静电放电及其危害分析.ppt

1,第五章 静电放电及其危害分析,2,第五章 静电放电及其危害分析,本章主要内容是静电放电的特点及分类，分析静电危害的特点及作用机理，以及形成静电危害的条件与阈值。,5-1 静电放电的特点及分类,5-4 静电危害的预测和分析,5-2 静电危害的特点及作用机理,5-3 形成静电危害的条件与阈值,3,5-1 静电放电的特点与分类,一、静电放电的特点,随着现代科学技术的发展，静电危害日益严重，人们对静电起电、放电机理及其放电特性等都进行了深入研究，静电放电（ESD）及其危害防护成为静电安全工程学的核心内容。,1.静电放电的定义 静电放电是指带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质产生电离而使带电体上的静电荷部分或全部消失的现象。通常我们把非故意，偶然产生的ESD称为ESD事件。,第五章 静电放电及其危害分析1,4,2.静电放电的特点（1）静电放电是高电位、强电场、瞬时大电流的过程。过去人们一直以为静电是一种高电位、强电场、小电流的过程，事实上也的确有些静电放电过程产生的放电电流比较小，比如我们后面要讲到的电晕放电。但是在大多数的情况下，静电放电过程往往会产生瞬时脉冲大电流。尤其是带电导体或手持金属物体（如钥匙或螺丝刀等）的带电体对接地体产生火花放电时，产生的瞬时脉冲电流的强度可达到几十安培甚至上百安培。,第五章 静电放电及其危害分析1,5,2.静电放电的特点（2）静电放电会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲（EMP）。近年来随着静电测试技术、测量仪器及测试手段的发展，人们对ESD这一瞬态过程认识越来越清楚。在ESD过程中会产生上升时间极快、持续时间极短的初始大电流脉冲，并产生强烈的电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲。它的电磁能量往往会引起电子系统中敏感部件的损坏、翻转，使某些装置中的电火工品误爆，造成事故。,第五章 静电放电及其危害分析1,6,二、静电放电的类型,由于带电体可能是固体、流体、粉体以及其他条件不同，静电放电可能有多种形态，根据其特点，并从防止静电危害方面来考虑，放电类型主要有7种，即电晕放电，火花放电，刷型放电，传播型刷型放电，大型料仓内的粉堆放电，雷状放电，电场辐射放电。后面还要专门讲气体放电理论，现在只作简单介绍。,第五章 静电放电及其危害分析1,7,1.电晕放电,电晕放电是发生在极不均匀的电场中，空气被局部电离的一种放电形式。如要引发电晕放电，通常要求电极或带电体附近的电场较强。对于两极间的静电放电，只有当某一电极或两个电极本身的尺寸比起极间距离小得多时才会出现电晕放电。电晕放电根据电极形状的不同可以分为：线线，线筒，线板，尖端平板式等。以尖端和平板电极结构为例简单介绍电晕放电的机制及其主要特点：,8,两极间电压小于某一定值时，极间任何部分的场强均未超过空气的击穿强度，两极间任何地方都不会产生显著的空气电离现象。但两极间却有一定的电流通过，随着外电压升高而增加，最终达到一饱和值。饱和电流的量级为,当极间电压升高到某一特定值 时，尖端附近的场强开始超过空气的击穿场强，进入这一区域的电子被电场加速获得足够的能量。当与中性分子或原子碰撞时引起电离，产生正离子和新的电子，新的电子也会以同样的方式产生下一代的离子、电子对，这样在尖端附近就像雪崩式的形成了电子崩。但是这一过程仅在尖端附近才能维持，而极间其它地方由于场强较小不能维持这一过程。,尖端和平板电极结构,9,在电晕放电过程中，空气被电离的同时，也会产生空气分子或原子的激发，处于激发状态的分子或原子回到基态时会放出光，因此，在电晕放电时尖端附近可以看到淡蓝色的光晕，所以叫做电晕放电。但是形成标志为放电电流由饱和电流1014A突然上升到106A左右.根据放电尖端的极性不同，电晕放电被分为正电晕和负电晕两种类型。当放电尖端为阴极时，产生的电晕放电为负电晕；当放电尖端为阳极时，产生的电晕放电被称为正电晕。从电晕放电产生的电晕的形状来看，负电晕是包围着放电尖端的均匀光晕圈，而正电晕则呈现出非均匀的丝状。一般来讲，正电晕的起晕电压要比负电晕的起晕电压要高。,10,电晕放电的电流很小，一般在1微安到几百个微安之间，一般不具备引燃、引爆能力。而且电晕放电的许多特点还被人们广泛利用，如在静电除尘、静电分离和静电消除等都用到了电晕放电技术。当然，电晕放电也有其有害的一面，尤其严重的是电晕放电会给许多系统造成电磁干扰。飞机、航天器的通讯或导弹在飞行过程中，机壳或弹体上会因摩擦而产生静电，当静电电位足够高时可引发电晕放电，而电晕放电形成的电磁干扰会对飞机、航天器或导弹的指导系统产生干扰，造成通讯中断或指导失灵，引发事故。另外，高压输电线上的电晕放电会造成不必要的电力浪费。,第五章 静电放电及其危害分析1,11,2.静电火花放电,当静电电位比较高的带电导体或人体靠近其他导体、人体或者接地导体时，便会引发静电火花放电。静电火花放电是一个瞬变的过程，放电时两放电体之间的空气被击穿，形成“快如闪电”的火花通道，与此同时还伴有噼啪的爆裂声，爆裂声是由于火花通道内的空气温度急剧上升形成的气压冲击波造成的。在发生火花放电时，静电能量瞬时集中释放，其引燃、引爆能力较强。另外静电火花放电产生的放电电流及电磁脉冲具有较大的破坏力，可以对一些敏感的电子器件和设备造成损害。,12,第五章 静电放电及其危害分析1,带电导体产生的静电火花放电与人体产生的静电火花放电是不完全相同的，在多数情况下，导体上的静电放电，产生一次火花通道就能释放掉绝大部分静电电荷。而对于人体来说，由于人体阻抗是随人体静电电位变化的，在一次放电过程中可能包含了多次火花通道的形成、消失过程，即重复放电。每次放电过程中仅仅放掉一部分静电电荷，即每次仅释放人体静电能量的一部分。,13,第五章 静电放电及其危害分析1,3.刷形放电 这种放电往往发生在导体与带电绝缘体之间，带电绝缘体可以是固体、气体或低电导率的液体。产生刷型放电时形成的放电通道在导体一端集中在某一点上，而在绝缘体一端有较多分叉，分布在一定空间范围内，根据其放电通道的形状，这种放电被称为刷形放电。刷形放电所释放的能量和在绝缘体上产生的放电区域及形状，与绝缘体相对于导体的电位极性有关。当绝缘体相对于导体为正电位时，在绝缘体上产生的放电区域为均匀的圆状，放电面积比较小，释放的能量也比较小。,14,第五章 静电危害及其分析1,当绝缘体相对于导体为负电位时，在绝缘体上产生的放电区域是不规则的星状区域，区域面积比较大，释放的能量也比较多。一般来说，刷型放电释放的能量可高达4mJ，因此它可引燃、引爆大多数的可燃气体，但它一般不会引起粉体的爆炸。,4.传播型刷型放电,传播型刷形放电又称为沿面放电，只有当绝缘体表面电荷密度大于2.7X104Cm2时，才可能发生。但在常温、常压下，如此高的电荷面密度较难出现。一般当绝缘板一侧紧贴有接地金属板，或者当电介质被高度极化时，才有可能出现。,因为在空气中单极性绝缘体表面电荷密度的极限值约为2.7*10-4C/m2，超过时就会使空气电离。只有当绝缘体两侧带有不同极性的电荷且厚度小于8mm时，才有可能出现这样高的电荷密度，此时绝缘体内部场强很强，而在空气中则较弱。,15,第五章 静电放电及其危害分析1,当金属导体靠近带电绝缘体表面时，外部电场得到增强，也可引发刷形放电。刷形放电导致绝缘板上某一小部分的电荷被中和，与此同时，它周围部分高密度表面电荷便在此处形成很强的径向电场，这一电场会导致进一步的击穿，这样放电沿着整个绝缘板的表面传播开来，直到所有的电荷全部被中和。传播型刷形放电释放的能量很大，有时候可以达到数焦耳，因此其引燃、引爆能力极强。实际生产中，这种很高的表面电荷密度，在气流输送粉料和灌装大型容器的设备为绝缘材质或者带有绝缘层的金属材质时，比较容易发生。,16,第五章 静电放电及其危害分析1,5.大型料仓内的粉堆放电 当把绝缘性很高的粉粒由气流输送，经过管道和滑槽进入大型料仓时，在沉积的粉堆表面可能发生强烈的放电，放电能量可达10mJ。粉料沉积后，其体电荷密度迅速增加，表面的场强也相应增强，当场强增加到一定程度时，首先在粉堆的顶部产生空气的电离，形成从仓壁到粉堆顶部的等离子体导电通道，产生粉堆与仓璧之间的静电放电。一般来说，料仓的体积越大，粉体进入料仓时流量越高，粉粒绝缘性能越好，越容易形成放电。这种放电一般可能发生在容积达到1003或者更大的料仓中。,17,第五章 静电放电及其危害分析1,6.雷状放电 这是一种大型的空间放电形式，最初在火山爆发的尘埃中出现过，近年来在试验中得到证实。但在实际工业生产中尚未发生过。有研究者认为，容器体积小于60m3或者柱形容器的直径小于3m时不会发生这种放电。,7.电场辐射放电 电场辐射放电依赖于高电场强度下的气体电离，当带电体附近的电场强度达到3MVm时，这种放电就有可能发生。放电时，带电体表面可能发射电子。这类放电能量比较小，引燃引爆能力弱，出现这种放电的概率比较低。,18,5-2 静电危害的特点及作用机理,静电危害主要来源于静电的力学效应、热效应、电磁效应、静电电击等。一、静电力学效应造成的危害生产的障碍 在积聚有静电荷的物体周围存在着静电场，静电场可以使介质极化，在库仑力的作用下，悬浮在空气中的尘埃被吸附在物体上污染环境，影响产品质量。产品吸附尘埃，影响产品质量；微电子业，尘埃吸附芯片上，使成品率下降；纺织业，影响产品质量及生产效率；印刷业，使自动化生产受到影响；粉体加工行业，造成气力输送管道不畅通。,第五章 静电放电及其危害分2,19,第五章 静电放电及其危害分析2,二、ESD热效应造成的危害危险场所的点火源和引爆源，微电子器件的损伤源 一般来说，静电火花放电和刷型放电都是在微秒或纳秒量级完成的。放电瞬间回路通过数安培的大电流使空气电离、击穿、发光、发热，形成局部的高温热源。这种局部高温热源可以引起易燃、易爆气体燃烧、爆炸，也可以使火炸药、电雷管、电引信等各种电发火装置意外发火，引起爆炸事故。在微电子领域，放电过程是在0.1us时间内释放的，其平均功率可达几千瓦。如此大的短脉冲电流作用在器件上，可以使得硅片上微区熔化，使得铝互连局部区域发生球化，甚至烧毁PN结和金属互连线，形成破坏性的“热电击穿”，导致电路损坏失效。,20,第五章 静电放电及其危害分析2,三、高压静电场引起的介质击穿和潜在性危害 静电荷在物体上的积累往往使物体对地具有高电压，在附近形成强电场。高压静电场也可以使多层布线电路间介质击穿或金属导线间介质击穿，造成电路失效。因为绝缘材料的雪崩击穿需要一定的时间，所以高压静电场也常常导致潜在的危害，使设备或者电路的可靠性降低。高压静电场也可能造成同步发电机、大型变压器的绝缘绕组间的绝缘层击穿，产生破坏性后果。据报道，曾有同步发电机因绕组槽绝缘嵌条运转中与空气摩擦产生静电导致绝缘介质击穿短路，电机烧毁。,21,第五章 静电放电及其危害分析2,四、ESD的电磁效应是信息化时代电子装备的主要危害源之一 静电放电过程是电位、电流随机瞬时变化的电磁辐射过程。无论是放电能量较小的电晕放电，还是放电能量较大的火花放电，都可以产生电磁辐射。这种近场的静电放电、电磁辐射对各种电子设备、信息化系统都可以造成电磁干扰。ESD电磁干扰属于宽带干扰，从低频直到几个G赫兹以上。,22,电晕放电是出现在飞机机翼、螺旋桨及天线和火箭、导弹表面等尖端或细线部位，产生兆到吉赫兹范围的电磁干扰，使飞机、火箭等空间飞行器与地面的无线通讯中断，导弹系统不能正常工作，使卫星姿态失控，造成严重后果。另外，电晕放电产生的噪声，对某些家用电器和电信号检测工作也会造成电磁干扰。传播型刷型放电和火花放电都是静电能量比较大的ESD过程，即使采取了比较完备的电磁屏蔽措施，ESD的大电流脉冲仍会在仪器外壳上产生大压降，这种瞬时的电压跳变，会造成被屏蔽的内部电路出现感应脉冲而引起电路故障。,23,第五章 静电放电及其危害分析2,五、ESD对人体电击可以造成“二次”危害事故 当带电人体接近接地导体或机器设备等较大金属物体时，会形成火花放电，相反的情况是当人体接近带有高电压的导体时，也会形成火花放电，这两种静电放电都会使人体受到电击。由于人体受到电击而带来的精神紧张，往往会造成手脚动作失常，被机器设备碰伤或从高空坠落，构成静电危害的“二次事故”。,24,第五章 静电放电及其危害分析2,六、静电感应放电引发的事故 人体和金属之类的静电导体，在静电场中可以发生静电感应现象，造成意外的火花放电。也就是说两个很远的带电体本来不会发生放电，但是由于人体或者其他静电导体移动到中间，从而发生火花放电，引起静电危害。下图是示意图.,25,某兵工厂曾发生过这样的事故：当一个人脱换衣服进入车间，走近危险品操作工人时，一操作人员手中的电爆元件发生爆炸，造成意外伤人事故。所以，静电安全规范中规定：进入危险场所的所有人员都要按要求采取静电防护措施，无关人员不得随意靠近正在操作危险品的工作人员。,26,5-3 形成静电危害的条件与阈值,一、静电危害的分类 静电危害的分类按其形成危害的客体种类和危害后果及发生危害的行业或专业领域不同可有三种分类方法。,第五章 静电放电及其危害分析3,按客体种类分类：导致静电危害的主要是固体、液体、粉体和气体。这种分类方法和比例是针对全社会不同行业、不同生产条件下发生静电危害情况的综合统计结果。右图是各种客体造成危害所占的比例。,27,第五章 静电放电及其危害分析3,按危害后果、性质分类：一般可分为人体遭受电击，形成火灾、爆炸等恶性事故及影响生产和干扰电子设备（简称生产障害）等三种危害形态。下图表示的是两次社会调查得出的静电危害三种形态所占的比例。,28,第五章 静电放电及其危害分析3,按行业、专业领域分类：对于静电引起的火灾爆炸事故等恶性事故来说，以石油、化工、橡胶、印刷、造纸、粉体加工、核弹药、火工品生产等领域最为严重。就工艺种类而言，以输送、装卸、搅拌、喷射、开卷和卷缠、涂敷、研磨等工艺过程事故最多。据日本自治省防卫厅对全国火灾调查统计，在上述行业中由于静电引起的火灾每年大约有100起。,29,静电危害的实例与分析,1.由固体静电起电造成的危害实例与分析1981年12月26日，某厂弹药装配车间涂油工序，当一发组装完的炮弹在铺有含油海绵（吸有30%的炮油和70%的汽油混合物）的工作案上快速滚动过去时，突然起火，引燃了周围可燃物，顿时燃起熊熊大火。幸亏在场的老工人临危不惧，即时将火扑灭，才免于引起一场更大的严重恶性事故。这场着火事故是由于海绵与弹筒之间摩擦，滚动中的摩擦接触分离，积累了很高的静电电压而发生静电放电（事后测量电压在10kV以上），引燃汽油蒸气，致使炮油和汽油混合物着火。可以估算一下，若弹体电容为100pF，快速滚动时，产生10kV电压，其储能达5mJ,远远超过汽油最小点火能。,30,2.人体静电造成的危害实例与分析（1）1986年冬季东北某军工厂，弹药修理技术人员*，吃过早饭后，第一个来到车间上班，脱去大衣，走进黑火药箱附近坐下来操作。这时突然“轰”一声巨响，黑火药爆炸，房顶被掀开，该技术员牺牲。事后现场调查分析，在低温、干燥的大气环境下，该技术园进入有暖气的车间（相对湿度很低）脱去外衣时，人体静电可高达数万伏，当他走在车间铺地的绝缘红橡胶板上时，人体静电继续保持在最高电位水平，这时接触黑火药箱就会形成静电火花放电。当时在他身上的静电能量可能是黑火药最小点火能的几十倍，在这种情况下人体静电放电足以引爆黑火药。（2）某家具厂为涂改涂料，工作人员洗涤槽时起火成灾，涂料室全部烧毁。其原因在于穿橡胶底鞋的工作人员身上积累了静电，并与其它物体间发生了静电火花，引燃周围空间的溶剂蒸气而起火。,31,3.液体静电造成的危害实例与分析（1）某厂在铁路槽车装66#汽油时，当第5辆车刚刚装满并已经关闭阀门提升鹤管、第6辆槽车正处于即将装满的状态时，突然第6辆槽车口响了一声，顿时着起大火。当时操作人员惊慌失措，没有将正在装油的管线风动阀门关闭，就脱离了岗位，致使油火大量外溢，顿时整个站台成了一片火海。这次事故中烧伤5人，其中1人抢救无效死亡。烧毁装油台和两辆油槽车以及汽油等物资设备，造成很大经济损失。分析事故原因是：装车速度快（4.1ms），大鹤管铝筒产生较大摇动，汽油与管壁冲击摩擦产生大量静电。大鹤管没有单独接地装置，鹤管上的大量电荷与接地较好的槽车口一接触即可放电产生火花（事故后发现大鹤管铝套筒末端和槽车口均有电火花痕迹）。（2）某试剂厂苯成品包装过程中，数次发生火灾。其中有一次火焰高达一二十米，出动17部消防车灭火，苯随水漂流，边流边烧，除烧毁房屋和设备外，中毒人数有几百人之多。其原因是由于苯在管道中流速过大，产生高压静电，由静电火花引起火灾。,32,4.气体静电造成的危害实例与分析纯净的气体是不会出现ESD危害的，这里所谓气体静电危害是指气体混合物带电造成的事故。某高压聚乙烯工厂，在泵房压缩输送乙烯气体时，泵房发生爆炸。分析其事故原因是：由于阀门漏气，泵房内形成爆炸性混合物；压缩的乙烯气体喷出时又产生高压静电，由静电放电引起爆炸。某工厂沿管道输送高压液化石油气时，发现漏气，检修时发生爆炸，伤亡5人。经分析发生事故的原因是：检修时泵内残留的液化石油气高速喷出产生高压静电，并由静电放电引起爆炸。,33,这里所举的是具有代表性的一些典型静电危害事故。这类恶性事故在国内外文献已有不少报道，此处不能一一列举。应该指出的是列举的例子主要揭示和分析了ESD热效应造成的危害，特别是在某些领域ESD作为点火源和引爆源给人们造成的火灾和爆炸事故，已引起世人的普遍关注。但是，ESD 的电磁危害或EMP 效应给人类带来的危害也是不容忽视的，这种危害在某些情况下，也可能导致灾难性后果。,34,了解静电危害发生的条件对于防止静电危害和研究保护措施是十分必要的，从前面的所讲的内容中，我们可以归纳出构成静电危害的基本条件，主要有以下三个方面：（1）产生并积累起足够的静电，形成“危险静电源”，以致局部电场强度达到或超过周围介质的击穿场强，发生静电放电。（2）危险静电源存在的场所有易燃易爆气体混合物并达到爆炸浓度极限，或有电火工品、火药之类爆炸危险品，或有静电敏感器件及电子装置等静电易爆、易损物质。,二、构成静电危害的基本条件,35,第五章 静电放电及其危害分析3,（3）危险静电源与静电易爆、易损物质之间能够形成能量耦合并且静电放电能量等于或大于前者最小点火能或者静电敏感度。应该指出的是，上面所说的这三个条件都是必要条件。也就是说，这三个条件是缺一不可的，只要控制其中一个条件不成立，就不会有静电危害发生。当然要防止或控制静电危害，首先要了解静电放电的安全阈值（静电危险极限）。,36,第五章 静电放电及其危害分析3,三、静电放电的安全阈值 由第三个静电危害条件可以知道，发生静电放电时，静电场强要达到介质的击穿场强，因此，介质的击穿场强就是能否产生静电危害的一个阈值。下表是一般情况下常见气体介质的击穿场强。,气体介质的击穿场强(MV/m),气体介质的击穿场强和电极形状以及电场是否均匀密切相关，上述数据都是相对于均匀场而言的。,37,第五章 静电放电及其危害分析3,经过大量实验，人们得出了空气可能形成静电放电的场强阈值为：极不均匀电场中：（45）X105V/m；较不均匀电场中：（1.52）X106V/m；均匀电场中：3X106V/m。在实际静电防护工作中，经常使用并且容易测试的静电参数是静电电位。因此，确定发生静电放电的电位界限更有实际意义。下面我们主要讨论几种情况下的静电放电的电位阈值。,38,第五章 静电放电及其危害分析3,（1）带电物体为导体时的ESD阈值 当带电物体是导体时，如果发生静电放电，一般情况下，带电体一次可以将存储的能量几乎全部放出。假设导体所储存的能量等于最小点火能量W（或静电感度）时，便有发生静电危害的危险。带电导体储存的静电能量为：,C 导体与形成放电的物体之间的等效电容；V导体与形成放电的物体之间的电位差；,如果带电导体是对接地导体放电，则V为静电电位，那么产生静电危害的静电电位阈值为：,39,第五章 静电放电及其危害分析3,（2）带电物体为静电非导体时的ESD阈值 当带电物体是静电非导体（电阻率大于1010欧姆.米）时，一般情况下带电体不是在一次放电中就能将所积蓄的能量全部放出，而是部分的放出。因此这种情况下的放电界限，就不能用带电导体的方法求出。一般与三个因素有关：放电条件；放电类型；静电非导体的带电电位和接地导体的曲率半径。根据可燃性物质的最小点火能，可列出如下表所示的静电非导体的带电电位界限：,40,第五章 静电放电及其危害分析3,不同可燃物的静电非导体带电的电位界限,应该说明的是，静电非导体的带电比较复杂，遇到下列情况时，电位极限要比上述值小得多：带电的分布极不均匀；静电非导体局部电导率高，而该部分又带电时；在带电的静电非导体附近或里面有接地导体时；在带电量或者带电极性变化比较大时。,41,第五章 静电放电及其危害分析3,（3）人体静电的ESD阈值 研究结果表明，由人体静电引燃某种可燃物质，所需要的人体静电能量比该可燃物质的最小点火能量要大得多。实验还证明，在一定的电极条件下，放电引燃时，人体静电电位是主要因素，而人体电容影响不大。（4）人体静电电击的感知阈值和疼痛阈值 人体电击感知阈值：对于电压、电量、能量来讲，电量可以很好的描述人体的感知阈值，人体的感知阈值大约为0.37c。当放电条件相同时，不同人的感知阈值有一定差别，其原因在于人的个体差异。男性感知阈值高于女性，随着年龄增加，感知阈值也在增加。感知阈值与身高及体重也有明显的关系，身体高大，体重大的人感知阈值亦大。,42,第五章 静电放电及其危害分析3,人体电击疼痛阈值：指对人体加冲击电流不引起疼痛时，电量或比能量的最大值。比能量是指单位体电阻消耗的能量，即I2t.这里所说的疼痛是指人不愿意再次接受的痛苦。当脉冲电流超过疼痛阈值时，会产生蜜蜂刺痛或烟头灼痛的痛苦。在ESD电流流经四肢，接触面积较大的情况下，对于小电容放电，疼痛阈值主要决定于放电电量，约为3 c。此时，整个手臂有通电的感觉，同时手剧痛，整个手臂不由自主的震颤。,43,第五章 静电放电及其危害分析3,四、爆炸极限与静电感度 静电危害不仅和静电源参数有关，而且和周围物质的性能参数密切相关。为此，本部分主要介绍物质的燃爆性能参数、静电感度和最小点火能等基本概念。1.易燃、易爆气体混合物性能参数 物质的闪点、燃点、自燃点、爆炸极限、最小点火能量、最小引燃能量是表征物质危险程度的性能参数。其中爆炸极限和最小点火能量与静电引起火灾爆炸事故有着直接联系。闪点：易燃和可燃液体表面往往因为蒸发或升华等存在着一定的可燃气体，它与空气混合形成易燃易爆气体混合物，这种混合物遇到火源即可燃烧。如果温度不高，液体蒸发不快，一经燃烧之后，新的气体混合物补充不上来，则燃烧是一闪即灭。这种燃烧叫做闪燃。能引起闪燃的最低温度叫闪点，闪点越低，危险越大。,44,第五章 静电放电及其危害分析3,燃点：处在某温度下的某物质在外界火源点燃时能够燃烧，而且当火源移去后仍能继续燃烧的现象叫做着火。能引起着火的最低温度叫燃点，燃点高于闪点，所以一般只考虑闪点，不考虑燃点。自燃点：可燃性物质不需要外来点火源就能发生燃烧的最低温度，叫做自然点。爆炸极限：易燃易爆物质（气体，粉尘等）与空气的混合物，只有在一定的浓度时，遇到火源才会发生爆炸，这样的浓度范围叫爆炸极限。能够发生爆炸的最低浓度叫做爆炸下限，能够发生爆炸的最高浓度叫做爆炸上限。最小点火能量：点燃或引爆某种物质所需要的最小外界能量就称为该物质的最小点火能量或最小引燃能量。,45,第五章 静电放电及其危害分析3,2.静电感度 静电感度的定义：所谓静电感度是指在给定的试验条件下，火炸药、电火工品等被试品对静电放电刺激量的敏感程度。目前，国内外标准多用50%发火概率下的静电能量或50%发火概率下的静电电压来表示试品的静电感度。静电感度分类：一般分为相对静电感度、绝对静电感度和真实静电感度三种类型。相对静电感度：是为了比较各种试品静电感度值的相对大小，根据标准的试验方法，统一测试各种待测样品，根据其相对静电感度值排列出各种被测物质的静电敏感顺序。,46,第五章 静电放电及其危害分析3,绝对静电感度：所谓绝对静电感度是指在各种 ESD模型中挑选出最敏感的电路参数，选择最敏感的试验条件来进行静电感度试验。也就是说，使各种参数和条件都处于静电最敏感的情况下，以期用最小的 ESD能量激发样品，求出静电感度值。这种感度在实际工作中很难实现。真实静电感度：为了克服上述两种静电感度存在的问题，提出的一种新的静电感度概念和试验方法。这种方法是以火工品上实际消耗的静电能量来统一计算其静电感度。这种静电感度值能够反映每种试品对静电放电的真实敏感程度，具有普遍适用的意义。,47,5-4 静电危害的预测和分析,第五章 静电放电及其危害分析4,对静电危害性的大小和能否发生静电危害做出预测和判断，是一项十分有意义而又困难的工作。因为静电放电是一个随机过程，而且涉及到很多因素，有时候无法定量做出鉴定。一、静电危害的预测依据和方法 静电危害的预测主要依据形成静电危害的“三个基本条件”。按照顺序逐项分析，预测能否构成静电危害。只要有一个条件不成立，即可确认静电危害不会发生。如果三个条件都成立，则有发生静电危害的可能性，应该采取预防措施。预测静电危害的一般方法可以用如下的方框图表示：,48,第五章 静电放电及其危害分析4,预测分析静电危害逻辑图,关键是能否形成危害静电源,49,第五章 静电放电及其危害分析4,二、静电危害的分析确认 静电危害的分析主要是形成静电危害的三个条件,按照以下五个步骤进行：现场调查，测试分析；必要时的模拟实验；火灾爆炸事故的残骸分析或电子装置元器件的失效分析；故障复现试验；综合分析，确认故障原因，提出防止事故重复发生的对策或技术措施。在实际工作中，步骤（2）和（4）有时可以一起进行。,50,第五章 静电放电及其危害分析,思 考 题 1.静电危害的作用机理是什么？为什么静电可以造成潜在的危害？2.形成静电危害的条件是什么？3.请阐明相对静电感度和真实静电感度的区别。,