火工品加工設(shè)施的靜電防護(hù)研究

田志剛 劉立軍 張宇鵬

摘 要：火工品生產(chǎn)設(shè)備是靜電防護(hù)的重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，火工品生產(chǎn)中，由于火工品易爆炸、爆炸能量大等特點(diǎn)，因此要對(duì)火工品生產(chǎn)過(guò)程中可能導(dǎo)致火工品爆炸的因素——進(jìn)行防護(hù)，以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的，本文對(duì)其展開探究。

關(guān)鍵詞：火工品;靜電防護(hù);研究

1 引言

火工品是裝有火工藥劑，在很小的外界沖能激發(fā)下一次性燃燒和爆炸后，釋放出大功率能量，起引燃、引爆或特種效應(yīng)作用的元件或裝置。放電瞬間回路通過(guò)數(shù)安培的大電流使空氣隙電離、擊穿，可能致使火炸藥、電雷管、電引信等火工品意外發(fā)火，引起爆炸事故。

物體通過(guò)接觸、分離、摩擦三個(gè)過(guò)程成為帶電體。接觸過(guò)程形成近似于平行板電容器的偶電層，決定了物體帶電的正負(fù)性。分離過(guò)程伴隨著靜電電容的減小和電位的升高，決定了物體的帶電量。該放電是高電位、強(qiáng)電場(chǎng)、瞬時(shí)大電流的過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射形成電磁脈沖。

2火工品加工設(shè)施的靜電來(lái)源與分類

2.1 靜電信號(hào)的干擾來(lái)源

從廣義上分析，火工品加工設(shè)施中的干擾除去一般的靜電信號(hào)及同時(shí)流經(jīng)電流傳感器的檢測(cè)系統(tǒng)外，還涵蓋了檢測(cè)系統(tǒng)本身發(fā)出的干擾信號(hào)，例如，設(shè)備接地、靜電屏蔽及電路連接錯(cuò)誤等因素造成的內(nèi)部干擾問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的局部干擾主要針對(duì)于前者而言，可以劃分為連續(xù)性周期性干擾、脈沖型干擾等類型。周期性干擾主要包含：高頻率簡(jiǎn)諧波、載波通訊設(shè)備及其他無(wú)線電收發(fā)設(shè)備等。此外，脈沖型干擾信號(hào)根據(jù)波形規(guī)律可劃分為周期性脈沖干擾信號(hào)和隨機(jī)脈沖干擾信號(hào)兩種，周期性脈沖干擾信號(hào)主要是由于高頻率電流電泳形成;隨機(jī)性脈沖信號(hào)干擾主要包括高壓線路電暈效應(yīng)干擾、電氣設(shè)備靜電干擾及電弧效應(yīng)干擾等。此外，噪音來(lái)源主要有：線圈噪音、地面網(wǎng)噪音、動(dòng)力電源噪音及繼電保護(hù)系統(tǒng)噪音等。

2.2 靜電干擾的分類

由于不同因素導(dǎo)致的噪音干擾將不同程度影響和干擾局部的放電檢測(cè)精度。假設(shè)各種干擾源的周期和變化幅寬一般一致，將顯著降低測(cè)試儀器的檢測(cè)靈敏度，換言之，滿足可見條件的最低放電量值較試驗(yàn)電路的理論最低值較高。且上述干擾強(qiáng)度伴隨外加電壓增加而增加，因此，檢測(cè)靈敏度與外加電壓呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。在其他檢測(cè)工況下，外加電壓增加，對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)電路出現(xiàn)放電現(xiàn)象，且可以認(rèn)定其出現(xiàn)在試驗(yàn)物的內(nèi)部。所以，應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)是如何降低外部煩擾強(qiáng)度，及選用具備放電波形顯示的檢測(cè)設(shè)備，以保證能夠更加可靠地鑒別假性放電干擾問(wèn)題。通過(guò)測(cè)定試驗(yàn)回路中可能出現(xiàn)外部干擾的區(qū)域，并將對(duì)應(yīng)的干擾源劃分為以下兩大類：第一，同外部施加電壓值高低不相關(guān)的干擾，第二，回路中外加高壓狀態(tài)下的干擾問(wèn)題。干擾的主要形式如下：1.來(lái)自于外加電壓的干擾，一旦電路控制系統(tǒng)、變壓系統(tǒng)連通，將直接影響測(cè)定結(jié)果;2.來(lái)自于接地系統(tǒng)的干擾，一般主要針對(duì)于接地連接較差或者出現(xiàn)多點(diǎn)接地的情況，不同的接地位置的電位差在測(cè)試儀器上出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)干擾;3.從外部高壓電路或者電磁波敷設(shè)位置檢測(cè)到干擾，其主要電路回路外圍的電磁場(chǎng)同回路內(nèi)的電磁波在耦合條件下，引發(fā)的射頻干擾，譬如：臨近位置的高壓設(shè)備、電焊及電火花等干擾;4.試驗(yàn)線路的放電;5.由于試驗(yàn)線路本身或者內(nèi)部部分區(qū)域存在接觸不良等問(wèn)題引起的接觸噪音。

3 火工品加工設(shè)施的靜電防護(hù)措施

局部情況下的放電將導(dǎo)致被檢測(cè)信號(hào)較小，不容易觀測(cè)到，其電壓值數(shù)量級(jí)為微伏，單純通過(guò)數(shù)值判斷，且很容易被外部的各種靜電信號(hào)完全掩蓋，所以，必須先解決外部信號(hào)靜電的問(wèn)題，對(duì)上述這些靜電的防護(hù)方法如下：

（1）源自電壓區(qū)域的靜電可以通過(guò)在電壓中增加濾波設(shè)備緩解靜電問(wèn)題。且濾波器的主要作用是降低位于檢測(cè)設(shè)備頻率幅寬內(nèi)范圍內(nèi)的全部頻率值，且可以滿足低頻率測(cè)試電壓不被濾掉。

（2）源自于外部接地端的靜電，選用單獨(dú)連接的方式，將試驗(yàn)電路直接接地，以消除靜電。且保證全部的金屬類設(shè)備接地良好，不會(huì)在接地端之間出現(xiàn)電壓波動(dòng)問(wèn)題。

（3）來(lái)源于外部的靜電源，例如高壓試驗(yàn)、附近區(qū)域開關(guān)操作、無(wú)線電信號(hào)射頻等均能引發(fā)靜電或者電磁輻射問(wèn)題，在電壓耦合作用下，將出現(xiàn)靜電，且被誤判為脈沖電壓。若上述靜電信號(hào)源不能被及時(shí)清理，可以對(duì)試驗(yàn)電路進(jìn)行處治，保證表面清潔度和光滑性較好，曲率半徑較大，并能滿足屏蔽條件。有時(shí)樣品的金屬外殼要用作屏蔽。有條件的可修建屏蔽試驗(yàn)室。

（4）試驗(yàn)電壓會(huì)引起的外部放電。假定在局部接觸不良或者懸浮區(qū)域被外加電壓充電后，將導(dǎo)致放電問(wèn)題，通過(guò)判斷波形特點(diǎn)將其與內(nèi)部的放電現(xiàn)象區(qū)分開。通過(guò)使用超聲波檢測(cè)技術(shù)能夠精準(zhǔn)定位。在具體試驗(yàn)階段，必須保證全部的設(shè)備可靠接地，且接地端不能出現(xiàn)局部銹蝕和脫落問(wèn)題，接地連接位置應(yīng)使用螺銷壓緊。就外部電壓靜電防控方面，可以從靜電信號(hào)源、靜電形式及靜電信號(hào)后處理等方式實(shí)現(xiàn)。應(yīng)先明確靜電源及類型，并將其徹底切斷或者抑制，實(shí)現(xiàn)源頭控制，這無(wú)疑是解決外部靜電的最佳方式，但是在進(jìn)行靜電抑制過(guò)程中，不允許出現(xiàn)更改變壓器運(yùn)行模式的方法，所以，通過(guò)靜電形式及靜電后處理等方式解決靜電問(wèn)題的措施極其有限。通過(guò)電壓耦合方式金融監(jiān)測(cè)體系內(nèi)的各種外部靜電，必須采用信號(hào)處理技術(shù)加以處理。

4 火工品加工設(shè)施的靜電防護(hù)注意事項(xiàng)

在關(guān)合電源開關(guān)之前，必須仔細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)點(diǎn)庫(kù)的連線線是否正確，接地棒和它需要接地部分的接地必須要可靠，調(diào)壓器的初始位置應(yīng)該在零位。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，參與實(shí)驗(yàn)的人與高壓電源、帶電設(shè)備和接地棒等保護(hù)設(shè)備之間必須保持一定的安全距離，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)劃定的高壓區(qū)域在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中禁止進(jìn)入。在調(diào)壓錢對(duì)調(diào)壓器的初始狀態(tài)進(jìn)行再次檢查，保證在零位;在觀察電壓表示數(shù)變化的過(guò)程當(dāng)中，由于所加電壓高，一定要集中注意力，隨時(shí)防止可能發(fā)生的擊穿等異常情況;調(diào)壓過(guò)程要盡可能穩(wěn)定，不能調(diào)整太快，加壓到最大值要一次到位，不能出現(xiàn)反復(fù)調(diào)壓的情況。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要調(diào)整試品和電極，在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)域前，必須先斷電，然后利用接地棒讓帶電設(shè)備充分放電，并確認(rèn)接地棒可靠接地，最后進(jìn)入更換試品、電極，整個(gè)過(guò)程盡量避免發(fā)出噪聲和使用手機(jī)等通信設(shè)備。

5 總結(jié)

同時(shí)，在火工品的生產(chǎn)中，必須嚴(yán)格檢查、記錄和管理生產(chǎn)廠房的溫度、濕度等外界條件。在廠房地面以及工作臺(tái)的接地規(guī)范中要合理和規(guī)范，對(duì)于防靜電鞋、工作服等要定期開展泄漏電阻檢查，以保證其可靠性。杜絕使用易燃易爆的清洗試劑和材料。定期開展火工品生產(chǎn)防靜電安全講座，為生產(chǎn)職工普及靜電防護(hù)知識(shí)，強(qiáng)化職工的生產(chǎn)安全意識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭有斌，馬韶晨，馮雁歌，王道愛，周峰，劉維民.摩擦起電的界面調(diào)控與應(yīng)用研究[J].中國(guó)科學(xué)：化學(xué)，2018，48（12）：1514-1530.

[2]崔強(qiáng).靜電敏感器件功放管裝配工藝研究[J].焊接技術(shù)，2018，47（10）：34-36.

[3]周捷，朱安笛.靜電放電抗擾度測(cè)試及其防護(hù)[J].環(huán)境技術(shù)，2018，36（05）：114-116.

[4]楊正哲.煤礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)的雷電安全防護(hù)策略[J].能源與節(jié)能，2018（10）：179-180.

[5]林璠.空間環(huán)境太陽(yáng)電池陣的一次靜電放電的機(jī)理與防護(hù)[J].科技視界，2018（29）：149-151.