譯者序（上）
按照歐美國家的電氣火災(zāi)分類標(biāo)準(zhǔn)，靜電引發(fā)的火災(zāi)屬于電氣火災(zāi)的范疇。靜電往往發(fā)生在無形之中，在悄無聲息中點(diǎn)燃可燃物，易造成群死群傷的事故。靜電發(fā)生突然，發(fā)生機(jī)理復(fù)雜，最常見的火災(zāi)形式是靜電電弧引燃易燃?xì)怏w，通?，F(xiàn)場留不下典型痕跡，只能從發(fā)生的可能性加以判斷認(rèn)定，靜電發(fā)生的機(jī)理是什么呢，如何開展調(diào)查呢？本文重點(diǎn)介紹最新版的《火災(zāi)和爆炸調(diào)查指南》（NFPA921）中第9章 電氣及火災(zāi)中第12節(jié)靜電火災(zāi)，更多詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考《關(guān)于靜電的操作規(guī)程》（NFPA77）。由于篇幅原因，此文分為上下兩篇，上篇主要介紹常見引發(fā)靜電的情況以及靜電產(chǎn)生原理兩部分，下篇將介紹引燃電弧、電弧引燃能量、靜電積累的控制、靜電引燃的必要條件以及雷擊等相關(guān)內(nèi)容。
圖1 NFPA921
火災(zāi)與爆炸調(diào)查指南
-2017版
圖2 NFPA77
關(guān)于靜電的操作規(guī)程
-2014版
中國人民警察大學(xué)火災(zāi)物證鑒定中心
西安科技大學(xué)火災(zāi)物證鑒定中心
2019年09月08日
2019年8月9日深圳龍崗汽車維修店發(fā)生靜電火花引起汽油蒸氣爆炸事故致4人死亡。
《火災(zāi)和爆炸調(diào)查指南》
（ＮＦＰＡ９２１）--靜電火災(zāi)
NFPA921
火災(zāi)和爆炸事故調(diào)查指南
9 electricity and fire
電氣原理及電氣火災(zāi)
9.12 static electricity
靜電火災(zāi)
9.12.1 introduction to static electricity
靜電概述
9.12.1.1 Static electricity is the electrical charging of materials through physical contact and separation and the various effects that result from the positive and negative electrical charges formed by this process. Static electricity is accomplished by the transfer of electrons (negatively charged) between bodies, one giving up electrons and becoming positively charged, and the other gaining electrons and becoming oppositely, but equally, negatively charged.
靜電是通過物質(zhì)的接觸與分離而產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，此過程中產(chǎn)生的正負(fù)電荷，具有多種作用方式。靜電是通過物體間電子（帶負(fù)電）的轉(zhuǎn)移造成的，一個(gè)物體失去電子，帶正電，另一物體接受電子，帶負(fù)電，但是電荷始終保持平衡。
圖3 NFPA77中絕緣材料相對(duì)位移靜電產(chǎn)生示意圖
9.12.1.2 Common sources of static electricity include the following:
(1) Pulverized materials passing through chutes or pneumatic conveyors
(2) Steam, air, or gas flowing from any opening in a pipe or hose, when the stream is wet or when the air or gas stream contains particulate matter
(3) Nonconductive power or conveyor belts in motion
(4) Moving vehicles
(5) Nonconductive liquids flowing through pipes or splashing, pouring, or falling
(6) Movement of clothing layers against each other or contact of footwear with floors and floor coverings while walking。
(7) Thunderstorms that produce violent air currents and temperature differences that move water, dust, and ice crystals, creating lightning
(8) Motions of all sorts that involve changes in relative position of contacting surfaces, usually of dissimilar liquids or solids
產(chǎn)生靜電的常見情況如下：
（1）通過輸送槽或氣動(dòng)輸送機(jī)傳導(dǎo)的粉狀材料；
（2）從管道或軟管開口處流出的，含有水分或顆粒物的蒸汽、空氣或可燃?xì)怏w；
（3）運(yùn)動(dòng)著的非導(dǎo)電的電動(dòng)輸送帶；
（4）行駛著的車輛；
（5）管道中流動(dòng)的、噴灑的、傾倒的、下墜的非導(dǎo)電液體；
（6）衣物層與層之間的相互移動(dòng)，或在行走過程中，鞋與地板或鞋與地板覆蓋物的接觸；
（7）在雷暴天氣中，空氣中產(chǎn)生的激烈電流和巨大溫差，造成的水、塵埃和冰晶的轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生的雷電現(xiàn)象；
（8）接觸面的相對(duì)位置發(fā)生變化，常指不同的液體或固體之間，所有類似的運(yùn)動(dòng)變化。
9.12.2 Generation of Static Electricity.
靜電的產(chǎn)生
9.12.2.1 General. The generation of static electricity cannot be prevented absolutely, but this generation is of little consequence because the development of electrical charges may not in itself be a potential fire or explosion hazard. For there to be an ignition, there must be a discharge or sudden recombination of the separated positive and negative charges in the form of an electric arc in an ignitible atmosphere. When an electrical charge is present on the surface of a nonconducting body, where it is trapped or prevented from escaping, it is called static electricity. An electric charge on a conducting body that is in contact only with nonconductors is also prevented from escaping and is therefore nonmobile or static. In either case, the body is said to be charged. The charge may be either positive (+) or negative (-).
概述。完全阻止靜電的產(chǎn)生是無法實(shí)現(xiàn)的，但就電荷本身而言，可能不具有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)性，因此僅僅產(chǎn)生靜電是不會(huì)造成危害后果。只有在可燃?xì)夥罩?，存在正?fù)的電荷分離或突然結(jié)合，并以電弧的形式出現(xiàn)，才能導(dǎo)致靜電引燃。在非導(dǎo)電物體表面，電荷的流動(dòng)受到限制，限制電荷流出，此物體表面出現(xiàn)的電荷，稱之為靜電。導(dǎo)電物體僅與非導(dǎo)體接觸，導(dǎo)電物體上的電荷流動(dòng)也將受到限制，因此電荷也會(huì)處于無法轉(zhuǎn)移或靜止?fàn)顟B(tài)。以上情況，均可視為物體帶電。帶電負(fù)載可能是正極，也可能是負(fù)極。9.12.2.2* Ignitible Liquids. Static is generated when liquids move in contact with other materials. This phenomenon commonly occurs in operations such as flowing through pipes, and in mixing, pouring, pumping, spraying, filtering, or agitating. Under certain conditions, particularly with liquid hydrocarbons, static may accumulate in the liquid. If the accumulation of charge is sufficient, a static arc may occur. If the arc occurs in the presence of a flammable vapor–air mixture, an ignition may result.
可燃液體。當(dāng)液體與其他物質(zhì)流動(dòng)接觸時(shí)，將產(chǎn)生靜電。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在作業(yè)過程中，如：管道中流動(dòng)、混合、傾倒、灌裝、噴灑、過濾或搖晃。在特定的情況下，特別是碳?xì)浠衔镆后w中，可能出現(xiàn)靜電電荷的積累。如果電荷積累的足夠多，將會(huì)產(chǎn)生靜電電弧。如果電弧發(fā)生在易燃預(yù)混氣體中，可能發(fā)生引燃現(xiàn)象。
圖4 NFPA77中管道中液體流出時(shí)靜電產(chǎn)生原理圖
9.12.2.2.1 Filtering with some types of clay or microfilters substantially increases the ability to generate static charges. Tests and experience indicate that some filters of this type have the ability to generate charges 100 to 200 times higher than achieved without such filters.
用有些粘土進(jìn)行過濾或使用微量過濾器過濾，將顯著增加產(chǎn)生靜電的可能性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐說明，使用某些此類過濾器進(jìn)行過濾比不使用產(chǎn)生靜電的可能性增加100-200倍。
9.12.2.2.2 The electrical conductivity of a liquid determines its ability to accumulate and hold a charge. Liquids with very low conductivity do not have enough free charges to accumulate a significant charge. Liquids with very high conductivity have enough charges, but the charges cannot accumulate to a significant degree. Consequently, the high-hazard liquids are those with intermediate conductivity (see Table 9.12.2.2.2). The units for conductivity are siemens per meter, abbreviated as S/m. A siemens is the reciprocal of the ohm.
液體的導(dǎo)電性決定著液體積累和持有電荷的能力。液體的導(dǎo)電能力差，沒有充足的自由電荷，無法積累足量的電荷。液體的導(dǎo)電能力強(qiáng)，具有充足的自由電荷，但是電荷無法積累到一定程度。因此，高危險(xiǎn)等級(jí)的液體是那些導(dǎo)電性適中的液體（見表9.12.2.2.2），導(dǎo)電能力的單位是西門子每米，縮寫為S/m。西門子是歐姆的倒數(shù)。
Table9.12.2.2.2 Common Liquids That Have Conductivity
表9.12.2.2.2 常見液體的導(dǎo)電性
9.12.2.3 Charges on the Surface of a Liquid.液體表面電荷If an electrically charged liquid is poured, pumped, or otherwise transferred into a tank or container, the unit charges of similar polarity within the liquid will be repelled from each other toward the outer surfaces of the liquid, including not only the surfaces in contact with the container walls but also the top surface adjacent to the air or vapor space, if any. It is the latter charge, often called the surface charge, that is of most concern in many situations. In most cases, the container is of metal, and hence electrically conductive.
帶電液體以傾倒、灌裝或其他方式注入容器時(shí)，液體內(nèi)極性相似的單位電荷將相互排斥，向液體的外表面移動(dòng)。外表面不僅包括容器壁與液體的接觸面，也包括液體與周圍空氣或氣體空間的外表面。在液體與周圍空氣或氣體空間產(chǎn)生的電荷，稱為表面電荷，往往需要特別關(guān)注。由于金屬具有導(dǎo)電性，多數(shù)情況下選用金屬容器，防止容器壁與液體的接觸面的電荷積累。9.12.2.3.1 Even if the tank shell is grounded, the time for the charge to dissipate, known as relaxation time, may be as little as a few seconds up to several minutes. This relaxation time is dependent on the conductivity of the liquid and the rate and manner that the liquid is being introduced into the tank, therefore, the rate at which the electrostatic charge is being accumulated.
即使容器的殼體接地，電荷驅(qū)散的時(shí)間可能要持續(xù)幾秒至幾分鐘不等，稱此時(shí)間為馳豫時(shí)間。弛豫時(shí)間取決于液體的導(dǎo)電能力，液體注入容器的速率和方式，這里的速率指靜電電荷的累積速率。9.12.2.3.2 If the electrical potential difference between any part of the liquid surface and the metal tank shell should become high enough, the air above the liquid may become ionized and an arc may discharge to the shell. However, an arc to the tank shell is less likely than an arc to some projection or to a conductive object lowered into the tank. These projections or objects are known as spark (i.e., arc) promoters. No bonding or grounding of the tank or container can remove this internal charge.
液體表面任何部位與金屬容器外殼之間的電勢(shì)差足夠高時(shí)，其上部的空氣可能發(fā)生電離，并向外殼釋放電弧。但是，空氣電離向容器外殼釋放電弧的可能性，要小于向某些拋射物或在容器內(nèi)沉降的導(dǎo)電物體釋放電弧的可能性。這些拋射物或?qū)щ娢矬w稱為電火花（如：電?。┌l(fā)生器。沒有進(jìn)行接地或跨接保護(hù)的容器內(nèi)部可能發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移。9.12.2.3.3 If the tank or container is ungrounded, the charge can also be transmitted to the exterior of the tank and can arc to any grounded object brought into proximity to the now-charged tank external surface.
如果容器未進(jìn)行接地處理，電荷也可能轉(zhuǎn)移至容器外部，將向靠近正在放電容器外殼表面的接地物體釋放電弧。9.12.2.4* Switch Loading. Switch loading is a term used to describe a product being loaded into a tank or compartment that previously held a product of different vapor pressure and flash point. Switch loading can result in an ignition when a low vapor pressure/higher flash point product, such as fuel oil, is put into a cargo tank containing a flammable vapor from a previous cargo, such as gasoline. Discharge of the static normally developed during the filling can ignite the vapor air mixture remaining from the low flash point liquid.
加載轉(zhuǎn)變。加載轉(zhuǎn)變是指將某種物質(zhì)注入容器或空間中，因此導(dǎo)致其揮發(fā)性和閃點(diǎn)發(fā)生變化。當(dāng)揮發(fā)性較低或高閃點(diǎn)物質(zhì)（如：重油），注入到之前存儲(chǔ)易燃液體（如：汽油）的液艙中，且液艙中仍然殘留有此易燃液體蒸汽時(shí)，加載轉(zhuǎn)變將導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。填充過程中，常引起靜電放電，可能點(diǎn)燃?xì)埩舻牡烷W點(diǎn)易燃液體蒸汽與空氣的預(yù)混氣體繼而引發(fā)火災(zāi)。9.12.2.5 Spraying Operations. High-pressure spraying of ignitible liquids, such as in spray painting, can produce significant static electric charges on the surfaces being sprayed and the ungrounded spraying nozzle or gun.
噴灑操作。高壓噴灑可燃液體時(shí)（如噴漆），在噴撒表面和未接地的噴槍噴嘴處，可能產(chǎn)生一定強(qiáng)度的靜電電荷。9.12.2.5.1 If the material being sprayed can create an ignitible atmosphere, such as with paints utilizing flammable solvents, a static discharge can ignite the fuel–air mixture.
如果噴灑的物質(zhì)能提供可燃?xì)夥眨ㄈ缁旌嫌邢♂寗┑挠推幔?，靜電放電可能將可燃預(yù)混氣體引燃。9.12.2.5.2 In general, high-pressure airless spraying apparatus have a higher possibility for creating dangerous accumulations of static than low-pressure compressed air sprayers.
通常來說，相較于低壓壓縮空氣噴霧器，高壓缺氣噴霧設(shè)備產(chǎn)生靜電積累危險(xiǎn)的可能性更大。9.12.2.6 Gases. When flowing gas is contaminated with metallic oxides or scale particles, with dust, or with liquid droplets or spray, static electric accumulations may result. A stream of particle-containing gas directed against a conductive object will charge the object unless the object is grounded or bonded to the liquid discharge pipe. If the accumulation of charge is sufficient, a static arc may occur. If the arc occurs in the presence of an ignitible atmosphere, an ignition may result.
氣體。在流動(dòng)的氣體混入金屬氧化物或顆粒物、粉塵、液滴或噴霧，可能造成靜電積累。含有顆粒物的氣體噴霧直接作用到物體時(shí)，如果該物體沒有接地或未連接放電管道，將造成電荷積累。如果積累的電荷足夠多，靜電電弧就會(huì)發(fā)生。如果電弧發(fā)生在可燃?xì)夥罩?，就可能發(fā)生引燃。9.12.2.7 Dusts and Fibers. Generation of a static charge can happen during handling and processing of dusts and fibers in industry. Dust dislodged from a surface or created by the pouring or agitation of dust-producing material, such as grain or pulverized material, can result in the accumulation of a static charge on any insulated conductive body with which it comes in contact. The minimum electrical energy required to ignite a dust cloud is typically in the range of 10 to 100 mJ. Thus, many dusts can ignite with less energy than might be expended by a static arc from machinery or the human body.
粉塵和纖維。在工業(yè)生產(chǎn)的粉塵和纖維處理加工過程中，可能產(chǎn)生靜電電荷。表面拋出粉塵，或傾倒、搖動(dòng)過程中產(chǎn)生粉塵（如谷物或粉狀物質(zhì)），都可能在其接觸的絕緣導(dǎo)體上產(chǎn)生靜電電荷積累。點(diǎn)燃粉塵的最小放電能量通常在10mJ-100mJ之間。因此，相較于機(jī)械加工或人體靜電電弧產(chǎn)生能量，許多粉塵可以被比其更低能量的電弧點(diǎn)燃。9.12.2.8 Static Electric Discharge from the Human Body. Numerous incidents have resulted from static electric discharges from people. The human body can accumulate an electric charge. The potential is greater in dry atmospheres than in humid atmospheres (see Table 9.12.2.8). If a person is insulated from ground, that person can accumulate a significant charge by walking on an insulating surface, by touching a charged object, by brushing surfaces while wearing nonconductive clothing, or by momentarily touching a grounded object in the presence of charges in the environment. During normal activity, the potential of the human body can reach 10 kV to 15 kV, and the energy of a possible arc can reach 20 mJ to 30 mJ. By comparing these values to the minimum ignition energies (MIEs) of gases or vapors, the hazard is readily apparent.
人體釋放的靜電。許多事故是人體釋放的靜電造成的。人體可能積累電荷。相較于潮濕環(huán)境，在干燥環(huán)境中更容易積累電荷（表9.12.2.8）。如果一個(gè)人與地面絕緣，他在絕緣表面上行走、觸摸帶電物體、穿衣時(shí)表面摩擦以及快速觸摸周圍帶有電荷的接地物體，都可能積累大量的電荷。在正?；顒?dòng)期間，人體的電位可以達(dá)到10kV至15kV，釋放的電弧能量可能達(dá)到20mJ至30mJ。通過與氣體或蒸汽的最小點(diǎn)火能量（MIE）比較，人體釋放靜電的危險(xiǎn)性顯而易見。9.12.2.9 Clothing. Outer garments can build up considerable static charges when layers of clothing are separated, moved away from the body, or removed entirely, particularly when of dissimilar fabrics. For some materials (particularly synthetic polymers) and/or low humidity conditions, an electrostatic charge may be accumulated. The use of synthetic fabrics and the removal of outer garments in ignitible atmospheres can become an ignition source.
衣物。當(dāng)衣服各層被分開，從身體脫下，或完全脫掉時(shí)，外層衣服將積聚大量靜電電荷，特別衣服含有不同的織物纖維。對(duì)于某些材料（特別是合成聚合物）或在低濕度條件下，可能產(chǎn)生靜電電荷積聚。在可燃?xì)夥罩?，合成織物的使用以及脫衣過程，都可能成為引火源。Table 9.12.2.8 Electrostatic Voltages Resulting from Triboelectric Charging at Two Levels of Relative Humidity
Situation
Electrostatic Voltages (kV)
RH 10–20%
RH 65–90%
Walking across carpet
35
1.5
Walking over vinyl floor
12
0.25
Working at bench
6
0.1
Vinyl envelopes for work
instructions
7
0.6
Poly bag picked up from bench
20
1.2
Work chair padded with
polyurethane foam
18
1.5
表9.12.2.8兩種相對(duì)濕度條件下
摩擦電荷引起的靜電電壓情景
情景
靜電電壓 (kV)
相對(duì)濕度10–20%
相對(duì)濕度 65–90%
在地毯上行走
35
1.5
在乙烯基地板上行走
12
0.25
在長凳上工作
6
0.1
用乙烯封皮封裝指導(dǎo)書
7
0.6
從長凳上撿起聚乙烯袋
20
1.2
用聚氨酯泡沫鋪墊工作椅
18
1.5
下
譯者序
遵循歐美國家的電氣火災(zāi)分類標(biāo)準(zhǔn)，靜電引發(fā)的火災(zāi)屬于電氣火災(zāi)的局部。靜電經(jīng)常發(fā)生在無形之中，在悄無聲息中點(diǎn)燃可燃物，易造成群死群傷的事故。靜電發(fā)生突然，發(fā)生機(jī)理復(fù)雜，最常見的火災(zāi)形式是靜電電弧引燃易燃?xì)怏w，通常現(xiàn)場留不下典型痕跡，只能從發(fā)生的選擇性識(shí)別辨認(rèn)，靜電發(fā)生的機(jī)理是什么呢，如何開展調(diào)查呢？本文重點(diǎn)介紹最新版的《火災(zāi)和爆炸調(diào)查指南》（NFPA921）中第9章電氣及火災(zāi)中第12節(jié)靜電火災(zāi)，更多詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考《關(guān)于靜電的操作規(guī)程》（NFPA77）。由于篇幅原因，此文分為上下兩篇，上篇主要介紹常見引發(fā)靜電的情況以及靜電產(chǎn)生原理兩部分，下篇將介紹引燃電弧，電弧引燃能量，靜電積累的控制，靜電引燃的必要條件以及雷擊等相關(guān)內(nèi)容。
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2019年09月13日
《火災(zāi)和爆炸調(diào)查指南》
（ＮＦＰＡ９２１）-靜電火災(zāi)-下
9.12.3 * 引弧。具有足夠能量來點(diǎn)燃可燃混合物的電弧被認(rèn)為是易燃的。非易燃電弧不具備引起點(diǎn)火所需的能量，即使該電弧發(fā)生在可燃混合物中也是如此。可燃混合物通常是氣體，可燃液體的蒸氣或粉塵。
引燃電弧。當(dāng)電弧充分累積的能量可點(diǎn)燃可燃替代時(shí)，稱此電弧具有引燃能力。無引燃能力的電弧一旦發(fā)生在可燃混合物中，由于沒有引燃所需的能量，也無法引燃?？扇家后w通常是可燃?xì)怏w，可燃液體蒸汽或粉塵。
9.12.3.1 如果存儲(chǔ)的能量足夠高，并且兩個(gè)物體之間的間隙足夠小，則釋放的存儲(chǔ)能量會(huì)產(chǎn)生電弧。根據(jù)以下公式，由電弧存儲(chǔ)和釋放的能量與帶電體的電容和電壓有關(guān)：
當(dāng)儲(chǔ)存的能量達(dá)到足夠高，且兩個(gè)物體之間的間隙足夠小時(shí)，儲(chǔ)存能量將被釋放，繼而產(chǎn)生電弧。物體儲(chǔ)存的能量和電弧釋放的能量，與帶電物體的電容和電壓有關(guān)，具體關(guān)系如公式（9.12.3.1）所示：
[9.12.3.1]
式中：
Es——能量（J）
C——電容（F）
V——電壓（V）
9.12.3.2 通常以千焦耳（毫焦耳或mJ）為單位報(bào)告靜態(tài)電弧能量。
靜電電弧能量通常以焦耳（J）的千分之一為單位（毫焦或mJ）。
9.12.3.3導(dǎo)體之間的電弧。不接地的帶電導(dǎo)體（包括人體）產(chǎn)生的電弧是靜電引起的大多數(shù)火災(zāi)和爆炸的原因。電弧通常是強(qiáng)烈的電容性放電，發(fā)生在兩個(gè)帶電導(dǎo)體（通常是金屬）之間的間隙中。電弧放電的能量高度集中在空間和時(shí)間上。
導(dǎo)體間的電弧。大多數(shù)靜電引發(fā)的火災(zāi)和爆炸都是由未接地導(dǎo)體產(chǎn)生的電弧引燃的。未接地導(dǎo)體中也包括人體內(nèi)部。電弧通常是兩個(gè)帶電物體間隙之間的強(qiáng)電容放電現(xiàn)象。，這類帶電物體往往是金屬。電弧放電的能量高度集中在局部空間和短促時(shí)間。
9.12.3.3.1 電弧產(chǎn)生點(diǎn)火的能力在很大程度上取決于其能量，這將是系統(tǒng)中存儲(chǔ)的總能量的一部分。
電弧的引燃能力主要取決于電弧能量，該能量是系統(tǒng)存儲(chǔ)總能量的一部分。
9.12.3.3.2 為了能夠引起點(diǎn)燃，放電中釋放的能量必須至少等于可燃混合物的最小點(diǎn)燃能量（MIE）。其他因素，例如帶電電極的形狀和放電形式，會(huì)影響靜電放電的條件及其引起點(diǎn)火的可能性。
電弧要引起燃燒，放電釋放的能量必須大于等于可燃混合物的最小點(diǎn)火能量（MIE）。對(duì)靜電放電和引燃可能造成的影響，還有其他因素，如：放電電極形狀，放電形式。
9.12.3.4導(dǎo)體和絕緣子之間的放電。電弧通常發(fā)生在導(dǎo)體和絕緣體之間。這種情況的例子包括處理塑料零件和結(jié)構(gòu)，絕緣膜和網(wǎng)，液體和顆粒材料的情況。這些材料的充電會(huì)導(dǎo)致表面放電和火花，具體取決于累積的電荷和附近導(dǎo)電表面的形狀。在絕緣表面上觀察到的可變的電荷密度（大小和極性）是這些放電在絕緣表面的有限部分上擴(kuò)散的影響。
導(dǎo)體和絕緣體之間的放電。電弧經(jīng)常發(fā)生在導(dǎo)體和絕緣體之間。諸如對(duì)塑料部件和結(jié)構(gòu)，絕緣導(dǎo)體和織網(wǎng)，液體和顆粒物質(zhì)進(jìn)行加工處理時(shí)較容易產(chǎn)生電弧。根據(jù)帶電物質(zhì)表面積累的絕緣和表面導(dǎo)體表面的形狀，帶電物質(zhì)可能產(chǎn)生表面放電，產(chǎn)生電火花。由于絕緣表面放電傳播傳播程度不同，在絕緣表面可觀察到各種各樣的密度（表現(xiàn)在量級(jí)和極性兩個(gè)方面）。
9.12.4 *點(diǎn)火能量。 電弧產(chǎn)生點(diǎn)火的能力在很大程度上取決于其能量和裸露燃料的最小點(diǎn)火能量。靜態(tài)電弧的能量必定是其總存儲(chǔ)能量的一部分?？偟拇鎯?chǔ)能量中的一些將用于加熱電極。對(duì)于平面電極，跳越間隙（0.01毫米）的最小電弧電壓為350V。例如，1 mm需要大約4500V。
點(diǎn)火能量。電弧的引燃能力主要由電弧的能量和受作用可燃物起火所需的最小點(diǎn)火能量。靜電電弧的能量是其總儲(chǔ)存能量的一部分?？偰芰恐械囊徊糠謱⒂米骷訜犭姌O。對(duì)于平面電極而言，跨越間隙（0.01mm）燃弧的最小電壓為350V。間隙寬度與電壓成正相關(guān)，例如，1mm間隙需要的最小電壓約為4500V。
9.12.4.1 盡管跨小間隙起弧僅需要350 V，但實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，由于電極的熱損失，需要至少1500 V的電勢(shì)差引起的電弧令人發(fā)指。
雖然對(duì)于微小的間隙產(chǎn)生電弧所需的電壓只有350V，但通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，由于需要向電極散熱的能量損失，要產(chǎn)生引燃能力的電弧至少需要1500V的電壓。
9.12.4.2 灰塵和纖維的放電能量要比氣體和蒸汽大10至100倍，才能與空氣以最佳混合物進(jìn)行電弧點(diǎn)火。
不同可燃物所需的最小點(diǎn)火能量不同，當(dāng)類別可燃物都處于與空氣的最佳配比時(shí)，電弧引燃粉塵和纖維需要的能量是引燃體和蒸汽的10到100倍。
9.12.5控制靜電累積。靜電荷可以去除或自然消散。除與周圍環(huán)境電絕緣的物體外，靜電荷無法持續(xù)存在，除非其再生速度快于被清除的速度。
控制靜電積累。靜電電荷可以消除，也可以自然消散。如果靜電電荷產(chǎn)生的速度沒有消除的速度快，靜電電荷是無法存在的，除非物體與周圍環(huán)境之間進(jìn)行了電氣絕緣處理。
9.12.5.1 加濕。 許多通常不被認(rèn)為是導(dǎo)體的常見材料，例如紙，織物，地毯，衣服，纖維素和其他粉塵，都含有一定量的水分，可以與周圍的大氣保持平衡。這些材料的電導(dǎo)率與材料的水分含量成正比，取決于周圍環(huán)境的相對(duì)濕度。
這些物質(zhì)的導(dǎo)電性隨隨便便。例如：紙，纖維，地毯，衣服，纖維制品和其他粉塵，它們含有一定量的水分，并與周圍空氣達(dá)到水分平衡。物質(zhì)濃度量的增加而增加，這毗鄰周圍空氣的相對(duì)濕度。
9.12.5.1.1 在高相對(duì)濕度（50％或更高）的條件下，這些材料和大氣將達(dá)到平衡，并包含足夠的水分，以使電導(dǎo)率足以防止大量靜電積聚。在大約30％或更低的較低相對(duì)濕度下，這些材料會(huì)變干并成為良好的絕緣體，因此更容易產(chǎn)生靜電積聚。
在相對(duì)濕度較高的條件下，50％或更高，這些物質(zhì)和環(huán)境將達(dá)到一個(gè)平衡，致使富含足夠的水分，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)，將有效防止靜電的積聚。為30％或降低，這些物質(zhì)損失水分，成為良好的絕緣體，因此靜電積聚的可能性更大。
9.12.5.1.2 不會(huì)明顯吸收水蒸氣的材料，例如塑料或橡膠粉塵或機(jī)器傳動(dòng)帶，即使相對(duì)濕度接近100％，也可以保留在絕緣表面并積聚靜電荷。
塑料，橡膠粉塵和傳送帶等物質(zhì)，它們不會(huì)明顯的吸收水蒸氣，即時(shí)是相對(duì)濕度接近100％時(shí)，仍可保持表面絕緣，并積累靜電靜電。
9.12.5.1.3 空氣本身的電導(dǎo)率不會(huì)因濕度而明顯增加。
空氣自身的導(dǎo)電性不會(huì)因摻而顯著增加。
9.12.5.2 接地。 粘合是電連接兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電物體的過程。接地是將一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電對(duì)象電連接到地電位的過程，是一種特殊的連接形式。
跨接和接地?？缃邮菍蓚€(gè)或兩個(gè)以上導(dǎo)電物體進(jìn)行導(dǎo)電連接的過程。接地是將一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電物體與大地等電位連接的過程，是一種特殊的跨接方式。
9.12.5.2.1 導(dǎo)體也可以通過與已經(jīng)處于接地電位的另一個(gè)導(dǎo)體粘合而接地。某些物體，例如地下金屬管或擱在地面上的大型金屬罐，可能會(huì)因其與地面的接觸而固有接地。
一些物體，如地下金屬管道或地上大型金屬儲(chǔ)罐，可能通過直接與地面接觸而實(shí)現(xiàn)接地。
9.12.5.2.2 粘接可最大程度地減小物體之間的電勢(shì)差。接地可最大程度地減少物體與地球之間的電位差。這些技術(shù)的示例包括固定物體之間的金屬接觸以及運(yùn)動(dòng)物體與地面之間的拾取刷。
這些技術(shù)實(shí)例包括：固定物體之間的金屬與金屬的連接，以及移動(dòng)物體與大地之間的電。跨接使物體之間的電位差最小化。（譯者注：電刷是電機(jī)的一個(gè)重要組成的元件，負(fù)責(zé)在旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間的交流電流。其中一個(gè)重要的作用是防止大軸與大地之間產(chǎn)生靜電電壓。）
9.12.5.2.3 研究人員不應(yīng)僅僅因?yàn)樗懻撐矬w的出現(xiàn)或接觸而認(rèn)為存在粘接或接地的情況。應(yīng)進(jìn)行特定的電氣測試以確認(rèn)連接或接地條件。許多因素（例如腐蝕和泥土沉降或移位）會(huì)極大地影響接地路徑的原始狀態(tài)。
調(diào)查人員本身僅憑物體的外觀或接觸情況，就理理當(dāng)然地認(rèn)為跨接或接地出現(xiàn)問題。應(yīng)進(jìn)行實(shí)際的電氣測試，跨跨接或接地狀況是否良好。腐蝕，地面下沉或位移等很多影響都會(huì)顯著影響接地通路的原始狀態(tài)。
9.12.5.2.4 如果懷疑靜電起弧是點(diǎn)火源，則應(yīng)由合格人員按照NFPA 77的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)連接，接地或其他導(dǎo)電路徑進(jìn)行檢查和測試。
如果懷疑靜電電弧是引火源，應(yīng)該根據(jù)NFPA 77標(biāo)準(zhǔn)的要求，請(qǐng)有資質(zhì)的人員對(duì)跨接，接地和其他導(dǎo)電通路進(jìn)行檢查和測試。
9.12.6 靜態(tài)引弧的必要條件。為了使靜電放電成為著火源，必須滿足五個(gè)條件：
（1）必須有一種有效的靜電荷產(chǎn)生方法。
（2）必須有一種積累和維持足夠電勢(shì)的電荷的方法。
（3）必須有足夠能量的靜電放電電弧。（請(qǐng)參閱第19.3節(jié)）。
（4）必須有適當(dāng)混合氣的燃料源，其最小點(diǎn)火能量小于靜電弧的能量。（請(qǐng)參閱第19.4節(jié)。）
（5）靜電弧和燃料源必須在同一地點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)。
靜電電弧引燃的必要條件。靜電放電成為引火源，必須滿足以下五個(gè)條件：
（1）必須存在一種產(chǎn)生靜電的有效途徑。
（2）必須存在一種積累的累積和維持電勢(shì)的途徑。
（3）必須產(chǎn)生一種能量豐富的靜電放電現(xiàn)場（見19.3節(jié)）。
（4）必須存在混合比例合適的可燃物，最小點(diǎn)火能量低于靜電電弧的能量（見19.4節(jié)）。
（5）靜電電弧和可燃物必須在同一個(gè)地點(diǎn)，同時(shí)發(fā)生。
（譯者注：19.3火災(zāi)原因確定的數(shù)據(jù)收集，譯為起火原因認(rèn)定需要收集的數(shù)據(jù)；19.4分析數(shù)據(jù)，譯為（起火原因）有關(guān)數(shù)據(jù)的分析。）
9.12.7研究靜電點(diǎn)火。通常，對(duì)可能的靜電點(diǎn)火的研究取決于對(duì)間接證據(jù)的發(fā)現(xiàn)和分析以及其他點(diǎn)火源的消除，而不是取決于電弧的物理證據(jù)。
靜電引燃的調(diào)查。通常情況下，調(diào)查是否是靜電引燃，主要通過發(fā)現(xiàn)和分析周圍環(huán)境的相關(guān)證據(jù)，排除其他引火源來完成。不能僅依據(jù)能證明電弧發(fā)生的物證判定為靜電引燃。
9.12.7.1 在研究靜電作為一種可能的點(diǎn)火源時(shí)，研究人員應(yīng)確定是否存在五個(gè)點(diǎn)火必要條件。
在調(diào)查靜電是否是引火源時(shí)，調(diào)查人員應(yīng)明確是否存在上述五種引燃的必要條件。
9.12.7.2 必須分析產(chǎn)生靜電的機(jī)理。該分析應(yīng)包括識(shí)別引起靜電累積的材料或工具，其導(dǎo)電程度，以及它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接觸和分離或電子交換的方式。
該分析應(yīng)該確定導(dǎo)致靜電積累的物質(zhì)或工具，其導(dǎo)電能力，相關(guān)移動(dòng)情況，接觸和分離情況，或電子交換的方式。
9.12.7.3應(yīng)當(dāng)確定 將電荷累積到足夠水平的方式，使其能夠以易燃電弧的形式放電。應(yīng)當(dāng)確定電荷累積或電弧放電所針對(duì)的材料的結(jié)合，接地和電導(dǎo)狀態(tài)。
應(yīng)確定累積可累積到足夠的程度，并以引燃電弧的形式進(jìn)行放電。應(yīng)直接累積或電弧放電物質(zhì)的跨接，接地和導(dǎo)電狀態(tài)。
9.12.7.4 應(yīng)獲取包括相對(duì)濕度在內(nèi)的氣象條件的本地記錄，并考慮對(duì)靜態(tài)累積或消散（松弛）的可能影響。
應(yīng)獲得當(dāng)?shù)氐陌ㄏ鄬?duì)濕度內(nèi)部的氣象條件記錄，并分析其可能對(duì)靜電積累或消散（緩解）造成的影響。
9.12.7.5 應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地確定靜電電弧的位置。這樣做時(shí)，幾乎沒有任何實(shí)際放電電弧的物理證據(jù)（如果發(fā)生的話）。有時(shí)，有見證人描述在點(diǎn)火時(shí)發(fā)生的電弧。但是，調(diào)查人員應(yīng)嘗試通過對(duì)物理證據(jù)和間接證據(jù)的分析來驗(yàn)證證人的證詞。
應(yīng)正確準(zhǔn)確地確定靜電電弧的位置。在實(shí)際操作過程中，如果靜電電弧發(fā)生，實(shí)際的放電電弧很難留下物證。偶爾會(huì)有目擊者描述在起火時(shí)有電弧出現(xiàn)。但是，調(diào)查人員應(yīng)嘗試通過分析物證和環(huán)境條件，核實(shí)目擊者的描述。
9.12.7.6 研究者應(yīng)確定電弧放電是否具有足夠的能量，可以作為初始燃料的有效點(diǎn)火源。
調(diào)查人員應(yīng)確定電弧放電是否有足夠的能量，可作為引燃初始可燃物的引火源。
9.12.7.7 應(yīng)計(jì)算與電弧間隙大小相關(guān)的電弧的潛在電壓和能量，以確定易燃電弧是否可行。
電弧電壓和能量與電弧間隙大小有關(guān)，應(yīng)對(duì)電弧電壓和能量進(jìn)行計(jì)算，從而確定是否是引燃電弧。
9.12.7.8應(yīng) 確定易燃電弧和初始燃料（以適當(dāng)?shù)呐渲煤突旌衔铮┩瑫r(shí)存在于同一位置的可能性。
應(yīng)明確在同一個(gè)位置，引燃電弧和最初可燃物（適當(dāng)?shù)呐浔群突旌希┩瑫r(shí)存在的可能性。
9.12.8 *閃電。
閃電。（譯者注：閃電僅僅指的是放電現(xiàn)象，因此譯為閃電）。
9.12.8.1概述。 閃電是靜電的另一種形式，其中電荷聚集在云層之上和之下以及地下。雷暴的強(qiáng)風(fēng)和上升氣流中的水滴，灰塵和冰粒的運(yùn)動(dòng)在云層中形成極化的靜電電荷。當(dāng)積累足夠的電荷時(shí)，在帶電的云和不同電位的對(duì)象之間會(huì)以雷擊的形式發(fā)生放電。在云之間或云與地球之間可能會(huì)發(fā)生雷擊。在后者中，在云中生成相反極性的電荷，而云下方的地面中的電荷則由云電荷感生。實(shí)際上，結(jié)果是一個(gè)巨大的電容器，當(dāng)電荷充分累積時(shí)，就會(huì)發(fā)生放電。
概述。閃電是靜電的另一種形式，其中電荷在云層和下方地表積聚。在強(qiáng)風(fēng)和雷暴的上升氣流中，水滴，塵埃和冰粒子的運(yùn)動(dòng)，造成在云中積聚極化的靜電電荷。當(dāng)大量的雜質(zhì)得到積聚后，放電將出現(xiàn)在帶電云層與不同電位的物體之間，以雷擊形式出現(xiàn)。雷擊可能發(fā)生在云層之間，或云層和地面之間。在另一處，相反的實(shí)際上，云層與大地之間就像一個(gè)巨大的電容，當(dāng)能夠充分堆積聚，就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。
9.12.8.2 雷電特性。 典型的雷電通道直徑為12.7毫米至19毫米（1/2英寸至3/4英寸）的能量等離子體核心，周圍有102毫米（4英寸）厚的過熱電離空氣通道。雷電回?fù)綦娏鞲鶕?jù)位置的不同，平均在30,000 A至45,000 A之間，但可以超過200,000A。電勢(shì)范圍可以達(dá)到15,000,000V。
閃電特征。典型的閃電通道具有一個(gè)直徑12.7mm至19mm（1/2英寸）的能量等離子體芯，周圍環(huán)繞著102mm厚的多余電離空氣通道。閃電回?fù)綦娏髌骄?0000 A到45000 A之間，絕對(duì)發(fā)生的部位，局部甚至可能超過200000A。電壓可達(dá)15000000V。
9.12.8.3雷擊。
雷擊（譯者注：lightning stroke指的是閃電在云層之間或云層和大地之間發(fā)生相互作用，有雷擊中的意思，此處譯為雷擊）
9.12.8.3.1 閃電可能會(huì)撞擊任何產(chǎn)生向上延伸的拖纜的對(duì)象，該拖纜成功地與從云層底部生成的向下延伸的梯級(jí)導(dǎo)聯(lián)。在許多情況下，這可能是最高的物體，但也可能是任何突出或升高的表面或質(zhì)量。對(duì)建筑物的雷擊威脅包括以下內(nèi)容：
（1）直接撞擊建筑物或附屬于建筑物的物品，例如電視天線，空調(diào)裝置等，并從建筑物屋頂向上延伸出
（2）在將能量耦合或引導(dǎo)到帶電或非帶電導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)附近的觸擊
（3）直接敲擊連接到結(jié)構(gòu)的引入導(dǎo)體
（4）架空導(dǎo)體附近的觸擊可將雷電流耦合到連接到結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體上
在許多情況下，擊中的可能是最高的物體，但也可能是突出或升高的表面或堆塊。閃電對(duì)建筑物的威脅包括以下幾個(gè)方面：
（1）直接擊中建筑物或建筑物上的物體，如電視天線，空調(diào)裝置等，這些物體經(jīng)常向上延伸或超出凸出于建筑的屋頂。
（2）建筑附近的雷擊，將連接或打通導(dǎo)電通道，將能量傳遞至帶電或不帶電的導(dǎo)體。
（3）直接擊中與建筑物相連的輸入導(dǎo)線。
（4）在架空導(dǎo)線附近的雷擊，將閃電電流替換到與建筑物相連的導(dǎo)線中。
9.12.8.3.2 螺栓通常遵循接地的導(dǎo)電路徑。在沿著其路徑的各個(gè)點(diǎn)，主螺栓可能會(huì)從例如布線轉(zhuǎn)移到管道，特別是如果將地下水管道用作建筑物電氣系統(tǒng)的接地裝置時(shí)，尤其如此。
例如，在其路徑沿線上的線上的點(diǎn)，主閃電可能發(fā)生轉(zhuǎn)向，例如：從電線轉(zhuǎn)向管道，特別是管道管道用作建筑電氣系統(tǒng)的接地裝置的情況。
9.12.8.4雷擊傷害。 雷擊損壞是由兩個(gè)特性引起的：雷擊中的高電流和能量，以及放電中通道中產(chǎn)生的極高的熱能和溫度。[見9.12.8.4（A）至（D）。]
閃電破壞。閃電造成的破壞主要是由兩個(gè)特征屬性引起的：雷擊過程中的大電流和高能量，以及放電在通道中產(chǎn)生的極高熱能和溫度。[見9.12.8.4（A）至（ D）]
（A）雷電傳導(dǎo)到樹心材深處時(shí)，樹木會(huì)被熱量擊碎，熱量將樹中的水分蒸發(fā)成蒸汽，從而產(chǎn)生爆炸效果。
（A）一棵樹被閃電擊中，電流穿透樹的中心，轉(zhuǎn)變將樹中的水分蒸發(fā)為蒸汽，呈現(xiàn)爆炸作用的特征。
（B）未被設(shè)計(jì)成承載數(shù)千安培雷擊的銅導(dǎo)體可能會(huì)由于雷電放電的過電流效應(yīng)而熔化，切斷或完全汽化。雷電流還可能產(chǎn)生過電壓，從而觸發(fā)電力系統(tǒng)過電流，足以切斷一個(gè)或多個(gè)位置的導(dǎo)體。根據(jù)NFPA 780尺寸和布線正確的銅和鋁導(dǎo)體不會(huì)受到高達(dá)200,000 A的雷電沖擊電流的損壞。
（B）銅導(dǎo)線根本無法承受雷擊產(chǎn)生的上千安培的電流，在雷擊放電過電流的作用下，可能出現(xiàn)熔化，斷路或完全汽化的情況。雷電電流也可能引起過電壓，導(dǎo)致電氣系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重如果銅，鋁導(dǎo)線合理地選型和布線，并符合NFPA 780的要求，高達(dá)200000A雷擊沖擊電流也不會(huì)造成破壞。的過電流故障，致使一處或多處導(dǎo)線發(fā)生熔斷。
（C）雷電擊中鋼筋混凝土建筑時(shí)，電流可能以鋼筋電阻最小的方式跟隨鋼筋。高能量可能會(huì)通過爆炸力破壞周圍的混凝土，從而到達(dá)鋼筋。
（C）閃電擊中中鋼筋混凝土建筑，電流將流過電阻最小的結(jié)構(gòu)鋼筋。高能量可能造成周圍混凝土的破壞，同時(shí)爆炸力將作用到結(jié)構(gòu)鋼筋上。
（D）雷電還會(huì)損壞燃?xì)庀到y(tǒng)，從而引起火災(zāi)。已知燃?xì)庠O(shè)備連接器的擴(kuò)口端受到雷電和其他形式的放電所感應(yīng)的電流的損壞。在損壞燃?xì)夤芫€的地方，燃?xì)饪赡軙?huì)泄漏，導(dǎo)致燃?xì)夤芫€失效的相同電弧也可能導(dǎo)致燃?xì)恻c(diǎn)燃。
（D）閃電也可以通過造成燃?xì)庀到y(tǒng)破壞而引發(fā)火災(zāi)。已知在燃?xì)庠O(shè)備的連接頭處，可能存在電流通過破壞形成的開裂端口，雷擊或其他形式的放電都可能引起此處電流通過。并且，同一個(gè)電弧既能造成燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)泄漏故障，也能引起燃?xì)獍l(fā)生燃燒。
9.12.8.5 雷電檢測網(wǎng)絡(luò)。 存在雷電檢測網(wǎng)絡(luò)，可以幫助確定雷擊的時(shí)間和位置（至500米以內(nèi)）。歷史數(shù)據(jù)也可用，包括報(bào)告在火災(zāi)前指定時(shí)間內(nèi)檢測到的任何雷擊的報(bào)告。
雷電探測網(wǎng)?，F(xiàn)有的雷電探測網(wǎng)可以幫助確定雷擊的時(shí)間和位置（500米以內(nèi)）。還能提供歷史數(shù)據(jù)，包括火災(zāi)前的某段時(shí)間，檢測到所有雷擊報(bào)告。
2019年8月9日深圳龍崗汽車維修店發(fā)生靜電火花引起汽油蒸氣爆炸事故致4人死亡。
