• t=0时ρ=0；
• t=∞时ρ→ρs。
• 刚开始的一段时间，电荷积累较快，曲线 较陡。
介质内部电荷积累规律
ρ τ 1>τ 2
ρs
τ1
τ2
t
四、管内流动液体带电的理论方程
• 1.管内流动介质流动电流方程 • 2.讨论：
1.管内流动介质流动电流方程
• 液体流动，带走扩散层中的电荷，使液体 带电。电荷随介质流动形成流动电流。
⑵火花放电
• 火花放电是两电极间的气体被击穿而形成 放电通路，但该通路没有分叉，其放电在 电极上有明显的集中点，放电时伴有短爆 裂声，有明亮的光束，在瞬间内能量集中 释放，放电能量比较大，
因而危险性大。火花放电 发生在两个电极均为导体， 相距又比较近的情况下。
⑶刷形放电
• 一般发生在油面相对于平板或球形电极之 间。
• 而在实际应用中，一般认为l=(3~5) 时，I就
达到饱和值了。因此定义Lb=
V
• 称Lb为饱和长度。
V
五、影响静电产生和积累的因素
• 实际上在前面公式里面已经都提到了这些 因素，我们在把它归纳一下。
• 1.介质电阻率对静电产生、积累的影响 • 2.管线材质及管壁粗糙度对介质带电的影响 • 3.管路中设备、附件对带电的影响 • 4.流动状态的影响
一、液体带电的双电层理论
• 液体介质产生静电荷的原因主要是通过双 电层理论来解释的。液体本身是电中性的， 但是与固体接触后并发生流动，就会使液 体带电。
• 1.双电层的形成 • 2.双电层示意图 • 3.静电的形成
1.双电层的形成
• 当液体与固体接触时，就会形成双电层。固体会 带上某种极性的电荷。
相对介电常数为 。r 任取一闭合曲面
S（高斯曲面），则应用高斯定理来
进行推导。
•
静电场中电荷流散规律为：
t
Q Q0e
或
t
0e
• 式中：
• Q0,ρ0—t=0时刻所具有的电量、电荷密度； • Q,ρ—t时刻所具有的电量、电荷密度；
• 0 r K —介质放电的时间常数，s；
• r —介质的相对介电常数； • 0 —真空介电常数；
二、油品起电途径
• 1.油品管路流动起电 • 2.水滴、杂质在油品中的沉降起电 • 3.油品冲击起电 • 4.喷射起电
3.油品冲击起电
4.喷射起电
2.水滴、杂质在油品中的沉降起电
三、非导电性介质中 电荷的流散和积累
• 1.介质中电荷的流散 • 2.介质内部电荷的积累
1、介质中电荷的流散
• 在一均匀介质中，带有电荷、介质的
• 4.造成视觉系统的损伤。 • 5.造成局部皮肤的损伤。
三、防毒措施
• 为了防止发生人身中毒事故，就必须： • 1.加强管理和检查监督，对工作人员加强防
毒安全教育，定期测定工作场地空气中有 毒气体含量，使其不超过最大允许浓度。 • 2.保证技术设备的严密性，改进和加强通风 设备，严格遵守安全技术操作规程。 • 3.加强个人防护：
• 当它们侵入人体后， • 1.破坏中枢神经系统（如全身无力、头昏、
恶心、记忆减退、肢体麻木、动作迟缓、 意识模糊、甚至出现呼吸抑制而死亡）； • 2.损伤呼吸系统（如咳嗽、痰中带血丝、甚 至会转变成肺气肿、哮喘、气管炎、鼻炎 或肺炎）； • 3.侵犯消化系统（如肝大、脾大、肝功能异 常、逐渐转变为急、慢性肝炎）。
2、管线材质及管壁粗糙度 对介质带电的影响
• 液体带电主要是双电层中电荷的分离，不 同的管线材质使液体中产生的双电层是不 一样的，产生的流动电流也就不同。管壁 粗糙度对静电产生也有影响，粗糙度大， 则接触面积大，冲刷、分离电荷的机会较 多，冲流电流较大。
3、管路中设备、附件对带电的影响
• 油品在管线中流动时，若通过泵、过滤器、 阀、弯头等设施时，油品带静电量会急剧 增大，产生阶跃式的剧增。因此经过这些 设备后，要有足够的管长让静电消散出去。
• K —介质电阻率。
讨论：
• 从公式中可以看出，介质中电荷量或电荷 密度是以指数规律减少的，而且时间常数 值越小，电荷流散越快。
Q
Q0
τ 1>τ 2
0.5Q0
τ1 τ2 t
•
t=τ时，Q
1 e Q0
，即：
• τ为电量泄漏到原电量的1/e时所需的时间。
• 电荷泄漏的快慢仅与介质的性质有关。
• 另外在许多情况下，我们还用半期值这个 概念来反映介质中电荷流散的快慢。半期 值（半值时间、半衰时间）的定义如下： 介质内部的电荷量泄漏到初始电荷量的一 半时所用的时间。
2.双电层示意图
++ + + + + + +
流动层 扩散层
++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++++++++++++
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 固定层
器的电容，F；
• U—两带电体间电位差，
C。
3.影响静电放电的因素
• ⑴电场均匀程度的影响 • ⑵电极形状和极性的影响 • ⑶气体状态 • ⑷电压作用时间
⑴电场均匀程度的影响
• 不均匀的电场容易引起局部放电，并由局 部放电发展成火花放电。
⑵电极形状和极性的影响
• ①电极形状 • 电极末端曲率半径越小，越容易引起放电。
第二节 站库防毒
• 一、站库中的有毒物质 • 二、油库毒源对人体的危害 • 三、防毒措施
一、站库中的有毒物质
• 在油库及炼油企业中，有毒的物质很多， 如H2S，SO2，CO，汽油、沥青、四乙基铅、 石油焦等。
• 与我们油品储运最直接的是各类油品及其 蒸气以及含铅汽油等。
二、油库毒源对人体的危害
• 1）在没有安全措施的情况下，禁止工作人 员进入罐内清除底油。
• 2)严禁用嘴从胶管里吸取油品，禁止用含铅 汽油洗手、洗机械零件、洗刷衣服或用作 其它日常生活需要。
• 3）工作完毕后，脱下的衣服应在专门的地 点保管，不准穿工作服回家、吃饭等。在 吃东西、吸烟前必须用热水和肥皂仔细洗 手，必要时应用漂白粉溶液消毒。
• 位于10-1mJ级的有气态烷烃、苯、丙酮等。
５.静电的危害
⑴接地容器内部的静电引爆 当灌装油品时，因为容器接地，外壁电荷 已导入地壳，容器内部带电油品与容器内 壁之间产生电位差而导致容器内可燃气体 被击穿而产生火花放电，可能引起爆炸。
• ⑵喷射含微粒气体时的静电引爆
• 现在我们假设固体带正电，由于静电力的吸引， 在靠近固体附近必然吸引着与固体所带电荷极性 相反的离子——负电荷。被吸引在固体壁面附近 的这一负电荷层的厚度大约是一个分子直径大小， 称为紧密层（或束缚液层）。另一种极性、未被 吸引的正电荷则分布在靠液体的一边，这部分电 荷的密度随着距固体壁面距离的增大而逐渐减小， 处于一种扩散状态，称为扩散层。如图。
• 用 t1 表示，它与时间常数的关系为：
2
t1 0.693
2
即：
Q
1 2 Q0
t1 / 2
Q0e
t1 / 2
e 2
t1 ln 2 0.693
2
2.介质内部电荷的积累
• 电荷的积累是在电荷的产生、流散过程中 逐步形成的，
• 即：积累=产生-流散。
s 1
t
e
• 这就是介质内部电荷积累的规律（按指数 规律变化）。
• 4）定期进行身体检查，发现问题及时治疗。 作业中发现头昏、呕吐、不舒服等时，也 应立即停止工作、休息或治疗。如发现急 性中毒应立即抢救。
第三节 石油静电与防护
• 一、液体带电的双电层理论 • 二、油品起电途径 • 三、非导电性介质中电荷的流散和积累 • 四、管内流动液体带电的理论方程 • 五、影响静电产生和积累的因素 • 六、静电放电和引爆 • 七、防止静电事故的措施
因为尖端附近的场强较大，空气容易击穿， 击穿电压较小。 • ②极性 • 正尖端比负尖端更容易引起放电，也就是 说油品带负电荷更容易放电。即：负极性 油面容易放电（罐内突起物为正极）。
⑶气体状态
• 这里所说的气体状态是指两电极间气体的 压力、温度和湿度。
• 当气体的压力降低或温度升高时，其电晕 放电电压和击穿电压都降低，容易产生火 花放电。湿度增加，则击穿电压上升。
• 取一半无限长的管路，半径为r，液体，K， 起点流动电流。
• 在距起点l处取一微元体dl，在dl处，油品向 单 度 内位 ） ，管，流i壁动s为面介起积质电泄 的电放 流流的 动密电 电度流 流（为 变常化ia数（量即）为电。：则流密dl段
•
d I 2ris d l 2ria d l
• 取微元体边界面（即微元段的圆柱面和两
4、流动状态的影响
• 通常是紊流条件下流动电流比层流大。 在实际工程管线上，由于管壁障碍、转弯、 变径等情况的存在都会使液体处于紊流的 状态。这种流动状态的改变，一方面由于 本身热运动和碰撞可能产生新的空间电荷。 另一方面，因速度梯度的变化使扩散层电 荷趋向管中心，从而使整个管线的电荷密 度比层流时提高了，就会使液体带有更多 的电量。
1.介质电阻率对静电产生、 积累的影响
• 当K处于1010~1012Ω﹒m时，油品放电次数