、使用和储存中,往往会遇到许多意外的电能量,如静电、感应电流、杂散电流、射频电流等,它们都可能引起电点火具的发火,都是使用中存在的不安全隐患,其中由于静电的普遍存在,因其引发的爆炸事故也最多,对人员和财产造成了巨大损失。可以说,静电已成为影响电点火具安全性的首要因素。
1、静电的产生及其对电点火具安全性的影响
顾名思义,静电就是静止不动的电荷。物体内具有数量相等而电性相反的正负电荷,这样构成的物体在通常条件下呈中性。然而,当由于某种原因使物体的电荷间失去平衡时,该物体将呈带电状态,即积累了静电荷。这种带有静电荷的物体一旦与电点火具接触,就会出现静电泄放,形成高压电火花,从而导致电点火具意外发火。产生静电的途径较多,但主要由以下二种情况产生:
①物体互相摩擦产生静电:任何两个物体特别是非导电物体接触时,总有电荷传递,反复接触或颗粒对表面的碰撞都会大大加强这种电荷的传递。
②感应产生静电:一个带电体接近另一个非带电体时,就会使第二个物体的电荷重新分布,如果此时提供某些通道(如瞬时接地),导出感应带电体一端的电荷,但仍保留着剩余电荷。
2、人体静电对电点火具的危害
大量直接的静电威胁发生在电点火具的生产、运输、装配等过程。这些过程几乎都与人的活动有关,人体静电也就成为引起电点火具意外爆炸的最主要和最经常的因素,所以国外对电点火具一般要求都是以抗人体静电为主要目标。
人体本身具有一定的电阻、电感和电容。计算和试验结果证明人体电容约为500pF,其中由身高决定的电容约120pF,而由鞋的绝缘状态决定的电容约350pF。在干燥条件下,人体的手腕到地面的电阻约6000Ω,而潮湿条件下约为几百欧。因此,一般假定人体电阻为5000Ω。人体动作时各层衣服的相互摩擦产生静电是人体带电最常见的原因。此外,电场对人体的感应及人体与带电体的接触也会使人体带电。试验证明,在正常情况下,脚穿绝缘性良好的鞋的人体可充电至20kV或更高电压而不放电。因此一个穿着几层衣服带有静电的人,可以看成一人放电源。当人体与电点火具接近时,如间隙足够小时,静电电压足以击穿间隙间的介质,储存在人体的静电能量就会通过被击穿的介质产生火花放电。
3、静电对电点火具的作用形式
静电对电点火具的作用主要有2种:第一,脚线—脚线。第二,脚线—管壳。通常静电引发电点火具的位置不在脚线与脚线之间。但是,当静电高压作用于电点火具脚线与壳体之间时,将会产生击穿,形成电火花,由电火花引爆装药。电点火具脚线与壳体之间的静电高压击穿需要的起爆能量很小,所以它是最经常和最危险的意外发火形式。因此,桥丝式电点火具静电安全试验的测试也主要在脚壳之间进行。
4、静电对电点火具可靠性的影响
电点火具不仅要进行安全实验,而且要进行作用可靠性实验。一般说来,不可能出现因静电放电刺激而导致每个电点火具都意外发火,但随着电点火具在储存、运输、勤务处理、检测和使用等过程中要经过多次装卸、包装和维修等,每个电点火具都会经历多次的静电放电冲击。多次的静电放电冲击可能导致电点火具出现某种程度的钝感,进而影响产品的作用可靠性。静电对电点火具的安全性和可靠性都有影响。解决桥丝式电点火具静电干扰的最好方法是使电点火具设计要具有防静电功能。从设计途径分析,一般有三种:①设计电点火具内部绝缘系统,增加脚一壳间的绝缘强度,以保证在所要求静电放电电压下不会被击穿,俗称“堵”静电方式。②采用保护性静电泄放装置或材料,构成静电的泄放通道,俗称“泄放”静电方式,是目前采用最广泛的一种保护形式。③使用对静电放电钝感的起爆药或点火药剂。
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