浅析人体静电在工业电雷管生产使用中的危害及防护措施

　　摘要：电雷管在其制造、运输和使用过程中，常常发生因静电引起的早爆或突然爆炸的事故。雷管的静电有些是在药剂生产过程中产生的，有些是在雷管的多种生产工序(如装药、卡口等)中产生的，有些可能是脚线的局部高压带电产生的，而人体静电是电雷管静电危害是最主要、最经常和最危险因素。为了有效地防止人体静电对电雷管的危害,本文对人体静电进行了比较深入的探讨，并提出了一些解决措施。
　　关键词：人体静电，原理，金属壳电雷管，危害，防护措施
　　1、引言
　　工业电雷管指由电能作用而发生爆炸变化的一种雷管，它广泛应用于各种爆破作业。由于市场发展需要，逐步淘汰纸壳电雷管，以金属壳为主，而金属在静电场中易产生静电感应，造成金属壳电雷管抗静电能力较差。因此在生产、使用过程中，静电对电雷管构成很大的危害，因为人体等产生的静电一旦泄放到雷管上，可以引爆雷管而造成意外爆炸事故。
　　2、静电产生的原理
　　物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。
　　在日常生活中，我们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光，见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱，拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪、啪”的声响，这就是发生在人体的静电。一般情况下，人体活动的起电方式有3种:接触起电、感应起电和吸附起电。
　　3、人体静电对电雷管生产使用过程中的危害
　　3.1电雷管意外爆炸的静电放电形式
　　静电在一定条件下可能发生放电，引起电雷管的早爆或突然爆炸。电雷管意外爆炸的静电放电形式有3种：①脚-脚型静电放电。这种形式的放电是电荷从一根脚线通过桥丝传到另一根脚线上。例如电雷管的脚线之一与地相接时，带有静电的人体触及另一根脚线的裸体部分，人体的静电就会从一根脚线经过桥丝到另一根脚线而流入大地。这种放电形式的起爆是放电电流的热效应点燃点引火药头所致，它相当于电雷管的正常起爆。②桥-桥型静电放电。这种形式的放电一般均发生在双桥丝结构的电雷管中，静电放电发生在两个桥丝之间的地方。③脚-壳型静电放电。这种形式的放电可等效地看成脚线与管壳或脚线与加强帽之间构成一对电极的放电。这是因为任一对电极上的静电电位差达到了介质的击穿电压，从而引起电极间介质击穿所致。
　　3.2电雷管最主要的危害
　　根据现电雷管产品结构来看，电雷管最主要的危害是：脚-壳型静电放电。这种放电形式的起爆能量最小，同时由于电雷管生产工艺的分散性，常常使脚线之一离管内壁近些，另一脚线离得远一些，这样在一定的静电电压作用下，脚壳间距离小的气隙首先击穿而产生火花放电，这就是所谓的单一泄放间隙静电放电。从静电安全考虑，电雷管的两根脚线管外端点一般情况下总是拧在一起的，当脚壳间发生单一泄放间隙静电放电时，桥丝上会有电流通过，即产生桥流，桥流的热效应使起爆更容易。
　　目前，公认的人身静电为20kV电压、500pF电容及3000Ω～5000Ω电阻。产品的静电安全规范基本上按这些数值确定。根据GB12158-2006《防止静电事故通用导则》中导体间的静电放电能量公式，计算出人体的静电能量约为0.1J，如果一个人带有这样的能量和电雷管脚线接触，设桥丝电阻为1Ω，那么通入电桥的能量约为0.02×10-3J，此能量不足以引发桥丝式电雷管，所以通常静电引发电雷管的位置不在桥丝上。静电的主要作用是由于其高压在脚壳间或脚帽间产生击穿形成电火花，由电火花引发装药，因此，它是一种最经常、最容易使桥丝式电雷管意外爆炸的放电形式。
　　4、人体静电的防护措施
　　4.1静电防护技术措施
　　4.1..1影响人体静电的因素
　　起电速率是单位时间内的起电量，是由人的操作速度或活动速度决定的。操作速度或活动速度快的起电效率高，人体带电电位也高;反之人体带电电位就低。在起电速率一定的条件下，人体对地电阻越大，人体带电电位越高;反之人体带电电位越低。实践经验告诉我们，在现代生产和运输达到的速度下，常常是电阻率高的介质(抗静电工作服除外)起电量大。对衣装来说，在相对湿度相同的条件下，棉布的表面电阻率最低，尼龙的表面电阻率最高。湿度对衣装表面电阻率影响是很大的，一般湿度在65%～80%为宜。
　　人体电容是人体对地的电容，它是随人体姿势、衣装厚薄和材质不同而不同的可变量，一般为100pF～200pF，特殊场合下可达300pF～600pF。从这些数据看，人体电容变化的范围是很大的，在操作现场很难确定一个准确的数据。人体带电后如果放电很慢，即人体带电量Q近似地视为定值，由Q=C•U可知，这时人体对地电容的减小会导致人体带电电位的升高，从而使静电能量增大，增加了危险程度。这表明在操作电雷管时，应禁止做不必要的动作。
　　4.1.2减少静电危害的主要途径
　　根据工业电雷管生产和使用的现场环境条件、生产工艺和设备发生静电危害的可能程度来看，减少静电危害的主要途径有两条：其一，改变药剂和雷管本身的抗静电能力；其二，减少静电起电的能量，使之降到现有产品最小发火能以下。根据我国目前技术手段，如对药剂本身改性会给产品参数带来较大变化；在雷管结构方面采取防静电措施，则工艺变化大、成本高、生产设备不适应等。而第二种方法实现起来比较容易。
　　减少静电起电的能量，即要抑制人体接触起电，就是抑制人体的最高电位(工作服上的电位)，以免发生放电现象，要求人体表面的电场强度最大不超过30000V•cm-1。为了抑制人体静电，不应穿塑料底鞋与胶底鞋，也不应穿化纤衣服与厚毛衣，要穿棉衬衣或经过防带电处理的衣服。在工作场所，不要坐在人造革面的椅子上，以防起立时产生静电，特别是穿化纤衣服或坐着的人快速起立时，静电起电电位更高。抑制接触起电的另一个措施是操作人员不进行与人体接触起电有关的举动。例如在地板上无目的地来回走动或在工作室内脱换衣服等。对一些必不可少的活动也应尽量慢速进行。工作场所应保持一定的湿度，因为干燥条件下，皮肤也能和外界介质接触起电。禁止无关人员从操作者背后走过以防止人体因感应而起电，也不应使工作场所的人员接近和接触带电量大的物体。工作场所应保持空气的洁净，以防止空气中的带电粉尘降落在人体上使人体带电。操作人员每次接触电雷管时，都应触摸一下工房或库房安装的接地棒，以消除人体静电。为了更有效地泄漏人体静电，工作人员应穿防静电服装。棉布服装在高湿度时的防静电效果比较理想。但相对湿度在50%以下时，棉布的服装和化纤服装一样有很多静电，不能作为防静电服装使用。不允许用橡皮、塑料布或有机玻璃等高绝缘性材料铺桌面或地面，必要时应使用导电橡胶或敷设铝层塑料膜，可有效地降低人体对地电阻，从而保证人体静电迅速泄入大地。
　　4.2静电防护管理措施
　　4.2.1静电危害控制方案
　　在静电危险场所，应制定静电危害控制方案，并成为单位内部管理规范文件的一部分。其内容应包括：可能产生的静电危害、静电危害的表现形式、静电危害的产生原因、静电危害的控制措施、人员的培训、防静电措施的验证等。
　　4.2.2人员培训
　　在静电危险场所工作的人员，应定期的防静电危害培训。培训应同本单位的实际工作结合，培训的内容应包括法规的培训、防静电措施的执行方法、必要的演习及知识的补充。对短期来访的外来人员，应配备公用的个体防静电装备。进入静电危害区域前，应由有经验的工作人员以适合的方式告知有关规定。
　　4.2.3定期检查
　　任何技术措施都有可能随时间的推移而失效，在工作中应按照静电危害控制方案对采取的防静电措施进行定期检查。检查的频率取决于控制对象的用途、耐久性及失效的风险。
　　5、结束语
　　由于普通工业金属壳电雷管抗静电能力较差，因为人体的静电，金属壳普通电雷管的药头和管壳之间或者药头与脚线之间在条件合适时会发生静电泄放，从而由于静电引起电雷管意外爆炸事故屡见不鲜，因此在电雷管生产和使用过程中要做好人体静电的防护工作，只有做好人体静电的防护，才能避免电雷管在使用中发生意外事故。
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