液压系统静电危害及其防范措施的研究

　　前言

　　静电作为一种特殊的能源,在给人类作出重要贡献的同时,也是一种近场危害源,给人类社会造成了重大损失和危害。随着科学技术的发展,人类社会的进步,高分子材料、微电子器件和电爆装置广泛应用于各个领域,为适应现代安全和消防的要求,静电造成的危害日益受到人们的关注。静电放电(ESD)不仅可以造成电爆装置和易燃、易爆物质意外的燃烧、爆炸,而且会催发设备电化学腐蚀,并可以使电子元件受到干扰,酿成事故,也可能使人体遭到电击,引发二次事故。因此,静电防范已成为各个领域十分重视的研究内容[1]。

　　液压系统是一个集成化程度高的多元组合体,包含有强电元件(如电机、加热器、电动阀等)和弱电元件(如电磁阀、比例阀、伺服阀和电子开关或传感器等),按其导电属性分为静电导体(如泵、阀和金属管道等)、静电亚导体(如含锌抗磨液压油)和静电非导体(如橡胶密封件、胶管和滤材玻璃纤维等)。系统常位于复杂的周围环境(如电磁场区)中,在传递流体能量的同时,也不可避免地产生静电。

　　随着现代液压技术的飞速发展,高压、大流量的液压系统被广泛地应用,静电危害发生的概率有明显增加的趋势。透彻分析系统静电产生的原因,有利于系统设计的优化、元件合理的选型,并对其危害采取有效的防范措施,从而确保系统正常运行和生命财产安全。

　　1　静电的产生和积累

　　物体在通常情况下呈电中性。当物体间存在摩擦,或受外界电磁场感应,或外静电体(如人体)介入时,将发生电荷分离现象,即产生静电。就液压系统而言,其静电产生的主要形式分为3个方面。

　　1. 1　系统设备静电

　　液压系统的元件大多数为成品外购件,在其收、发、转、运过程中,难免发生摩擦。系统非标件中油箱的表面处理、阀块的加工制作和管路的坡口成型等,均与强摩擦密不可分。在系统的装配和设备的包装运输及安装过程中,也存在着大量摩擦现象。另外,管路焊接产生电弧感应;系统强电元件带来电场感应;工作介质流动在元件和管道内壁产生摩擦;周围环境伴随电磁感应,这些情况,都会使系统设备产生静电。

　　一般元件的壳体为静电导体,在系统运行之前,经过多个操作环节、导体间反复接触,以及个别元件(如电机)静电接地,致使这些元件(除静电非导体外)上不易形成静电积累。因此,系统设备静电的产生主要在系统运行之后,即系统工作介质的流动和内外电磁感应是系统设备静电产生的主导因素。

　　1. 2工作介质静电

　　液压系统工作介质的品种多种多样,除了本身固有的带电特性外,在其储装、运输、沉淀和加油过程中因与约束体间的摩擦而产生静电。当系统工作时,工作介质通过泵、阀、过滤器、冷却器和管道的紊流流动、冲击和喷溅等,将会有大量的静电产生,并汇集到油箱。