人体静电消除器.docx
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人体静电消除器
《DQJ-5本安型人体静电消除器》
技术资料
大连东强防静电技术有限公司
二00八年十一月
一、概述···································································1
二、人体静电·······························································2
1、人体静电带电方式·······················································2
2、人体静电参数···························································3
3、人体放电的危害和管理指标···············································3
4、典型气体引燃能量·······················································3
5、人体静电的标准规定·····················································4
（1）GB12158-2006《防止静电事故通用导则》··································4
（2）GB13348-92《液体石油产品静电安全规程》································5
（3）SH3097-2000《石油化工静电接地设计规范》·····························5
（4）静电安全指南（日本）1988··············································5
（5）英国BS5958第2部分1991《防静电技术规范》·····················9
（6）《大型浮顶储罐安全设计、施工、管理暂行规定》·····························10
三、DQJ-5本安型人体静电消除器············································10
1、试验对比·······························································10
2、产品应用情况···························································14
3、产品规格与安装位置·····················································14
4产品设计依据··············································17
5人体静电消除器产品推荐建议··············································18
四附件·································································19
1、DQJ-5-Ⅰ本安型人体静电消除器使用说明书·································20
2、DQJ-5-Ⅱ本安型人体静电消除器使用说明书·································22
3、DQJ-5-Ⅲ本安型人体静电消除器使用说明书·································24
DQJ-5本安型人体静电消除器
一、研发背景与必要性
表1十个炼厂现场采样漏洞统计
操作现象
所占比例（%）
上罐采样不穿防静电服
40
采样绳不合格
40
采样绳不做接地
90
提拉速度超标
40
采完样后不泄放静电就盖采样口
100
石油化工介质处理现场，多数处于可燃气暴露或存在气体泄露的高危场所，如装车、装船操作，油罐采样、测温、检尺操作，装置区采样操作，容器气体置换或吹扫清洗操作等等。
在这些作业中，人体活动静电是现场作业不可避免的隐患源。
二十世纪七、八十年代是石化企业人体静电事故的高峰期。
如北京某炼厂1971年“5.3”航煤槽车采样爆炸，北方某加油站1976年3月、5月和1977年4月测温爆炸，上炼1981年“5.28”甲苯罐测温爆炸，抚油二厂1985“10.15”航煤罐采样爆炸等。
这期间国外同类事故报道亦较多，如日本1961年4月二甲苯采样爆炸，1972年“1.8”苯罐采样爆炸，1976年1月苯罐采样爆炸等。
针对人体静电事故频发现象，各国都制定或修改了原静电管理规定，并开发了导静电绳、防静电工作服等相应产品，与人体作业相关的静电事故明显减少。
但最近一个时期国内类似事故又有所增加，如2000“12.12”、2002年“2.2”陕西永坪炼厂汽油罐采样着火事故，2002年“3.19”大连石化调和油罐闪爆事故，2004年9月泰州石化装置区采样着火事故，2005年春季济南某厂上罐采样着火事故等。
这个现象在国外也有类似事故报道，如日本消防厅披露，在1982～1991年曾发生86例人体静电着火事故；美
国石油设备协会（HPE）披露，1992
～2005年曾发生162起汽车加油事
故，其中85%的事故与人体静电或
设备接地不良有关。
中石化安监局2002年通过中石
化安全工程研究院做了10个炼厂静
电隐患调查，表1是上罐采样调研
数据，这个统计从管理侧面上暴露了当前事故现象的背景：
1、随着作业频率的增加，人们对以往事故教训和管理规定有些淡忘。
如10个企业在现场作业演示中，采样绳不做接地的占90%，作业后没释放静电就盖采样口的占100%。
表2采样绳电阻值测量数据
阻值（Ω）
数量（根）
106～107
15
108～109
39
1010～1011
18
≥1012
17
2、市场防静电产品质量失控，企业也没有定检制度，现场管理有时失控。
如大连石化“3.19”事故后，对刚买的89根20m长采样绳进行复查，合格率（R≤108Ω）仅16.6%，
其中严重不合格的约有39%（见表2）。
3、现有规范或规定有漏洞，且
以限制操作为主，可操作性和可靠性
较差。
例如（GB/T4756-1998）手动
采样要求作业后在采样口上风方向1m
外摸一下金属物后再盖采样口盖，其漏洞有三：
①按规定，采样口1.8m半径内均属防爆场所；②罐上所有金属物均涂复油漆，不能有效泄放人体静电；③当导静电绳失效或没有良好接地时，人体作业很容易积聚静电，作业中一旦触摸周围金属物，容易产生引燃性的火花放电。
以上是目前事故增加的主要漏洞，在设备操作和管理上的其它漏洞有时也会恶化人体静电的危险。
这些漏洞为：
①没有穿戴合格的防静电鞋和服装；②提拉、投放速度过快；③现场没有导静电绳专用接地端子；④采样口附近没有允许泄放人体静电的专用接地器或消电器，等等。
综上所述，石化企业的采样、测温、检尺作业和槽车灌装作业场所是人体静电放电几率最高的危险场所，单靠现场管理制度已不能有效限制人体静电引燃的危险性。
因此，弥补上述漏洞而研发适合防爆场所使用的人体静电消除器，抑制当前事故趋势和改变人体静电的管理水平，是非常必要的。
DQJ-5本安性人体静电消除器即是为适合上述要求而研发的，于2006年8月9日取得专利授权（ZL2X）。
二、人体静电简介
1、人体静电带电方式
（1）接触-分离或活动带电
人体行走、投放采样绳、摩擦滤布、塑料桶倾倒粉体或石油产品、清釜作业等，人体会积聚静电。
（2）感应带电
粉体下料包装或传送塑料薄膜、橡胶带、无纺棉，以及汽车或容器未接地装卸介质等，附近人体会感应带电。
（3）吸附或捕集带电，触摸带电介质带电
在静电喷涂、蒸汽吹扫、水雾喷射、粉尘飞扬、喷溅加油等场所作业，人体会捕集荷电“微粒”带电；当人体接触传送带等荷电介质或未接地容器时，也会带电。
2、人体静电典型参数
（1）作业人体静电电压值
人体行走静电电压：
1～3kV；
一般作业人体静电电压：
2～5kV。
（2）人体静电能量计算
关于人体静电能量的计算，国外标准均按“导体”来定义。
人体静电能量计算公式推荐：
W=
CV2
式中：
C—人体电容，平均200PF（多数情况下100～400PF，少数可达1000PF）
V—人体静电电压
作业人体静电能量（2～5kV、200PF）：
0.4～2.5mJ。
人体有电击感的临界电压：
≥3kV，放电能量≥0.9mJ。
3、人体放电的危害和管理指标
人体放电形式主要为：
（1）带电人体与接地体的放电，多数为火花放电。
（2）带电介质与人体的放电，多数为刷形放电。
（3）人体与人体之间的放电，多数为火花放电。
4、典型气体引燃能量
表3列出了几种典型气体的闪点和引燃能量。
表3典型气体燃爆参数
名称
爆炸范围（V%）
最小点火能（mJ）
闪点（0C）
汽油
1.3～6.0
0.26
-18～-24
苯
1.2～8.0
0.2
-11
丙烷
2.1～9.5
0.25
-104
甲烷
5.0～15.0
0.28
-187
乙烯
3.0～34
0.096
异丁烷
1.8～8.5
0.52
-81
丁酮
1.7～11.5
0.27
-9
5、防止人体静电的相关规定
（1）GB12158-2006《防止静电事故通用导则》
6.5人体静电的防护措施
6.5.1当气体爆炸危险场所的等级属0区和1区，且可燃物的最小点燃能量在0.25mJ以下时，工作人员穿防静电鞋、防静电服。
当环境相对湿度保持在50%以上时，可穿棉工作服。
6.5.2静电危险场所的工作人员，外露穿着物（包括鞋、衣物）应具防静电或导电功能，各部分穿着物应存在电气连续性，地面应配用导电地面。
6.5.3禁止在静电危险场所穿脱衣物、帽子及类似物，并避免剧烈的身体运动。
6.5.4在气体爆炸危险场所的等级属0区和1区工作时，应佩戴防静电
手套。
6.5.5防静电衣物所用材料的表面电阻率＜5×1010Ω，防静电工作服技术要求见GB12014。
6.5.6可以采用安全有效的局部静电防护措施（如腕带），以防止静电危害的发生。
（2）GB13348-92《液体石油产品静电安全规程》
4.7防止人体带电
4.7.1当气体爆炸危险场所的等级属0区及1区时，作业人员应穿防静电工作服，防静电工作鞋、袜，且应配置导电地面（参见GB12014和GB4385）。
4.7.2禁止在爆炸危险场所穿脱衣服、帽子或类似物。
（3）SH3097-2000《石油化工静电接地设计规范》
4.2储罐
4.2.5为消除人体静电，在扶梯进口处，应设置接地金属棒，或在已接地的金属栏杆上留出一米长的裸露金属面。
4.2.6与储罐管线相连接的法兰，如需防杂散电流和电化学腐蚀时，可选用电阻为104Ω～106Ω的绝缘法兰连接。
4.4铁路栈台与罐车
4.4.3在操作平台梯子入口处，应设置人体静电接地金属棒。
每个鹤位平台处应设置接地端子，接地端子宜用接地线与接地干线直接相连。
罐车及储罐用带有接地夹的软金属线与接地端子连接。
4.5汽车站台与罐车
4.5.2在操作平台梯子入口处或平台上，应设置人体静电接地棒。
4.6码头
4.6.4在船位陆上入口处，应设置消除人体静电的接地装置。
（4）静电安全指南（日本）1988
4.3.2.1掌握人体的带电
人体带电时，会成为气体蒸气和粉尘的引火源或者会有成为电击原因而发生火花放电的危险性。
4.3.2.2泄漏电阻的管理指标
人体泄漏电阻的管理指标如下：
（1）防止带电所需的泄漏电阻，一般来说为108Ω以下。
但是在下列情况下，最好为107Ω以下。
（a）氢、乙炔和二硫化碳等最小引燃能量为0.1mJ以下的气体蒸气有产生爆炸性混合气体的危险时。
（b）因氧气泄漏和异常状态而产生氧气以及助燃性气体的氧浓度有增大的危险时。
（c）组装、检查半导体元件时。
（2）考虑到接触低压电线等而产生电击危险的情况，在满足上述
（1）的同时。
泄漏电阻最好在105Ω以上。
4.3.2.3带电电位的管理指标
人体的带电电位一般在100V以下。
但若是在4.3.2.2
（1）中（a）～（c）所示的数值时，带电电位最好在10V以下。
第五章采用接地防止导体带电
5.1接地的基本事项
5.1.3接地的对象
接地的对象，是指因产生静电和静电感应等而有带电的可能性，而其带电又是发生静电故障和灾害原因的一种导体。
但一般来说，下面所示的导体也就不必再采用防止带电的接地了。
（1）已被用来作为避雷、接地保护、计量仪器和其他目的接地的金属物体以及与这些金属物体进行焊接、螺栓紧固等机械、电气牢固连接的金属物体，其泄漏电阻在任何情况下都要低于1000Ω。
（2）埋入地下的金属构造物、金属配管、建筑物的钢筋等以及与此焊接、螺栓紧固等机械、电气连接的金属物体，其泄漏电阻在任何情况下都要低于1000Ω。
（3）当导体为金属以外的导电性材料时或者为用导电性材料与大地等进行电气连接时，其泄漏电阻在任何情况下都要低于106Ω。
（4）采样导电性鞋和导电性地板时，其导体是泄漏电阻低于108Ω或低于107Ω的人体。
5.1.4接地电阻
使导体接地时，因静电作用而流入大地的电流值，一般为10-5A以下。
如果泄漏电阻低于105Ω时，就可以达到充分的防止带电的效果。
因此，对于防止带电的接地，在任何情况下其泄漏电阻要确保低于106Ω。
而接地电阻最好为1000Ω以下。
第7章防止操作人员带电
7.1防止操作人员带电的基本事项
7.1.1防止操作人员带电的目的
人员是静电的导体。
如果带电就会很容易成为产生各种静电事故和灾害的原因。
因此当存在静电事故和灾害的危险时，使人体接地，以防止人体带电。
而人体穿的衣服等（以下简称身上衣服等）如果带电时，也是产生事故和灾害的一种原因。
所以首先防止人体带电，然后还要防止身上的衣服带电。
7.1.2操作人员带电的概述
因人体是静电的导体，如果接地便不带电。
若使用绝缘覆盖物和地板与大地绝缘时人体就带电。
操作人员的带电是由下面的原因产生的。
7.1.2.1由于操作人员的行动而产生的带电
由于操作人员的行动而使身上穿的衣服等产生带电。
由此而产生静电感应，结果使人体呈现带电状态。
对于这种带电举例如下：
（1）由于身上穿的衣服等与其它物体摩擦而产生带电，结果使人体呈现带电状态。
（2）由于工作服（衣服）、帽子、手套等相互摩擦、剥离而产生带电，结果使人体呈现带电状态。
脱工作服时的带电就是一个典型的例子。
（3）由于步行时与地面摩擦而使鞋带电，或者人从椅子上站起来时与座套摩擦而使工作服带电，结果使人体呈现带电状态。
7.1.2.2由于与带电物体接近和接触而产生的带电
由于与带电物体接近和接触而产生电荷移动，结果使操作人员带电。
这时虽然只是身上穿的衣服等产生电荷移动，但是因为静电感应而使人体呈现带电状态，这种带电现象举例如下：
（1）搬动带电物体时，若操作人员接近或接触带电物体时由于放电而使电荷转移，结果使人体和身上穿的衣服等产生带电。
（2）由于带电的灰尘、雾、粉尘及高电压而产生的离子等附着于操作人员身上而使人体和身上穿的衣服等产生带电。
7.1.2.3由于静电感应而产生的带电
对于因静电感应而产生的带电举例如下：
（1）被绝缘的人体接近带电物体时，因受静电感应作用而使人体的电位升高，结果使人体呈现带电状态。
（2）与上述
（1）相同，人体接近高电压时，因静电感应而使人体呈现带电状态。
7.2防止操作人员带电的方法
7.2.1使操作人员接地防止带电
7.2.1.1使操作人员接地防止带电的概述
使人体产生的静电向大地泄漏，即使受到静电感应，人体也不呈现带电状态。
所以使人体接地之后即可防止带电。
7.2.1.2需使操作人员接地的作业
对于下列作业需使操作人员接地以防止带电
（1）使用可燃性物质的作业或者进出危险场所的作业。
（2）带电物体使人体带电、电击成为问题的作业。
（3）使用因静电放电而发生故障的电子部件及照相胶片等的作业。
7.2.1.3操作人员的接地方法
操作人员的接地，要按下面任意一种方法进行
（1）使用导电性工作地面及导电性鞋
一般来说是穿用导电性鞋并在导电性工作地面上进行作业。
操作人员的泄漏电阻通常为108Ω以下。
对于导电性鞋，最好穿用防带电的工作鞋。
（2）使用接地用具
使用下面的用具使人体接地。
（a）诸如坐在椅子上接触半导体工作受限制时，可在手腕上佩带腕带使人体接地。
（b）在需使操作人员接地的场所（但必须是无爆炸性气体的存在的场所）设置导体制的接地棒。
当操作人员光着手触摸接地棒时会短时接地即除去带电电荷。
但是使用这种方法时，必须注意操作人员人体的带电。
7.2.2防止穿用衣服等的带电
7.2.2.1防止工作服的带电
对于进行下列作业时的工作服（包括防寒工作服，无尘工作服等），要穿用防带电的工作服。
（1）使用可燃性物质的作业或进出危险场所的作业。
（2）使用因静电放电而发生故障的半导体元件及照相胶片等的作业。
7.2.2.2防止其它佩带物的带电
操作人员所戴的手套、帽子（包括安全帽）及套袖等佩带物，在进
7.2.2.1所示的作业时，根据佩带物带电的危险程度及发生故障和灾害危险程度，使用进行防带电处理和加工的佩带物。
（5）英国BS5958第2部分1991《防静电技术规范》
31对操作人员进行接地的作业方法
31.1总的说明
人体具有较小的体积电阻率，因此可以成为一种导体。
假如操作人员与地面处于绝缘状态，则静电荷可能会在人体上进行积累。
在操作工与易起电物体进行接触的过程当中可能产生静电荷，比如在绝缘性地板上行走；在人体与带电设备或材料进行接触的过程当中也可能产生静电荷；衣服上所带电荷或附近带电物体的的感应作用也可使操作工身上带上静电荷（参见BS5958：
1991：
第一部分中第12.1条的内容）。
带电人员身上的静电势可能会造成如下不良的后果：
若静电势足够高，则当操作工触摸或装配静电敏感性装置（比如半导体）时，容易使装置损坏（参见英国标准BS5783中的内容）。
带电人员接触任何金属物体都容易发生放电现象，此时操作人员可能会感到受到电击。
此电击虽然不至于损伤身体，但也使人感到相当不舒服，而且人员遭受电击时所产生的下意识反应还可能导致意外事故的发生。
假如在气氛当中存在有任何一种类型的易燃性气体混合物，且其引燃能量值小于100mJ，则静电放电现象可能会引起着火危险（参见BS5958：
1991：
第一部分中第12.2.1条）。
在某些情况下，若是操作人员所穿靴子或地板的电阻较小，则可使人员达到接地的效果。
当有必要采用特殊设备或材料时，应该遵守本标准第31.2条以及第31.5条当中所述的防护措施。
（6）中国石化安技（2007）10号《大型浮顶储罐安全设计、施工、管理暂行规定》
3.2.1在储罐扶梯口处，应设置安全有效的人体静电消除装置。
三、DQJ-5本安型人体静电消除器简介
1、基础试验资料
为开发适用于0区和1区使用的本安型人体静电消除器，本公司曾做过大量的人体放电试验（详见图1图2）和泄放人体静电的实验（详见图3图4），结论如下：
（1）模拟人体放电试验
人体（2～5kV）对金属放电：
转移能量0.3～1.4mJ，足以引燃表3中可燃气体；
人体（2～5kV）对DQJ-5本安型人体静电消除器放电：
转移能量2.5×10-8～1.6×10-6mJ，可以实现0区和1区安全使用要求。
（2）模拟人体泄放静电后残余能量试验
人体（模型）带电±2～6kV，触摸DQJ-5样品2s，人体带电残压≤±0.57kV，带电能量由0.5～4.5mJ降到0.041mJ以下，小于0.26mJ的危险界限；触摸3s，人体带电残压为0.12～0.27kV，剩余能量为0.0018～0.0091mJ，远低于0.01mJ。
图1模拟人体放电电荷转移量实验对比曲线（正极性）
图2模拟人体放电电荷转移量实验对比曲线（负极性）
图3模拟人体放电残余能量实验曲线（正极性）
图4模拟人体放电残余能量实验曲线（负极性）
2、产品应用情况（见表4）
表4产品使用单位统计表（部分）
时间
大连石化存储公司
数量
安装部位
2006.3
陕西永坪炼厂
20
液化气灌装
2006.5
天津大港油田
20
燃气站采样口
2006.6
沈阳石蜡厂
72
油罐采样口
2006.9
大染集团
55
油罐采样口
2006.10
山东东营
14
油罐采样口
2006.11
哈尔滨石化
100
油罐采样口
2006.12
延安防雷中心
150
地面安装
2007.6
中石油润滑油公司
384
油罐采样口
2007.9
中石油克拉玛依分公司
206
油罐采样口
2007.8
中石油格尔木分公司
136
油罐采样口
2007.12
中石油大庆分公司
415
罐区、泵房等
2007.12
中石化齐鲁分公司
32
油罐采样口
2008.1
山东利津石化
30
油罐采样口
2008.5
山东滨州石化
21
油罐采样口
2008.8
山东淄博石化
47
油罐采样口
2008.4
大连石化
28
油罐采样口
2008.7
大庆石化
252
油罐、加油站
2008.9
沈阳石化
24
油罐采样口
2008.10
陕西石化
30
油罐采样口
2008.12
锦州石化
550
油罐、加油站
2008.12
新疆炼化
25
栈台
2008.12
大连石化
592
油罐、栈台、加油站
3、产品规格与安装位置
本产品根据不同的安装条件设计有三种规格：
（1）DQJ-5-Ⅰ型（见图3）
安装在现场角钢上，利用角钢接地，采用破漆螺栓连接，勿需做接地线。
规格：
Φ38×1000
安装位置：
储罐（扶梯口角钢护栏、罐顶采样、检尺、测温口附近角钢护栏等）、装置区（操作平台口角钢护栏、走台角钢护栏、爬梯角钢护栏、采样口附近角钢护栏等）、铁路槽车（装车台角钢护栏、各鹤位角钢护栏等）
（2）DQJ-5-Ⅱ型（见图4）
安装在现场钢管上（4′或6′管），利用钢管接地，采用破漆螺栓连接，勿需做接地线。
规格：
Φ20×300
安装位置：
储罐（扶梯口钢管护栏、罐下采样口导淋管等）、装置区（操作平台口钢管护栏、走台钢管护栏、爬梯钢管护栏、采样口导淋管、排空管等）、铁路槽车（装车台钢管护栏、各鹤位钢管护栏等）
（3）DQJ-5-Ⅲ型（见图5）
安装在现场地面上，需要做接地线，接地线应采用不小于BVR2.5mm2铜线。
规格：
Φ38×1000
安装位置：
罐区入口、泵房门口、装置区入口、公路槽车鹤位附近、加油站加油机附近等。
4产品设计依据：
（1）石油化工静电接地设计规范，SH3097-2000
3.2.1需要进行静电接地的物体，应根据物体的类型采取下列静电接地方式：
1.静电导体应采用金属体进行直接静电接地。
2.人体与移动设备应采用非金属导电材料或防静电材料以及防静电制品进行间接静电接地。
（2）防静电安全技术规范，Q/SY1431-2011
4.防止人体静电的危害
4.4泵房的门外、油罐的上罐扶梯
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