静电电容量为C和带电电位为V的带电体发生静电放电时,其静电能为:
W=CV2
式中 W--静电能(单位:mJ)
C --电容量(单位:C)
V --电位 (单位:V)
静电能全部或大部分在放电空间(即有静电场存在的空间内)消耗掉,从而使这一空间内的可燃性气体温度升高。且W值达到该可燃性气体与空间混合气体的最小点火能量,则发生爆炸和火灾。
静电危害的一些典型案例:
1. 1969年底在不到一个月的时间里,由于静电放电(ESD)引发荷兰、挪威、英国三艘20万吨的超级油轮洗舱时相继发生爆炸。
2. ESD曾使国际通讯卫星11-F~1V-F8及美国的阿尼克、欧洲航天局的航海通讯等数十颗卫星发生故障,不能正常运行。
3.第一个阿波罗载人宇宙飞船,也是由于ESD导致火灾、爆炸,使三名宇航员丧生。
4.我国在上世纪中后期,石化企业也曾发生30多起较大的ESD事故,如:上海某石化公司的20003甲苯罐,山东齐鲁某公司的胶渣罐,抚顺某石化公司的航煤罐以及天津某公司的北仓二罐站等都因ESD造成严重的火灾爆炸事故。
5.近年发生的昆山抛光厂的粉尘爆炸事故,也是ESD造成的特大人身伤亡事故。
有资料显示美国从1960年到1975年由于静电引起的火灾爆炸事故达116起。
序号 |
火箭名称 |
试验代号 |
发射时间 |
高度/km |
真空度/mmHg |
故障简介及原因 |
1 |
民兵Ⅰ |
FTM-502 |
1962年 |
7.6 |
316 |
ESD造成计算机故障,Ⅰ级发动机关闭前自毁,发射失败。 |
2 |
民兵Ⅰ |
FTM-503 |
1962年 |
21.8 |
39.6 |
Esd造成计算机故障,Ⅰ级发动机关闭前自毁,发射失败。 |
3 |
侦察兵 |
S-112 |
1964年 |
28-42 |
3.09-1.86 |
电爆管桥丝和壳体之间因电弧击穿,Ⅱ级发动机自毁,系统爆炸。 |
4 |
侦察兵 |
S-128 |
1964年 |
28-42 |
3.09-1.86 |
电爆管桥丝和壳体之间因电弧击穿,发动机自毁,系统爆炸 |
5 |
大力神Ⅲ |
C-10 |
1967年 |
26 |
8.49 |
ESD使制导计算机故障后,自动转移到应急后备状态。 |
6 |
大力神Ⅲ |
C-14 |
1962年 |
17 |
52 |
ESD使制导计算机故障后经地面发指令修正到预定轨道 |
7 |
欧罗巴Ⅱ |
F-11 |
1971年 |
27 |
7.49 |
ESD使计算机阻塞姿态时空,一分钟后Ⅰ,Ⅱ级过载自毁。 |
8 |
德尔安 |
2313 |
1974年 |
|
|
ESD使制导系统控制器件故障,火箭翻滚发射失败。 |
附:ESD造成火箭飞行失败的统计。