一、前言
        雖然靜電效應是電學(xué)中最早用實(shí)驗證明出來(lái)的，但在現代工業(yè)制程中靜電卻還被視為“無(wú)名火”。一般業(yè)界對靜電危害防制技術(shù)可謂相當陌生，常常發(fā)生許多誤解或誤用防制方法而不自知，以致未能防范靜電危害事故的發(fā)生。 在大部份工業(yè)制程中都會(huì )產(chǎn)生靜電荷的累積，輕則使人感到不舒適，重則對人體造成傷害，甚至在易燃性氣體、液體和粉塵的裝卸與輸送過(guò)程中，產(chǎn)生火災爆炸事故。尤其在某些具潛在靜電危害的行業(yè)，如：化學(xué)、石油、涂料、塑料、制藥、食品、印刷和電子等行業(yè)，容易有靜電危害產(chǎn)生的問(wèn)題。
二、靜電危害的產(chǎn)生
        在工作環(huán)境中，所有因靜電引起的火災爆炸事件都遵循著(zhù)相同的程序，如下所述：首先發(fā)生電荷分離，然后電荷累積，若電荷無(wú)法散逸，則將發(fā)生靜電放電，同時(shí)可能引燃周?chē)�易燃性物質(zhì)，而發(fā)生火災爆炸危害事件。 許多工業(yè)制程常使用導電性甚差的物質(zhì)，并常有表面接觸、分離和移動(dòng)的操作，因而產(chǎn)生電荷分離的現象。例如：高電阻值液體的流動(dòng)或過(guò)濾、粉體的研磨、混合或篩選過(guò)程、粉體的氣動(dòng)式傳輸、人員或車(chē)輛在絕緣地板上的移動(dòng)、輸送帶或薄片狀物質(zhì)在滾輪上的移動(dòng)等。在上述或類(lèi)似的制程中都會(huì )發(fā)生靜電的問(wèn)題。 當電荷在物體上累積到使電場(chǎng)達空氣的介電強度3MV/m時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生放電現象，將其所儲存的全部或部份能量釋放出來(lái)，形成具有光與熱的放電路徑，并可能引燃易爆性物質(zhì)。根據易燃性物質(zhì)的最小引火能量 (Minimum Ignition Energy MIE) 數據，可推知靜電放電的能量是否足以引燃該易燃性物質(zhì)。 
         近來(lái)由于許多設備的零件都使用非導電性塑料，使得設備中某部份金屬的組件、組件、管路、容器或結構形成電的絕緣體，致使電荷逐漸累積至危險程度。典型的例子包括：在塑料管路上安裝金屬漏斗、金屬管路上因非導電性墊圈而使某段金屬管路絕緣、人員因穿絕緣鞋或站在絕緣地板上而使人體被絕緣等。累積在絕緣導體上的電荷產(chǎn)生放電時(shí)，會(huì )將所有的能量在一次放電中釋放，此類(lèi)靜電放電稱(chēng)為火花放電。一般而言，火花放電可引燃易燃性氣體、蒸氣和塵云。 電荷在絕緣物體表面的移動(dòng)速率甚慢，然而靜電放電的持續時(shí)間卻極短，因此絕緣物體蓄積的電荷，不易于單次的靜電放電中全部釋放出來(lái)，而可能在絕緣物體表面之鄰近區域發(fā)生多次靜電放電。由于電荷和周?chē)�環(huán)境幾何形狀之不同，放電型式可分為：電暈放電、刷狀放電，以及射狀放電三種。一般而言，刷狀放電之能量大于電暈放電。刷狀放電能量足以引燃許多易燃性氣體、溶劑蒸氣及混合物等。在一非導電性薄膜的兩面充滿(mǎn)正、負極性電荷時(shí)將蓄積大量電荷，若發(fā)生射狀放電其能量足以引燃大多數的可燃性氣體和易燃性粉塵。 在一大筒倉或容器中充滿(mǎn)高電荷粉粒產(chǎn)品的表面發(fā)生之輻射狀方式放電，稱(chēng)為大量粉堆放電。若有易燃性氣體或具有較低最小引火能量之塵云存在時(shí)，則有甚大的潛在危害，因此必須設法排除大量粉堆放電的產(chǎn)生。
三、靜電危害防制方法 
        靜電危害防制方法可分為接地、增加濕度、限制速度、抗靜電材料、與靜電消除器等五種。工業(yè)制造過(guò)程中，因作業(yè)環(huán)境、程序及材料的不同，所實(shí)施的靜電危害防制方法亦會(huì )有所不同。選用時(shí)必須考量現場(chǎng)制程環(huán)境、條件與限制，甚至經(jīng)費、管理系統與人力素質(zhì)等因素。沒(méi)有一種靜電危害防制方法可以適用于所有的工業(yè)制程或情況，有時(shí)同時(shí)采用二種或二種以上的靜電危害防制方法。
1  接地 
        靜電危害防制方法中，接地是最有效且經(jīng)濟的方法。制程中因摩擦、感應或傳導等方式產(chǎn)生靜電，若電荷蓄積在對地絕緣的金屬設備、導電性產(chǎn)品或人員身體上，則蓄積的電荷會(huì )在一次放電中將能量釋放。此類(lèi)靜電放電為發(fā)生靜電危害事故之主要原因。其防制方法就是將所有具導電性的對象實(shí)施接地，并保持低的接地電阻，將蓄積在金屬設備、導電性產(chǎn)品或人員身體上的電荷迅速向大地散逸，以避免發(fā)生靜電危害事故。 根據相關(guān)研究顯示，存在易燃性蒸氣的一般作業(yè)場(chǎng)所中，被絕緣的金屬設備/組件、導電性產(chǎn)品或人員身體本身的電位需達100 V以上，方可能因放電而引燃周?chē)�的易燃性物質(zhì)。因此在工廠(chǎng)中將被絕緣的金屬設備/組件、導電性產(chǎn)品等實(shí)施接地，保持接地電阻小于106 Ω，就足以將蓄積的電荷迅速向大地散逸，而將本身的靜電電位降至100 V以下，以避免發(fā)生靜電危害事故。
2  增加濕度 
        增加作業(yè)環(huán)境中空氣的相對濕度，在目前傳統產(chǎn)業(yè)的制程中亦是常見(jiàn)的靜電危害防制方法。在高濕度（R.H. > 65 ?）環(huán)境中，若物質(zhì)表面具親水性，則容易吸附空氣中的水份，進(jìn)而降低物質(zhì)的表面電阻值，增加電荷散逸的速率，將電荷蓄積程度降至最低。這類(lèi)物質(zhì)包括棉、紙及醋酸纖維素等。工廠(chǎng)制程中通常會(huì )采用加濕器、地面灑水、或水蒸氣噴出等方法，增加作業(yè)環(huán)境中空氣的相對濕度。 若物質(zhì)表面為非親水性，則不易吸附空氣中的水份，致無(wú)法降低物質(zhì)的表面電阻值，因此不能增加電荷散逸的速率。這類(lèi)物質(zhì)包括部份人造聚合物如：ABS（Acrylonitrile – Butadiene - Styrene，丙烯月青- 丁二烯 – 苯乙烯）、Teflon（鐵氟龍，氟碳聚合物）等。這類(lèi)高斥水性物質(zhì)需要相對濕度提高至80 ?，甚至90 ?以上，才能有效降低物質(zhì)的表面電阻值，將電荷蓄積程度降至最低。 
 3  抗靜電材料 
        制程中物質(zhì)所蓄積的靜電會(huì )經(jīng)傳導路徑向大地散逸。若傳導路徑為絕緣性材料（導電性低）則靜電散逸率低，若傳導路徑為導電性材料（導電性高）則靜電散逸率高。物質(zhì)的表面電阻系數小于1011 Ω/m2或體積電阻系數小于1010 Ωm，即可避免物質(zhì)蓄積過(guò)量的靜電。該類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)為抗靜電材料。但在含易燃性物質(zhì)的作業(yè)場(chǎng)所中，則抗靜電材料的表面電阻系數需小于108 Ω/m2或體積電阻系數需小于106 Ωm。 對于工業(yè)制程中使用的各種材料，可經(jīng)由下列方法使之成為抗靜電材料：物質(zhì)本身具有抗靜電能力（如：棉、木材、紙及土壤等）、在絕緣材料的表面涂布抗靜電物質(zhì)（如碳粉、抗靜電劑等）、在絕緣材料制造過(guò)程中加入導電或抗靜電物質(zhì)（如碳粉、金屬、抗靜電劑、導電性纖維等）。
4  靜電消除器 
        利用高壓電在空氣中產(chǎn)生帶電離子。由于異性電荷會(huì )互相吸引而中和，離子可中和帶靜電物體的電荷，使其電荷蓄積程度降至最低，因此不會(huì )發(fā)生靜電放電。靜電消除器大致可分為被動(dòng)式、主動(dòng)式及輻射源式等三種。選擇靜電消除器時(shí)，必須考量作業(yè)環(huán)境因素才能發(fā)揮最大的靜電消除效果。一般而言，靜電消除器架設位置應接近帶靜電物體而遠離接地金屬對象，以發(fā)揮最大的靜電消除效果。此外，需注意因電離所產(chǎn)生臭氧的工業(yè)衛生問(wèn)題，以及高壓電源與帶電體產(chǎn)生短路及放電所引發(fā)的工業(yè)安全問(wèn)題。 
5   限制速度 
        工業(yè)制程中兩種物體可能因摩擦而產(chǎn)生靜電，并逐漸累積而發(fā)生靜電危害事故，因此降低摩擦速度可減緩靜電的產(chǎn)生，達成防制靜電危害事故發(fā)生的目的。在工業(yè)制程中受限于物質(zhì)特性與產(chǎn)量要求，限制速度的靜電危害防制方法，通常多應用于易燃性液體的輸送作業(yè)。 將液體原/物料輸送至儲槽或容器時(shí)，若是低導電系數（小于50 pS/m ）的易燃性液體且其中含有懸浮物、水等不兼容物，則在現場(chǎng)作業(yè)時(shí)應限制易燃性液體流速低于 1 m/s 。若易燃性液體中未含有不兼容物，則液體流速應限制低于 7 m/s。一般工業(yè)制程都能依據此原則進(jìn)行制程設計與生產(chǎn)操作。低導電系數的易燃性液體入料作業(yè)時(shí)所造成的噴濺亦是制程中潛在靜電危害來(lái)源之一�？蓪⒁后w入料管線(xiàn)盡量接近儲槽/容器底部，或由儲槽/容器底部之入料管線(xiàn)進(jìn)行液體原物料輸送，或降低易燃性液體的流速，主要目的在于減少液體穿過(guò)液面時(shí)的摩擦以及引起液體的擾動(dòng)，以避免因過(guò)多的摩擦產(chǎn)生大量的靜電。
四、靜電災害案例檢討 
        工業(yè)制程中靜電可能伴隨各種不同作業(yè)而產(chǎn)生。如原料入料、攪拌、成品輸送、分裝等。若靜電蓄積至危險程度，即會(huì )發(fā)生靜電放電，輕者造成人員電擊事件，嚴重者可能引燃周?chē)�易燃性物質(zhì)，發(fā)生火災或爆炸事故，造成人員傷亡及財產(chǎn)損失。例如化學(xué)工廠(chǎng)中有許多不同的制程與作業(yè)，其中某些日常重復性的工作，從未發(fā)生過(guò)危害事件，可是有一天某一組件或物料被更換，作業(yè)人員卻未發(fā)覺(jué)作業(yè)中的潛在靜電危害，致使引發(fā)嚴重的危害事件。
1  災害現場(chǎng)描述 
        多年前在某化學(xué)工廠(chǎng)中曾有一位作業(yè)人員將小鐵桶裝滿(mǎn)甲苯時(shí)發(fā)生了火災，首先他將小鐵桶的塑料把手掛在管路閥件上，打開(kāi)閥件后不久就看到甲苯起火燃燒，作業(yè)人員描述當時(shí)的情況說(shuō)：「我站在那里，甲苯就引火開(kāi)始燃燒�！顾�趕快到附近拿一個(gè)小型滅火器，但不足以將火撲滅，所以又去拿一個(gè)大型的滅火器，可是這時(shí)候鐵桶中的甲苯已經(jīng)漫延到地面上造成一場(chǎng)嚴重的火災。
2  災害原因分析 
        事后工廠(chǎng)調查此一意外事故，發(fā)現該作業(yè)人員執行此一工作已數年而且未發(fā)生事故。原先的鐵桶把手是木質(zhì)材料，現在被更換為塑料材料，經(jīng)量測發(fā)現干燥木頭的體積電阻系數為109 Wm，塑料的體積電阻系數為1016 Wm，另研究發(fā)現甲苯流動(dòng)10秒產(chǎn)生1微庫倫的電量，經(jīng)由小鐵桶釋放出約25毫焦耳的能量，甲苯的最小引火能量為0.24毫焦耳，所以當小鐵桶中蓄積足夠靜電荷并發(fā)生靜電放電時(shí)，其能量足以引燃甲苯蒸氣發(fā)生火災。
3  防范措施 
        說(shuō)明這個(gè)案例的目的并不是建議作業(yè)中使用木頭材質(zhì)的器具就不會(huì )發(fā)生靜電問(wèn)題，而是要強調作業(yè)中一點(diǎn)小改變就可能引起重大的損失。此案例中適當的做法應該是正確的接地措施，并保持低的接地電阻，將蓄積在小鐵桶上的電荷迅速向大地散逸，就能避免發(fā)生靜電危害事故。在實(shí)際運作時(shí)必須經(jīng)由管理方式來(lái)加強現場(chǎng)作業(yè)的管理與監督，避免作業(yè)人員疏忽，未在入料前將金屬桶實(shí)施接地。 　
五、國內靜電危害問(wèn)題與防范對策
        勞工安全衛生研究所于85年度規劃「制造業(yè)靜電危害現況調查」計畫(huà)，針對制造業(yè)中靜電危害性高之十大業(yè)別（造紙、紡織、印刷、化學(xué)、化工、石化、橡膠、塑料、電力電子、食品）寄發(fā)問(wèn)卷調查，獲致制造業(yè)靜電危害現況結論如下：

1. 造紙業(yè)靜電危害多發(fā)生于滾輪復卷與產(chǎn)品分裝時(shí)，導致人員電擊、產(chǎn)品瑕疵等。
2. 紡織業(yè)靜電危害以成品高速傳送累積靜電導致人員電擊、產(chǎn)品不良為多，亦曾因此發(fā)生火災爆炸事故。
3. 印刷業(yè)、塑料業(yè)、與橡膠業(yè)等之靜電危害類(lèi)型雷同，多發(fā)生在成品卷送作業(yè)中引起的高靜電，導致人員電擊與產(chǎn)品不良，靜電亦會(huì )引燃油墨或溶劑而導致火災爆炸事故。
4. 石化業(yè)之靜電危害多發(fā)生于流體傳送、攪拌、粉體研磨、入料、篩選等作業(yè)，雖然危害事件發(fā)生頻率較低，但若發(fā)生危害事故則災害后果大多甚嚴重。
5. 電力電子業(yè)之靜電危害以靜電造成產(chǎn)品瑕疵與損壞為主，食品業(yè)之靜電危害以粉體作業(yè)與酒精槽儲運作業(yè)為主。 針對制程中的靜電危害事故采行防范對策，應先了解靜電危害發(fā)生原理，熟悉危害發(fā)展過(guò)程中靜電產(chǎn)生及散逸的因素，以及靜電放電類(lèi)型與危害，能夠辨認靜電危害形成的每一階段，然后能針對危害原因運用靜電量測儀器，進(jìn)行制程中物質(zhì)及環(huán)境量測，掌握制程中靜電物理量，評估具潛在之靜電危害因素，后續研擬與采行適宜之靜電危害防制方法，同時(shí)持續量測與比對施行靜電危害防護措施的效果，可以有效降低潛在靜電危害，提高生產(chǎn)過(guò)程中的作業(yè)安全及人員的安全。