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防静电胶底鞋、导电胶底鞋可靠技术

本标准适用于在易燃、易爆等场所中，作业人员为消除人体静电而穿用的防静电胶底鞋和导电胶底鞋。
本标准是参照ISO2251和ISO 2024制订的

1　穿着场所
　1.1　防静电胶底鞋
　　防静电胶底鞋主要用于为防止因人体带有静电而可能引起燃烧、爆炸的场所(例如，橡胶、化工、印刷、医疗、电子等行业的某些场所)。同时，它也能避免由于250V以下电气设备所偶然引起的对人体的电击和火灾。
　1.2　导电胶底鞋
　　导电胶底鞋主要用于为防止因人体带有静电而引起火灾、爆炸的场所(例如，火工行业的某些场所)。但它仅适用于作业人员不会遭受电击的场所。
　1.3　对于维护动力设备或处理高压电气设备有触电危险的工作人员，禁止穿用防静电胶底鞋、导电胶底鞋。

2 性能指标
　2.1　电气性能指标
　2.1.1　防静电胶底鞋
　　在鞋的穿用期间，按GB4386-84《防静电胶底鞋、导电胶底鞋电阻值测量方法》进行测量。防静电胶底鞋鞋底的电阻必须在0.5×105Ω到1.0×108Ω范围内。
　2.1.2　导电胶底鞋
　　在鞋的穿用期间，按GB 4386-84。导电胶底鞋鞋底的电阻值必须不大于1.5×10＾5Ω。
　2.2　其他性能指标
　2.2.1　防静电胶底鞋、导电胶底鞋的其他性能要求，必须符合相应鞋类的国家标准和技术要求。
　2.2.2　进行防静电胶底鞋、导电胶底鞋的结构设计和选择用料时，必须考虑到使鞋底部的电阻在磨损、污染的影响下变化济小。
　2.2.3　对具有特殊要求的防静电胶底鞋、导电胶底鞋(例如，需具有耐酸、碱、油等性能)还应符合相应的技术标准。

3　穿用要求
　3.1　为确保消除人体静电的效果，穿用防静电胶底鞋时，所处地面的电阻应不大于1.0×108Ω；穿用导电胶底鞋时，所处地面的电阻应不大于1.5×105Ω。
　3.2　在鞋的穿用过程中，防静电胶底鞋、导电胶底鞋的底部不得沾有绝缘性的杂质。
　3.3　在鞋的穿用过程中，注意避免同时穿着绝缘性强或毛制的厚袜子，以及绝缘性鞋垫等。

4　鞋底的电气性能检验
　　防静电胶底鞋、导电胶底鞋鞋底的电阻值应按GB4386-84所规定的方法、程序进行测量。

5　质量监督
　5.1　国家授权检验单位对生产防静电胶底鞋、导电胶底鞋的企业的技术条件，工艺设备等项进行审查。该企业各项指标达到要求，并正式得到产品检验证书后，才能生产、销售防静电胶底鞋、导电胶底鞋。
　5.2　防静电胶底鞋、导电胶底鞋出厂前，生产厂必须对每只鞋鞋底的电气性能进行检验，达到标准要求后，鞋才能出厂。合格产品要具有合格证。在每双鞋中，应附有简单的说明书，说明产品性能、使用范围、条件以及出厂时间等。
　5.3　国家授权的检验单位有权对企业生产的防静电胶底鞋、导电胶底鞋进行定期或不定期的抽样检验。对不按照标准进行生产、产品质量低劣的企业，该检验单位有权提出警告或吊销产品合格证。

6　标志
　6.1防静电胶底鞋
　　在鞋的适当部位，要有明显的标志，同时要在鞋里帮上，打印“防静电”字样。
　6.2　导电胶底鞋
　　在鞋的适当部位，要有明显的标志，同时要在鞋里帮上，打印“导电”字样。

《防静电胶底鞋、导电胶底鞋可靠技术条件》
编制说明

一、编制过程

　　《防静电胶底鞋、导电胶底鞋可靠技术条件》是劳动人事部劳动保护局委托北京市劳动保护科学研究所起草编制的。接受这项任务后，首先对我国防静电胶底鞋和导电胶底鞋的生产和使用情况进行了重点调研，并收集、查阅了有关国内外资料，确定了标准中需要研究的项目及进行试验的方案，然后建立实验装置，进行试验研究。在上述工作的基础上，起草了国家标准《防静电胶底鞋、导电胶底鞋可靠技术条件》。
　　为了为慎重起见，我们先后两次向生产厂家和火药、化工、石油、航天、煤炭等行业的使用部门以及大专院校、研究机关近一百五十个单位发出了征求意见稿。在分析和研究有关建议的基础上重新做了修改。
　　在此工作中，得到的劳动人事部的指导和支持，得到国内有关各行业的帮助，促进了工作的开展。

　　二、国内外情况

　　1. 国内情况
　　随着工业的发展，人体静电引起的灾害日益受到重视。解决灾害的重要措施之一是工作人员穿用防静电鞋和导电鞋。在上级有部单位的指导下，在国内火药、电子、石油、化工等部门的要求以及国内有关大学、科研单位的支持下，近几年国内已开始生产防静电胶底鞋和导电胶底鞋。由于鞋的生产历史短暂，对鞋的技术指标、检验方法以及使用条件等一系列问题没有明确、统一的规定。因此，防静电胶底鞋、导电胶底鞋的制造厂家、销售部门、使用单位都希望能有一个具有指导性的技术文件供大家共同遵循。既能正确指导鞋的生产和使用，又能对产品的性能质量给以检验、控制，以确保可靠。因此，制订防静电胶底鞋、导电胶底鞋标准势在必行。
　　2.国外情况
　　国外对静电引起的危害早已重视，并在一定范围内使用防静电鞋和导电鞋。有的国家，如澳大利亚，对于防静电鞋的使用范围作出了明确规定。据我们所掌握的国外资料进行分析，在七十年代以前对防静电胶鞋的测量方法与现在有所不同。例如，在五十年代美国政府颁发的“可靠手册”中提到，检验导电鞋电阻值的方法是在鞋上施加一定的重量，模拟人体穿鞋时的情况进行测量。随着防静电鞋和导电鞋的应用及研究，包括美国、苏联、英国、法国等二十多个成员国的国际标准化组织(ISO)于1972年颁布了抗静电胶靴和导电胶靴的标准。在电阻值的范围、防静电鞋和导电鞋的区分以及电阻值的测量方法等方面提出了较成熟的意见。这个标准反映了近年来各国在防静电鞋、导电鞋研究中较为先进而又能为多数国家所接受的内容，必将对各国的标准产生影响。

三、制订本标准的主导思想

　　我们制订这项标准，是在认真分析国外有关标准、收集和研究国内现有的生产水平和使用单位意见的基础上进行的。在制订标准纲要时，考虑到国内现有生产的防静电鞋、导电鞋都是以橡胶为基材，而且据我们查阅到的国外有关标准都是以橡胶为基材的防静电鞋和导电鞋的标准。从国外情况来看，导电橡胶制品的测量方法比较成熟。鉴于国内外情况，我们确定将标准的内容定为防静电胶底鞋和导电胶底鞋。
　　根据国务院关于制订标准要积极采用国际标准的精神，我们认为目前关于防静电胶底鞋和导电胶底鞋的主要指标和测量方法在国外已经比较成熟，有些条款经过分析和验证后可以引用。在考虑国内现有的生产条件和技术条件的基础上，对于国际标准中比较繁冗的地方进行合理的简化。
　　综上所述，本标准以从消除人体静电为目的的防静电胶底鞋、导电胶底鞋的电阻值范围、使用条件为重点，内容尽量简单扼要，对细节不做过多的规定，不过多考虑特殊情况，制订的标准要通用性强，以便供生产、使用部门采用。今后，随着国民经济的发展和可靠工作的需要，可能出现各种新情况、新产品、新要求、那时再对本标准进行补充和修订。

四、标准中条款的说明

　　在标准中，我们订出防静电胶底鞋和导电胶底鞋有关条款，下面将有关条款制订的依据分别加以说明。
　　1.防静电胶底鞋、导电胶底鞋的使用范围
　　防静电胶底鞋、导电胶底鞋是属于特殊用途的专用鞋，穿用此类型鞋时，可以对消除人体静电起良好的作用。对由于其它因素产生的静电(如设备带有静电而引起危害)不属于本标准考虑的内容。因此，特别强调此种鞋是用于解决由于人体静电而引起事故的场所。
　　对于防静电鞋和导电鞋的区别，国际标准(ISO2251、ISO2024)指出，防静电鞋具有防静电性能，导电鞋具有良好的导电性能。防静电鞋可用于可能形成潜在电气故障的场所，以及需要有一个较低电阻的场所。也就是说，对于存在250V的外露电流，而且电气设备由于故障有可能导致对人体电击的场所。为了对工作人员有可靠的保护，防静电制品的电阻值济低限度为0.5×105Ω。导电鞋作于完全不存在有使工作人员遭受工频电电击危险的场所。例如，在搬运火药、**时，使之生成的人体静电电压济低以及在尽可能短的时间内消除静电的场所。因此没有必要规定电阻的下限，为确保导电胶底鞋的导电性能，它的电阻值上限规定为1.5×105Ω。
　　根据国际标准的条文以及我们的实验，防静电胶底鞋、导电胶底鞋都以消除人体静电为目的。防静电胶底鞋不仅用于防止人体静电，而且可以防止人不慎触及250V工频电所带来的危险。导电胶底鞋不仅在尽可能短的时间内消除人体静电，而且使人体所带有的静电电压济低。但仅能用于工作人员不会遭到电击的场所。
　　2.防静电胶底鞋和导电胶底鞋的电阻值要求
　　当工作人员直接穿鞋站在地面上时，人体所带有的静电电荷可通过脚、鞋底流入大地，由于存在着人体对地面电阻(R)，和人体对地电容(C)，因此对电荷的消散有很大的影响。人体对地电阻可认为是由人体电阻与鞋底电阻对地之和。一般来讲，人体电阻在1000--1500Ω之间，远小于鞋底对地电阻值，故可予以忽略，即认为人体对地电阻为鞋底对地电阻。
　　人体穿鞋时的对地等效电路如下图所示。
　　##bf030-1.gif##e
　　图中，C表示人体对地电容：R表示人体对地电阻；q表示人体静电荷产生率(C/s)；I(t)表示人体静电荷泄漏率；V(t)表示人体电位；而且，我们用Q(t)来表示人体所带有的静电量。因此，不难写出人体带有静电荷的动态方程式：

dQ(t)=［q-I(t)］dt (1)
　　因为，Q(t)=C·V(t)=C·R·I(t)
　　故(1)式可改写为：
dQ(t)/dt+Q(t)/RC=q (2)
　　解(2)式，则，Q(t)=qRC+Ce-t/RC
　　利用初始条件［t=0时，Q(0)＝0］，可得到：
Q(t)=qRC(1-et/RC)
　　而V(t)=CQ(t)=qR(1-et/RC)
当t→∞时，
Q=qRC　　　　(Q、V为达到平衡时人体所带电量和人体电位。)
V=qR
　　而人体贮存的静电能为：W=(1/2)CV2=(1/2)QV=Q2/(2C)或W=(1/2)q2R2C
　　人体对地电阻R越大，人体所积累的能量也越大，因而人体静电放电引起可燃气爆炸的危险性也越大。所以必须考虑人体静电能量不能超过可燃气济小点火能量，这与济小点火能量、人体对地电容和静电产生率三个因素有关。应选择上述三个因素的济坏条件(济易引起爆炸的条件)来加以考虑。
　　人体电容值大致在100--250pF之间。因此我们可选取400pF为一般情况下人体电容的济大值。
　　人的一般动作能产生10-9C/s的静电荷，即使激烈的滑行动作也只能产生10-8C/s的静电荷。因此，为了留有裕度，我们可选10-8C/s为人体静电产生率的上限值(上述数据参看日本《电设工业》1983年4月号)。
　　可燃气的济小点火能量(Emin)因气体种类不同而相差很大。在常见可燃气中，Emin济小的是硫化碳(0.009mJ)，大部分烃类气体的济小点火能为0.2mJ左右。因此，我们可取0.009mJ为济小点火能的济低值，人体所积累的济大静电能量必须要小于0.009mJ。
　　可得到W=12q2R2C＜Emin=0.009mJ
即：R＜(1/q)(2Emin/C)1/2
　　将C＝4×10-10F,q=10-6C/s代入。
　　则，R＜2.12×108Ω。
　　上述推导表明，只要鞋的电阻不超过2.12×108Ω。，从防爆角度来看是可靠的。打一个保险系数，我们取1×108Ω为防静电鞋的上限电阻值。
　　凡能引起心室颤动的电流都是危险电流。触电者能自由摆脱带电体的电流看作是可靠电流。为了可靠，工频可靠电流不应超过10mA。所以，在工作人员穿防静电胶底鞋的情况下，若给一个裕度，定5mA为可靠电流的上限，可以按下式求出人体的工频电压(250V)下，保证可靠的鞋的阻值。

R=V/I=250/0.005=5.0×104(Ω)

对照国外有关的标准：
　　国际标准ISO 2251《防静电胶鞋》108Ω≥R≥5.0×104Ω。
　　澳大利亚静电规范AS1020-1970《防静电鞋阻值》107Ω＞R＞7.5×104Ω。
　　日本劳动省JIS T8103-1979《对防静电鞋阻值要求》AS-IS 108Ω＞R＞ 105Ω用于可燃物的济小点火能量为0.1mJ以上的场所。
　　AS-IW 107Ω＞R＞105Ω用于可燃物的济小点火能量为0.1mJ以下的场所。联邦德国路德公司生产的防静电鞋阻值范围为108Ω＞R＞105Ω。
　　我们从理论上计算出的防静电胶底鞋的电阻值范围与上述几个国家订出的标准基本符合。因此，我们考虑将防静电胶底鞋的阻值规定在108Ω≥R≥5.0×104Ω。
　　对于导电胶底鞋的电阻值范围，考虑国际标准(ISO2024)中提到：本国际标准应用于特殊用途的有导电性能的橡胶靴，特殊用途是指完全排除任何工频电击的危险的场所。例如在搬运**时，使生成的电压济低以及在尽可能济短的时间内消除静电的场合。而且没有必要规定电阻的下限。为了确保胶鞋的导电，电阻的上限规定为1.5×105Ω。
　　澳大利亚静电规范AS 1020-1970中规定导电鞋电阻值R≤1.5×105Ω。
　　英国政府颁布的有关标准中提到，导电鞋电阻值R≤1.5×105Ω。
　　因此，我们考虑将导电胶底鞋的电阻值范围订为R≤1.5×105Ω。
　　3.防静电胶底鞋、导电胶底鞋的物理、机械性能指标
　　防静电胶底鞋，导电胶底鞋的使用范围比较广，根据鞋的使用现场和环境要求，它有多种形式。例如，在火药、电子行业一般采用运动鞋、解放鞋、轻便鞋等形式；化工行业所采用的鞋要有耐酸、碱的能力。有的行业需要耐寒的皮靴形式；有的行业还必须考虑鞋具有防砸特性。为此，防静电胶底鞋、导电胶底鞋不仅在电气指标上满足消除人体静电的要求，其它性能还必须满足相应的使用条件要求。在标准中，一一提出各项使用要求比较困难。所以，按照鞋形式的分类，我们提出物理、机械性能(伸长率、扯断力、磨耗等)以及鞋号、尺寸、外观质量、特殊用途等项技术要求，要按照所属的国家标准和技术标准提出的技术指标，并采用规定的试验方法进行检验。
　　4.防静电胶底鞋、导电胶底鞋的穿用要求
　　在穿用过程中，为了保证防静电胶底鞋、导电胶底鞋消除人体静电的效果，所以强调鞋的底部不得沾有绝缘性杂质。此外，穿鞋时所处地面的电阻，对消除人体静电也有一定的影响。日本《静电可靠指南》中提到，在有可能发生爆炸、火灾的危险场所，地面的电阻要在10８Ω以下。美国政府颁发的“可靠手册”中也谈到：导电地面的电阻必须在2.5×105Ω以下。鉴于尚末有此项国家标准，而且从消除人体静电的效果出发，我们提出在穿用防静电胶底鞋时，所处地面的电阻应不大于1.0×108Ω。在穿用导电胶底鞋时，所处地面的电阻应不大于1.5×105Ω。
　　当工作人员穿用防静电鞋同时又穿着袜子时，是否会增大人体对地电阻从而对消除静电产生较大的影响?为此，我们测量了人穿袜子与光脚时的电阻(采用万用表测量)，数据如下：
##bf030-2.gif##e
　　从上列数值可看出，人在穿用普通较薄的尼龙袜子时，与光脚时的电阻相差不大。因此不会对消除人体静电效果产生较大的影响。日本《静电可靠指南》中提到，因为一般袜子穿上后是导电的，所以没有必要加以考虑。但是不应穿羊毛(毛线)的化纤等厚袜子。因此，我们仅提出在鞋的穿用过程中，注意避免穿着绝缘性强或毛制的厚袜子。
　　5. 关于检验问题
　　防静电胶底鞋、导电胶底鞋的电气性能是否能满足要求，关系到国家财产和人身可靠问题，所以对其电阻值的检验必须采用逐只测量的方法。本标准公布后，将由国家授权单位按标准规定建立检验单位，为国内的生产、销售、使用单位服务，代表国家发放产品检验证。各基层单位可以参考本标准建立自己的企业检验机构。此外，国家检验单位还要对各厂的产品实行批量抽验，对不合格者要吊销产品检验证。
　　6. 生产厂家出厂时的检测
　　当防静电胶底鞋、导电胶底鞋出厂时、生产厂家必须按照本标准要求作静电、导电性能的电阻值测量自检。测量每双鞋的电阻值必须满足标准的要求。

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