静电消除器所用的放电极简介

时间:2021.08.04作者:

有源高压静电消除器通过尖端电晕放电,电离空气分子,产生正负离子,来消除物体表面静电荷。所用尖端,通常指电极针、细金属丝等小曲率半径的尖锐金属物。


目前,高压静电消除器普遍采用钨、不锈钢金属放电极

静电消除器通常在放电针上施加3kV以上的高电压,因此,放电针尖端部分加载了非常大的能量载荷。这是放电针磨损的主要原因,并且污染也会加大电极针的腐蚀、磨损。

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在高压电晕放电过程中,电极尖端表面会发生频繁剧烈的电子/离子撞击与溅射,其微观表面温度较高,会不断使金属蒸发;放电过程中也会有臭氧及活性自由基等强氧化剂的产生,如空气湿度较大时,也会有硝酸的产生,这些强氧化剂会逐渐腐蚀金属电极。

一旦放电针的尖端磨损,必然会降低电场能量的集中,因此离子的发生量也会减少。离子发生量减少后,除电时间就会变慢。此外,放电针磨损后,对正、负离子各自的发生量也会造成影响;也就是说,正、负离子的产生数量不平衡了,致使静电平衡电压变差。

静电消除器所用的金属钨,是一种熔点高(3410±20℃),蒸发速度较小,化学性质稳定的金属,常温时不跟空气和水反应,不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用,当温度升至80℃-100℃时,上述各种酸中,除氢氟酸外,其它的酸对钨发生微弱作用,耐氧化性较强。

而价格较低的静电消除器所用放电极则使用不锈钢材质,其主要成分是铁,而铁是化学性质比较活泼的金属,其熔点在1538℃左右,是一种良好的还原剂。常温时,铁在干燥的空气里不易与氧等非金属起反应,若有杂质,在潮湿的空气中易锈蚀;在有酸的溶液存在的湿空气中生锈更快。在高温时,则剧烈反应,如铁在氧气中燃烧,生成Fe3O4。

基于上述钨和不锈钢材质电极的物理化学性质的极大差异,故随着静电消除器的使用,不同材质放电极的消电器其消电性能会逐渐出现较大的性能差异。
至于2种放电极的使用寿命,跟消电器的设计、使用环境/场合、消电性能要求及维护情况有关:污染、高湿环境,其使用寿命相对较短,清洁、低/中湿环境,则使用寿命相对较长。

目前,我司无放电极的量化试验数据(具体证据),其放电极的使用寿命则是根据我司在此行业从业21年的产品应用及返修经验,并结合同行(国内外)的共识,大致预估的使用寿命:不锈钢电极,1年;钨电极,2-3年。建议发现电极针钝化或消电性能下降请及时更换电极针。


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