Понятие статического электричества и защита от него. Способы защиты от статического электричества

8 Статическое электричество

Статическое электричество. Воздействие его на организм человека. Способы защиты.

Под статическим электричеством понимают возникновение и сохранение электрических зарядов на поверхности и в объёме диэлектрических и полупроводниковых веществ, а также на изолированных проводниках.

Электрический потенциал образуется в технологических процессах, сопровождающихся трением, размельчением, разбрызгиванием при переливании жидкостей, распылением, фильтрованием, и просеиванием веществ на самих веществах и на оборудовании.

На теле человека статическое электричество может накапливаться при ношении обуви с непроводящим ток подошвами, одежды и белья из шерсти, шёлка и синтетических волокон и при работе с диэлектриками.

В электроустановках, источниками статического электричества являются провода и кабели по которым протекает ток, электрооборудование и т.п. Кроме того, человек может накапливать заряды статического электричества за счёт ёмкости тела. Ёмкость человеческого тела колеблется в пределах (100…350) пФ.

Воздействие статического электричества на организм человека может проявляться в виде длительно воздействия протекающего тока или в форме кратковременного разряда, проходящего через его тело. Такой разряд может вызвать у человека рефлекторные движения, что в электроустановках может привести к прикосновению к токоведущим частям и закончиться несчастным случаем. Разряд статического электричества с тела человека с тела человека, способен не только испугать его, но и воспламенить парогазовоздушные смеси, т.е. стать причиной пожара. Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряжённости электростатического поля (ЭСП) на рабочих местах установлены ГОСТ 12.1.045. Нормируемым параметром ЭСП является напряжённость поля Е, которая измеряется в Вольтах на метр (В/м) или киловольтах на метр (КВ/м).

Предельнодопустимые уровни напряжённости электростатического поля (Епд) устанавливаются в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах и не должны превышать: при воздействии до 1 часа – 60 КВ/м . при воздействии (1…9) часов величина Епд определяется по формуле

где Т – время в часах.

Защита от статического электричества ведётся по двум направлениям: уменьшение интенсивности генерации электрических зарядов, и устранением уже образованных зарядов.

Основными средствами от коллективной защиты ЭСП в рабочей зоне являются:

Удаление рабочего места от источников ЭСП;
Экранирование источника ЭСП и рабочего места.

Выполняется заземление все металлических частей оборудования не находящихся под напряжением. Для заземления токонепроводящих частей оборудования на его поверхность наносятся токопроводящие плёнки. При заземлении генерируемые заряды стекают на землю и разность потенциалов становится равной нулю.

Применение токопроводящих полов;
Увлажнение воздуха рабочей зоны до 75 %;
Применением нейтрализаторов. Нейтрализаторы увеличивают проводимость воздуха. По принципу работы они разделяются на индукционные, высоковольтные, и радиоактивные.
Применение вытяжной вентиляции

В качестве индивидуальных средств защиты следует применять токопроводящую обувь, антистатические заземляющие браслеты и антистатическую одежду.

Вредные и опасные проявления статического электричества наблюдаются при монтаже и ремонте электронной аппаратуры и может привести к выходу из строя полевых транзисторов и интегральных микросхем. Поэтому работающие с аппаратурой должны применять антистатические браслеты (т.е. должны быть заземлены). Для выполнения электробезопасности они должны применять паяльники с рабочим напряжением 12 В с заземлённым корпусом.

studfiles.net

6.7. Защита от опасного воздействия статического электричества

На АТП электростатические заряды возникают при операциях с. автомобильным топливом, работе станков и машин с ременной передачей, при обработке диэлектрических материалов и во многих других случаях. Статическое электричество часто является причиной взрывов и пожаров. Особенно многочисленны случаи с гибелью или тяжелым травмированием людей при воспламенении от разрядов статического электричества горючих сред. Были случаи загорания при наливе автомобильных топлив в небольшие диэлектрические емкости и стеклянные бутылки. Наблюдались случаи взрывов баллонов с горючими газами из-за электризации частиц окалины. Иногда воспламеняется горючая среда от искрового разряда с человека.

Статическое электричество препятствует нормальному ходу технологического процесса, создает помехи в работе различных электронных приборов, вызывает преждевременное изнашивание покрышек автомобилей, оказывает воздействие на человека, вызывая угнетенное и даже шоковое состояние, приводит к заболеваниям нервной системы.

Имеется большой арсенал эффективных средств защиты от опасного проявления разрядов статического электричества. Они подразделяются на коллективные и индивидуальные.

К средствам коллективной защиты относятся: заземляющие устройства, нейтрализаторы (индукционные, высоковольтные, лучевые, аэродинамические), увлажняющие устройства (испарительные, распылительные), антиэлектростатические вещества (вводимые в объем, наносимые на поверхность) и экранирующие устройства (козырьки и перегородки).

В качестве средств индивидуальной защиты применяются: специальные антиэлектростатические одежда и обувь, антиэлектростатические предохранительные приспособления (кольца, браслеты) средства защиты рук.

Общие технические требования к средствам защиты от статического электричества установлены ГОСТ 12.4.124—83 «ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования».

Рассмотрим наиболее распространенные средства защиты на АТП. Самым простым и доступным средством защиты является заземляющее устройство. Оно позволяет отводить электростатические заряды со стенок трубопроводов, емкостей, фильтров и другого оборудования. При этом разность потенциалов между проводящим оборудованием и землей становится равной нулю.

Заземляющие устройства должны применяться независимо от других средств защиты на всех объектах и электропроводных элементах технологического оборудования, на которых возможно возникновение или накопление электростатических зарядов. При выполнении заземляющих устройств необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.1.030—81 и ПУЭ [32].

Для полной гарантии надежности заземления сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, должно быть не выше 100 Ом. Его допускается объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования и вторичных проявлений молнии.

Следует отметить, что заземляющие устройства только частично обеспечивают безопасность операций с автомобильными топливами, так как эти устройства в основном предотвращают наружные разряды. Из-за низкой удельной электропроводимости автомобильных топлив (10 -8 — 10 -3 См/м) в них остается значительная часть электростатического заряда, поэтому внутри приемных емкостей возможны опасные разряды.

Неметаллическое оборудование считается электростатически заземленным, если сопротивление растеканию тока на землю с любых точек его внутренней и внешней поверхностей не превышает 10 7 Ом при относительной влажности воздуха не более 60%.

Для обеспечения пожарной безопасности необходимо заземлять тележки и электрокары, используемые для перевозки сосудов с горючими жидкостями и веществами. Для этой цели можно использовать металлическую цепочку или антистатический ремень. Можно изготавливать колеса рассматриваемых машин из электропроводной резины (например, марки КР-245). Заземлять движущуюся автоцистерну надо также при помощи металлической цепочки или антистатического ремня. В то же время следует помнить, что это заземление не является надежным на дороге с асфальтовым покрытием, где контакт между цепочкой или ремнем и дорогой отсутствует. Поэтому на месте загрузки или выгрузки автоцистерны ее необходимо заземлить до того, как будет открыт люк. Более безопасным являемся присоединение к заземлению проводника, постоянно закрепленного на автоцистерне. Если такого проводника у автоцистерны нет, можно использовать любой металлический провод, удовлетворяющий с точки зрения механической прочности. Подсоединять его следует вначале к автоцистерне, а затем уже к заземлителю. Если присоединить проводник сначала к заземлителю, а затем к автоцистерне, то у поверхности цистерны может произойти искровой разряд с электростатически заряженного корпуса автоцистерны на присоединенный заземленный проводник. Это может вызвать воспламенение паров горючей жидкости.

При наполнении бочек, канистр, бидонов и других емкостей горючими жидкостями их следует устанавливать на заземленный металлический лист, а при опорожнении их желательно соединять с заземляющим устройством при помощи гибкого провода со струбциной.

Увлажняющие устройства применяют для повышения относительной влажности воздуха, так как при относительной влажности воздуха 70% и более на материалах скапливается достаточное количество влаги, чтобы предотвратить накопление электростатических зарядов. Можно применять общее и местное увлажнение (например, увлажнение ремня станков и машин с ременной передачей). Следует, однако, отметить, что увеличение относительной влажности воздуха дает эффект только для гидрофильных материалов, адсорбирующих на своей поверхности пленку влаги. Для устранения электростатических зарядов с гидрофобных материалов (сера, парафин, масла и другие угле-водйроды), не адсорбирующих водяные пары и поэтому не образующих проводящие пленки, а также с нагретых поверхностей этот способ неэффективен.

Антиэлектростатические вещества используют для снижения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления материалов. При их использовании удельное объемное электрическое сопротивление материалов должно быть не более 107 Ом-м, а поверхностное электрическое сопротивление не более 109 Ом.

Для снижения удельного электрического сопротивления автомобильных топлив и других углеводородных жидкостей используют антиэлектростатические присадки АСХ-2, «Сигбол», АСП-1. В жидкости для промывки деталей можно вводить присадку «Аккор-1».

Снижения удельного объемного электрического сопротивления твердых диэлектриков можно добиться введением электропроводящих наполнителей (ацетиленовая сажа, графит, алюминиевая пудра и др.). Добавка 20% ацетиленовой сажи снижает удельное сопротивление на 10—11 порядков. Широко используется сажа ДГ-100 и графит марок АС-1 и С-1.

Для снижения поверхностного электрического сопротивления наносят электропроводящие покрытия. В качестве электропроводящих покрытий используют металлические пленки и электропроводные эмали. Удельное электрическое сопротивление эмали ХС-928 не более Ю4 Ом-м, эмали АК-562 не более 5-103 Ом-м и эмали ХС-5132 не более Ю3 Ом-м. Эмаль ХС-5132 маслобензостойкая. Она устойчива к длительному воздействию парожидкостной среды дизельного топлива, сырой нефти и других нефтепродуктов. Покрытия из этой эмали существенно не меняют своего электрического сопротивления даже при длительном пребывании в атмосфере острого пара давлением 0,29 МПа. Эмали наносят в два слоя так, чтобы общая толщина пленки составляла 100—170 мкм.

Снижения электризации автомобильных топлив и других диэлектрических жидкостей при фильтрации можно добиться применением фильтров с минимальными электризующими свойствами. Изготавливают их из материалов, разноименно заряжающих такие жидкости [10, 34].

Для предупреждения формирования воспламеняющих разрядов с человека уменьшают электрическое сопротивление его одежды, обуви и пола. Антиэлектростатическую специальную одежду изготавливают из материала с поверхностным электрическим сопротивлением не более 107 Ом. Электрическое сопротивление между токопроводящим элементом одежды и землей должно быть 106 — 108 Ом.

Антиэлектростатическая обувь должна иметь электрическое сопротивление между подпятником и ходовой стороной подошвы также 106 — 108 Ом.

Непрерывный отвод электростатических зарядов с тела человека может обеспечиваться только на электропроводном полу. Покрытие иола считается электропроводным, если электрическое сопротивление между установленным на полу электродом площадью 50 см2, прижатым к нему силой 250 Н, и контуром заземления не превышает 107 Ом. К электропроводным покрытиям относятся покрытия из бетона толщиной до 3 см, из специального бетона и пенобетона, ксилолита, электропроводной резины марок ИР-53, КР-388, антиэлектростатического линолеума и др.

В тех случаях, когда обувь не электропроводна, для отвода электростатических зарядов целесообразно использовать антиэлектростатические кольца и браслеты, соединенные с землей. Электрическое сопротивление в цепи человек — земля в этом случае должно быть 10°—107 Ом.

При выборе средств защиты от статического электричества надо иметь в виду, что они должны исключить возникновение искровых разрядов с энергией, превышающей 40% от минимальной энергии зажигания окружающей среды, или с зарядом в импульсе, превышающем 40% от воспламеняющего значения заряда в импульсе для окружающей среды. Кроме того, необходимо соблюдать общие требования искробезопасности разрядов статического электричества, установленные ГОСТ 12.1.018—79 «ССБТ. Статическое электричество. Искробезопасность. Общие требования».

Оценивать степень электризации можно при помощи приборов МИЭП-1, МИЭП-2, СМ-2/С-95, ИСЭП-9, П2-2, ВИНЭП и ДЭС во взрывозащищенном исполнении.

studfiles.net

Защита от статического электричества

Количество просмотров публикации Защита от статического электричества - 2366

Изучение проблемы статического электричества вызвано все более широким применением полимерных материалов, синтетических тканей и волокон, способных накапливать большие заряды статического электричества во время переработки или эксплуатации. Вредное проявление статического электричества влечет за собой самые различные последствия:

– во-первых, при высоких потенциалах статического электричества, достигающих десятков тысяч вольт, во взрыво- или пожароопасной среде в результате искровых пробоев возникают взрывы и пожары с человеческими жертвами и тяжелыми травмами;

– во-вторых, статическое электричество оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье работающих с электризующимися материалами;

– в-третьих, в ряде производств вследствие высокой электризации нарушаются технологические процессы, появляется брак, снижается производительность труда.

Наибольшую опасность статическое электричество представляет для производств, связанных с переработкой и транспортировкой легковоспламеняющихся веществ и материалов, особенно в условиях взрывоопасной воздушной среды. Применение синтетических полимеров и диэлектриков во взрыво- и пожароопасных условиях практически всегда связано с реальной угрозой воспламенения, так как тепловая энергия, выделяющаяся при искровом разряде, во много раз превышает минимальную энергию воспламенения воздушных смесей – метана, ацетилена, паров бензина, ацетона и многих других веществ.

Помимо вредного влияния на организм человека и непосредственной опасности от взрывов и пожаров, статическое электричество в ряде случаев является причиной снижения производительности труда. Вредная электризация наблюдается на многих предприятиях: в химической, полиграфической, текстильной и легкой, нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Статическое электричество является помехой почти для половины технологических процессов. Опасность чрезмерного накопления электростатических зарядов ограничивает скорость налива нефтепродуктов до 1 м/с и заставляет вести многие технологические процессы (к примеру, получение полипропилена) под давлением инертных газов, что существенно снижает производительность и повышает себестоимость продукции. Электризация ведет к пробою синтетических трубопроводов, нарушению герметичности изделий, выводу из строя полупроводниковых приборов, засвечиванию светочувствительных материалов, налипанию пыли, снижению качества продукции. Масштабы вредного и опасного проявления статического электричества в настоящее время таковы, что защита от него стала одной из актуальнейших проблем охраны труда.

Статическое электричество наносит большой ущерб. Это обусловливает крайне важно сть разработки и внедрения эффективных мероприятий по защите от электризации в различных производствах. Сегодня имеется достаточное количество методов и средств, предотвращающих нежелательную электризацию веществ и материалов. Из всего многообразия существующих мер защиты от статического электричества наиболее эффективными являются следующие: увеличение влажности воздуха; заземление оборудования и человека; применение антистатических добавок; ограничение скоростей транспортировки вещества; нейтрализация зарядов статического электричества.

Установлено, что при увеличении влажности воздуха на поверхности материалов образуется тонкая пленка влаги с растворенными в ней солями. Такая пленка обладает полупроводящими свойствами, что способствует рассеянию зарядов. При этом данный эффект не наблюдается в тех случаях, когда водяные пары не адсорбируются на гидрофобных поверхностях (полимерные материалы, волокна и пр.) или температура воздуха в рабочей зоне выше, чем температура, при которой пленка может удерживаться на диэлектрике, а также когда скорость движения диэлектрика больше, чем скорость образования адсорбированной водяной пленки, что зависит от химического строения вещества и степени загрязнения поверхности. Там же, где увеличение относительной влажности воздуха является эффективным средством борьбы с электризацией, многочисленные исследования и заводская практика показали, что при повышении влажности воздуха до 65–80 % электризация почти полностью устраняется. На практике увлажнение в помещениях производят с помощью кондиционирующих устройств, специальных увлажнителей, а в ряде случаев посредством периодической влажной уборки.

Обязательным мероприятием, позволяющим устранить электростатические заряды с металлического оборудования, является заземление. Незаземленное оборудование является источником повышенной опасности, так как энергия искры с металлических конструкций во много раз превышает энергию разряда с диэлектрика. Оборудование считается электростатически заземленным, в случае если сопротивление утечки в любой точке при самых неблагоприятных условиях (низкая влажность воздуха и т. п.) не превышает 106 Ом. Необходимо отметить, что к электростатическим заземлителям не предъявляются столь жесткие требования, как при заземлении оборудования с целью защиты человека от поражения электрическим током. Сопротивление заземлителя при отведении электрических зарядов допускается до 100 Ом. Надежность соединения оборудования с заземлителями обеспечивается обычно сваркой, реже – болтовым креплением. При выполнении фланцевых соединений сопротивление между соседними фланцами не должно быть ниже 10 Ом, при этом применение специальных перемычек не обязательно. При установке временных заземлений (цистерны, измерительные устройства и пр.) выбор типа заземлителей определяется лишь их механической прочностью.

В ряде случаев необходимым является заземление человека, который может наэлектризоваться при выполнении работ или вследствие электростатической индукции. Для этого используют электропроводящие полы, заземленные площадки вблизи рабочих мест в сочетании с проводящей либо полупроводящей обувью. К электропроводящим полам относятся незагрязненные краской, маслами и прочими изолирующими веществами, бетонные, пенобетонные и ксилолитовые полы. При достаточно высокой относительной влажности деревянные полы также хорошо отводят статическое электричество. В случае если используются заземленные металлические площадки вблизи рабочего места͵ то крайне важно полностью исключить возможность прикосновения человека к токоведущим частям опасного напряжения.

Для придания непроводящим полам, покрытым линолеумом, релином, полихлорвиниловой плиткой, антистатических свойств рекомендуется производить влажную уборку 10–20%-ным водным раствором хлористого кальция. При этом увеличение электропроводности полов неэффективно без применения проводящей обуви. Токопроводящей является обувь с подошвой из слегка увлажненной кожи или полупроводящей резины, а также обувь, пробитая медными, латунными или алюминиевыми заклепками, не искрящими при ходьбе.

При переработке и применении веществ и материалов с удельным электрическим сопротивлением более 106–107 Ом·см (для органических жидкостей более 109–1010 Ом·см) заземление металлических конструкций является лишь дополнительным мероприятием по отводу электростатических зарядов.

Следует отметить, что жидкие и газообразные диэлектрики, имеющие очень большое удельное сопротивление (выше 1017–1018 Ом·см) практически не электризуются. Такие высокие удельные сопротивления имеют ʼʼабсолютно чистыеʼʼ материалы, не содержащие примесей. В этой связи тонкая очистка веществ должна быть рекомендована как одна из мер по защите от электризации жидкостей и газов.

В большинстве же случаев эффективным средством защиты от статического электричества является снижение удельного объёмного сопротивления веществ. Наиболее распространенным является метод введения проводящих композиций в структуру материала при его изготовлении. Таким образом получены проводящие резины, линолеумы, антистатические краски и лаки, неэлектризующиеся пластмассы. В качестве электропроводных композиций применяют сажу, графит, порошкообразную медь, серебро, лепестковый никель и другие добавки. Для увеличения поверхностной проводимости твердых диэлектриков разработаны различные пасты, составы, эмульсии, наносимые на электризующуюся поверхность. Успешно применяется металлизация поверхностей, покрытие хлористыми и фтористыми соединениями.

Снятие зарядов с внешней поверхности рукавов и трубопроводов осуществляется иногда с помощью навивки на них спирали из медного или стального заземленного проводника. Транспортерные ленты и некоторые ткани прошивают тонкими электрическими проводниками, а также применяют антистатические ткани.

Эффективным способом борьбы со статическим электричеством в текстильной и ряде других отраслей промышленности является смешение (комбинация) электризующихся волокон или подбор контактных пар. Размещено на реф.рфК примеру, у тканей из комбинации двух электризующихся волокон – нейлона и дакрона – необходимый эффект достигается тем, что каждое волокно в отдельности при трении электризуется взаимно нейтрализующимися зарядами противоположных знаков. Подбирая подобным образом контактные пары при изготовлении деталей технологического оборудования, можно устранить проявления статического электричества во многих производствах. Важно заметить, что для снижения электростатических зарядов иногда идут по пути уменьшения площади соприкосновения электризующегося материала с рабочей поверхностью деталей машин и приспособлений. В этом случае поверхности рабочих столов, рабочих валов машин и другое оборудование покрывают сеткой или делают ребристыми.

Как известно, уменьшение электризации должна быть достигнуто путем ограничения скоростей ведения технологических процессов, однако эта мера в условиях современного производства крайне нежелательна. По этой причине для устранения электризации при транспортировании электризующихся жидкостей идут на ограничение скорости лишь на одном из участков трубопровода. Это мероприятие известно под названием ʼʼрелаксация электростатических зарядовʼʼ. Принцип релаксации основан на выдерживании диэлектрической жидкости в течение некоторого времени в относительном покое в релаксационной емкости (участок трубопровода значительно большего диаметра). За время нахождения жидкости в релаксаторе заряды успевают стечь на его заземленные стенки. Практика показала, что релаксационные емкости на 95–98 % снимают электростатические заряды.

При заполнении резервуаров диэлектрическими жидкостями возможно образование зарядов при разбрызгивании. По этой причине наполнение емкостей начинается при малой скорости движения электризующихся жидкостей с постепенным увеличением ее по мере заполнения резервуара. Нельзя допускать резких перегибов трубопроводов; внутри них не должно быть выступающих частей, так как это вызывает дополнительную электризацию транспортируемых жидкостей.

Самостоятельную группу защитных средств представляют нейтрализаторы статического электричества. Принцип работы всех нейтрализаторов основан на генерации ионов в зоне заряженного материала. Эти ионы притягиваются силами поля заряженного вещества и нейтрализуют заряды. Ионизация воздуха происходит при облучении ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, тепловым, инфракрасным или радиоактивным излучением, а также за счёт коронного разряда.

Сегодня для ионизации воздушной среды применяют как правило радиоизотопное α- и β-излучение, электрический коронный разряд и так называемый скользящий разряд. Во взрывобезопасных производствах для борьбы с электризацией обычно применяют ионизаторы с коронным разрядом на остриях. Οʜᴎ дают максимальную плотность ионизации. Учитывая зависимость оттого, что в данном случае важнее обеспечить – минимальный остаточный заряд или нейтрализацию большого количества электричества – применяются либо электрические, либо индукционные нейтрализаторы.

Индукционный нейтрализатор представляет собой токопроводящий или диэлектрический стержень, на котором закреплены заземленные иглы или метелочки из проволоки. При установке нейтрализатора над заряженной поверхностью у концов игл создается настолько сильное электрическое поле, что происходит ударная ионизация, в результате которой образующиеся ионы нейтрализуют заряды на поверхности наэлектризованного материала. Основное отличие электрических нейтрализаторов от индукционных состоит по сути в том, что на иглы подается высокое (10–15 кВ) постоянное или переменное напряжение от специального источника, вследствие чего эффективность нейтрализации повышается. Эффективность нейтрализаторов чаще всего оценивается по величине ионизационного тока, протекающего через нейтрализатор на заземленное оборудование. Этот ток тем больше, чем выше уровень электризации материала.

Иногда в качестве нейтрализатора эффективно применяется тонкий проводник, натянутый вблизи заряженной поверхности или на пути движения жидкостей и сыпучих материалов. В большинстве случаев нет особой крайне важно сти снижать степень электризации до нуля. Для различных веществ и материалов существует минимальная плотность зарядов, не влияющая на ход технологического процесса. По этой причине работа того или иного нейтрализатора должна быть оценена по значениям начальной (до нейтрализатора) и конечной (после нейтрализатора) плотности зарядов. На практике для конкретного типа нейтрализаторов бывают построены зависимости начальной и конечной плотности зарядов при различных параметрах технологического процесса.

Все большее распространение получают так называемые комбинированные нейтрализаторы – сочетающие в одном приборе радиоизотопный и индукционный нейтрализаторы. При этом эффективность нейтрализации существенно возрастает, так как большие заряды снижает индукционный, а малые – радиоизотопный нейтрализаторы.

Существенно расширилась область применения электрических и радиоизотопных нейтрализаторов, используемых для ионизации воздушного потока, который нагнетается в зону, где крайне важно уменьшить электростатические заряды. Этот метод дает возможность обеспечить взрывобезопасность применения даже высоковольтных нейтрализаторов. При этом эффективность нейтрализаторов с нагнетанием ионизированного воздуха невысока из-за рекомбинации ионов в воздушном потоке. Даже резкое увеличение плотности ионов непосредственно у источника не может существенно изменить радиус действия такого нейтрализатора, так как интенсивность рекомбинации растет с увеличением плотности. Вероятно, наиболее перспективным методом, когда крайне важно создать протяженную в одном направлении область ионизации, следует считать применение лазера.

В тех случаях, когда отвод и нейтрализация зарядов статического электричества весьма затруднены, можно применять метод предотвращения опасных разрядов без отвода или нейтрализации зарядов. В корне этого метода лежит механизм электрического разряда, для возникновения которого крайне важно , чтобы разность потенциалов между заряженным телом и заземленными частями оборудования не превышала уровня, определяемого электрической прочностью воздуха. Важно заметить, что для снижения потенциала заряженной поверхности стремятся повысить удельную электрическую емкость заряженной поверхности (или заряженных частиц) относительно земли. При увеличении емкости тела соответственно уменьшается энергия заряда с этого тела и понижается опасность воспламенения паро-газо-воздушных смесей. Иногда данный метод используют для уменьшения опасности разрядов с человека. Для этого в рабочих зонах создаются заземленные площадки (иногда под изоляционным покрытием пола), которые служат для увеличения емкости человека. Исследования показали, что таким образом можно увеличить емкость человека в 3–4 раза.

В ряде случаев применяют обычные меры по предотвращению возможности воспламенения – снижают концентрацию горючих веществ ниже нижнего предела взрываемости, создают атмосферу инертного газа, применяют электростатические экраны, по возможности заменяют горючие вещества негорючими.

Необходимо заметить, что внедрению какого-либо мероприятия по предотвращению электризации должно предшествовать тщательное изучение условий производства. Как правило, наиболее эффективным оказывается применение сразу нескольких из рассмотренных методов.

referatwork.ru

Защита от статического электричества

Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры и вредном действии его на организм человека. Электризация — это комплекс физических и химических процессов, приводящих к разделению в пространстве зарядов противоположных знаков или к накоплению зарядов одного знака. При статической электризации напряжение относительно земли достигает десятков, а иногда и сотен тысяч вольт. Для воспламенения от электрической искры требуется минимальная энергия, так как малый объем газа от искры нагревается до высокой температура за предельно короткое время.

Вредное воздействие на организм человека статическое электричество оказывает не только при непосредственном его контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей.

Основные способы защиты от статического электричества следующие: заземление оборудования, сосудов и коммуникаций, в которых накапливается статическое электричество; увеличение поверхностной проводимости диэлектрика; увлажнение окружающего воздуха; ионизация воздуха или среды нейтрализатором статического электричества; подбор контактных пар; изменение режимов технологического процесса, использование операторами спецобуви с электропроводящей подошвой и др.

Организация молниезащиты промышленного предприятия

При превышении напряженностью электрического поля атмосферы критического значения возникает разряд, сопровождающийся ярким свечением — молнией и звуком (громом). Сила тока в канале молнии достигает 200 000 А, температура составляет 6000—10000 °С и более, время существования молнии 0,1—1 с.

Различают первичные проявления молнии (прямой удар) и вторичные проявления в виде электростатической и электромагнитной индукции. Прямой удар молнии может вызвать пожар и произвести разрушение сооружений. Вторичные проявления молнии опасны тем, что возможно искрение, которое устраняется посредством заземления всех металлических элементов.

Устройство, служащее для защиты объекта от прямых попаданий молнии, называется молниеотводом Он принимает удар молнии на себя и отводит ток в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемники могут быть стержневыми, тросовыми (антенными), сетчатыми. Все здания и сооружения по степени требований к молниезащите делятся на три категории в зависимости от назначения и технологических особенностей объекта по степени пожаро- и взрывоопасности.

I категория — это здания (сооружения), отнесенные к зонам классов B-I и В-II. Молниезащита таких объектов предусматривается независимо от средней грозовой деятельности и места расположения объекта на территории России.

II категория — это здания (сооружения) зон классов В-Ia и В-IIа; молниезащита здесь выполняется при грозовой деятельности 10 ч в год и более.

III категория — это здания (сооружения) зон классов П-I, П-II и П-IIа, а также открытые зоны классов П-III. Молниезащита этих объектов предусматривается в местностях с грозовой деятельностью 20 ч в год и более.

Защитное действие молниеотвода характеризуется зоной защиты, под которой понимается пространство, защищенное с определенной вероятностью от попадания молнии. Граница зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом высотой до 60 м, определяется образующими двух конусов, высоты которых равны 0,8Н и Н, где Н — высота стержневого молниеотвода, м; а радиусы этих конусов соответственно равны 0,75Н и 1,5Н.

Границы зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом

Оптимальное расстояние между двумя спаренными стержневыми молниеотводами следует принимать равным двум-трем высотам одного молниеотвода. Молниеприемники и токоотводы должны иметьсечение не менее 50 мм2, они должны соединяться с заземлителями кратчайшим путем и не иметь петель и острых углов, которые могут быть источниками искровых и дуговых разрядов.

Величина импульсного сопротивления заземлителя не может быть замерена приборами и определяется по известным значениям сопротивления растеканию тока из таблиц.

Тросовые молниеотводы выполняют из стального многопроволочного оцинкованного троса сечением не менее 35 мм.

ohrana-bgd.ru

Статическое электричество и защита от него

Каждый человек на земле сталкивался с природным явлением, когда при выходе из автомобиля он получает удар током. Или когда гладит кошку слышно потрескивание и ощущается покалывание кончиков пальцев. А в темноте видны светящиеся дорожки за руками. Такое явление получило название статическое электричество.

Физика явления

Оно возникает при накапливании заряда на поверхности предмета. Это происходит при нарушении внутриатомного или молекулярного равновесия.

В результате чего происходит потеря или приобретение электрона. Нарушается электронное равновесие и ионы приобретают положительный или отрицательный заряд.

Опыты со статическим электричеством известны каждому школьнику, когда показывали эксперимент с эбонитовой палочкой и кусочками бумаги.

Причины возникновения

Условия возникновения потенциала на предметах является сухость воздуха. При влажности воздуха 80% это природное явление не возникает.

Влага, содержащаяся в воздухе, не позволяет накапливаться заряду на предметах. Причинами возникновения статического электричества могут стать:

При соприкосновении одного предмета с другим. Потенциал возникает после их разъединения. Трение, намотка/размотка искусственных материалов, трение корпуса автомобилей о воздух и т. п.;
В результате быстрого температурного перепада. Так, статическое электричество возникает на предметах при помещении их в нагретую печь;
Радиационное и ультрафиолетовое излучение, рентгеновские Х- лучи, сильное электромагнитное и электрическое поле;
Наведения — происходит возникновение электрического поля, вызванного зарядом. Потенциал возникает при обработке листовых или рулонных материалов. Явление возникает в момент разделения материала и поверхности. Такой эффект может произойти при перемещении одного слоя относительно другого. Этот процесс еще до конца не изучен. Его можно сравнить с разъединением обкладок конденсатора. В этом случае механическая энергия переходит в электрическую.

Способность предметов накапливать заряды оказывают отрицательное влияние на технику. Если не предпринимать никаких мер, то возможно повреждение и выход ее из строя.

Опасность явления

Особенно подвержены риску выхода из строя средства электроники и все механизмы, которые используют электронные блоки управления. На пожаро- и взрывоопасных производствах в результате разряда возникают искры.

Они могут привести к пожару или взрыву. Защита от статического электричества способна полностью исключить или существенно снизить риск возникновения аварийной ситуации. Основная опасность — возникновение электрического разряда.

Накапливанию заряда способствует сухость воздуха и железобетонные стены зданий и сооружений. Полярность заряда может быть как положительной, так и отрицательной.

При работающих устройствах, имеющих вращающийся шкив с приводными ремнями, заряд может достигать 25 000 вольт. При сухой погоде на корпусе автомобиля может скапливаться электростатическое электричество в 10 000 вольт.

А человек, который ходит по ковру в шерстяных ноках, способен накопить до 6 000 вольт. Даже в бытовых условиях напряжение статического электричества может достигать значительных значений.

Однако, существенного вреда человеку он причинить не способен, из-за недостаточной мощности. Ток, протекающий через человека, составляет всего долю миллиампера.

В природе такое явление может накапливать огромные значения и проявляется в разрядах молний. С выделением больших мощностей, которые способны произвести значительные разрушения.

Средства защиты в бытовых условиях

Для уменьшения воздействия на человека применяют систему защиты от вредного влияния статического напряжения.

В бытовых условиях самым эффективным средством является увеличение влажности воздуха с помощью увлажнителя воздуха. Что не только исключает возникновения напряжения на предметах.

Но и сокращает пылеобразование в помещении. Уменьшение статического напряжения и сокращение пыли в помещении полено для детей, страдающих аллергией.

Методы защиты на производственных предприятиях

Для обеспечения защиты от статического электричества на производстве применяют следующие методы:

Разработка специальных методик технологического процесса, исключающих накапливания заряда на рабочем месте;
В производственных помещениях создают микроклимат;
При обработке спецодежды и полов в помещении применяют вещества с определенными физико-химическими свойствами, способными снимать напряжение с материалов.
Это делается для обеспечения мероприятий по безопасности. Вред статического электричества на технологическое оборудование уменьшают с помощью «клетки Фарадея».

Она представляет собой кожух, выполненный из мелкоячеистой сетки, которую подсоединяют к заземлению. Таким же образом экранируют кабели, защищая их от вредного воздействия.

Виды разрядов

Различают несколько видов разряда:

Искровой разряд. Возникновение искры между двумя объектами. Например, корпус оборудования и человек. Если мощность разряда будет высокой, то высока вероятность возгорания при наличии паров растворителя или бензина в воздухе;
Кистевой разряд. Происходит при концентрации зарядов на острых углах оборудования с диэлектрическими свойствами. Он имеет меньшую энергию и не представляет такую опасность, как искровой разряд;
Скользящий разряд. Возникает на листовых или рулонных материалах с высоким удельным сопротивлением. Это явление происходит в момент трения или распыления порошкового покрытия. Его можно сравнить с разрядом обыкновенного конденсатора. И сравним с искровым разрядом с одинаковыми последствиями.

Дополнительные меры предосторожности

Учитывая негативные последствия, на предприятиях применяют специальные меры, исключающие источники статического электричества. Производят обработку спецовки работников, позволяющую снимать статическое электричество, которая исключает возникновение искры от одежды.

Кроме создания условий, при которых уменьшается накопление зарядов, для защиты от статического электричества применяют мощные ионизаторы воздуха.

Такие приборы имеют неоспоримые преимущества. Улучшение аэроионного состава воздушной среды помещения. Что способствует уменьшению накопления зарядов на одежде обслуживающего персонала, синтетических ковровых покрытиях и оборудовании.

Применение в промышленности

Использование статического электричества в промышленности не нашло широкого применения. Чаще всего дальше лабораторных установок дело не шло. Поэтому все приборы использовались исключительно для демонстрации примеров статического электричества в природе.

В промышленных установках нашли применение коронные разряды. С их помощью происходит очищение воздушных смесей от примесей. Также созданы покрасочные установки, которые используют статическое напряжение. Что позволяет производить окраску сложных поверхностей с наименьшими потерями краски.

Воздействие на человека

С этим природным явлением мы встречаемся не только на предприятиях. Чаще всего наблюдается статическое электричество в быту.

При снятии одежды слышен треск и видны искры от разряда, а волосы на голове невозможно расчесать. Эти заряды отрицательно сказываются на состоянии людей. Влияние таких полей на здоровье человека и его иммунную систему полностью не выяснено.

Однако, можно сказать, что нахождение в квартире, где имеется статическое электричество, отрицательно воздействует на человека. Можно отметить основные нарушения:

Возникают нарушения в центральной нервной системе, которые сопровождаются спазмами сосудов и повышенным артериальным давлением;
Постоянные головные боли;
Раздражительность и эмоциональная возбудимость;
Появляются нарушения сна, и пропадает аппетит;
Появляется фобия — боязнь получения разряда, который сопровождается болезненными ощущениями.

Поэтому очень важно знать методы защиты от статического электричества в быту. Для этого используются такие приемы, как заземление всех электроприборов.

Применение бытовых увлажнителей воздуха. Регулярно производить влажную уборку квартиры, желательно утром и вечером.

Для того чтобы обеспечить снятие статического электричества с синтетических тканей их обрабатывают антистатическими жидкостями. Каждый человек должен знать опасность долгого нахождения в поле и использовать средства защиты от статического электричества.

electriktop.ru

Понятие статического электричества и защита от него

Под данным термином принято понимать сохранение электрических зарядов на диэлектрических поверхностях. Статическое электричество является негативным явлением для жизни человека и работы электроаппаратов, т.к. искры, возникающие впоследствии, способны привести к пожарам и взрывам. Их энергии хватит для воспламенения пыли и газовоздушных смесей.

Разряд накопившегося на теле человека статического электричества

Заряд также накапливается и на теле человека при ношении синтетики и шерстяной одежды. Само по себе значение потенциала не более 7 кДж не опасно для здоровья человека, но может вызывать сильные сокращения мышц и даже судороги, и как следствие, падение с высоты, травматизм на рабочих местах.

Научно подтвержден факт благотворного воздействия хождения босиком по земле, что является снятием статического заряда с тела человека.

Наличие разрядов вблизи высокоточных приборов может вызывать нарушения в работе (устройства радиосвязи и др.).

Персонал, который постоянно подвергается влиянию электрических зарядов, чаще страдает хроническими заболеваниями нервной и сердечно-сосудистой систем.

У тех, кто работает в непосредственной близости с электрополем, часто возникают жалобы на чрезмерную раздражительность и головные боли, расстройство сна.

Причины возникновения

Возникает это физическое явление вследствие трения диэлектриков друг о друга или о металлы. На поверхностях начинают накапливаться заряды, которые способны удерживаться на большие промежутки времени. Интенсивность возникновения зарядов увеличивается пропорционально скорости трения, площади соприкосновения, приложенной силе и удельному сопротивлению материалов.

Второй причиной считают электроиндукцию, вследствие которой изолированные от земли поверхности накапливают заряженные частицы. Например, на металлических предметах, находящихся вблизи высоковольтных ЛЭП, может накапливаться статическое электричество в сухую погоду.

В химической отрасли явление наблюдается по время плавления пластичных материалов. В радиоэлектронике разряды возникают во время производства техники, где применяются диэлектрики. Такая же картина наблюдается при сматывании в рулоны бумаги, полиэтиленовой пленки, пересыпании и пневмотранспортировке диэлектриков (измельченного стекла, эбонита), перевозке жидкостей (бензина и аналогичных по составу). Дома это проявляется на экранах мониторов, на которых собирается большое количество протонов, вызванных электрическими пучками лучевой трубки.

Ситуации, где велика вероятность получить удар электрическим током

Разработан ряд технологий и средств защиты, направленных на минимизацию и предотвращение данного явления.

Уменьшение интенсивности зарядов

Мероприятия направлены на обеспечение безопасности технологических процессов:

согласно действующим ГОСТам на производстве обеспечивается контроль скорости перемещаемого по трубам сырья;
перед переработкой рабочие газы и жидкости должны быть очищены от примесей и посторонних взвесей;
в процессах переработки и транспортировки недопустимо разбрызгивание жидкостей и газов;
на производстве, где невозможно организовать естественное стекание статических зарядов, применяют закрытые транспортные системы (при пневмотранспортировке жидкостей, продувке оборудования).

Заземление электроприборов и токоведущих частей:

согласно ПУЭ, действующим ГОСТам и СНиП, ЗУ электроустановок допускается объединять с заземляющими приспособлениями от статических зарядов;
сопротивление ЗУ для защиты от статического электричества не должно быть больше 100 Ом;
все электропроводящие поверхности и токоведущие части оборудования должны иметь качественное зануление;
пневмотрубопроводы, вентиляционные шахты должны образовывать единую цепь, присоединенную к заземлителям через каждые 40 м, минимальное количество точек – 2 шт;
в обязательном порядке отдельным ЗУ к общему контуру подключают аппараты, на поверхностях (внутри) которых может образовываться заряд: дробилки, распылители и др.;
крупногабаритная тара подлежит заземлению корпуса в двух противоположных точках по ГОСТу;
цистерны во время налива (слива) газов должны быть присоединены к ЗУ, которые, в свою очередь, должны располагаться вне взрывоопасных зон; разгерметизацию люков цистерн производят после присоединения корпуса к контуру заземления;

Заземление приборов с целью защиты человека от поражения электрическим током

шланги, через которые наливаются сжиженные газы и жидкости, должны быть обвиты медными проволоками или тросами, диаметром не менее 4 мм. Проводник должен быть соединен одной стороной с краем шланга, а другим – к заземленной части существующего контура.

Снятие зарядов с твердых поверхностей

Процесс состоит в нейтрализации зарядов ионизацией воздуха вблизи технологического процесса. Согласно действующим ГОСТам, для этого применяют нейтрализаторы:

во взрывоопасных цехах устанавливают радиоизотопные нейтрализаторы;
для производства гигиенической продукции запрещено применение радиоизотопных нейтрализаторов, в таких случаях целесообразно применение индукционных или высоковольтных нейтрализаторов;
если невозможно использовать индукционные нейтрализаторы, целесообразно применить нейтрализационные устройства скользящего разряда;
если оборудование имеет сложные геометрические формы, и невозможно обеспечить отвод заряда стандартными методами, используют аэродинамические нейтрализаторы, посредством которых принудительно впрыскиваются ионы в необходимое пространство.

Заряды в газовых смесях

для обеспечения безопасных условий, согласно действующим ГОСТам технологических процессов, необходимо применять предварительно очищенные от твердых частиц газы;
оборудование должно иметь качественную герметизацию;
недопустимо присутствие в газовых смесях металлических частиц и мелких деталей.

Снятие заряда с сыпучих материалов

Согласно действующим ГОСТам, перерабатывать сыпучие материалы необходимо в металлических емкостях, или токопроводящих неметаллических.
Порошкообразное сырье допускается транспортировать в схожих по составу трубопроводах (если это полимеры, то трубы должны быть из полиэтилена).
В производственных помещениях влажность воздуха должна составлять не менее 65%. При невозможности организовать это условие, прибегают к ионизации воздуха.
Для улучшения процесса стекания, рабочие поверхности пропитывают поверхностно-активными смазками.
Запрещено производить выгрузку сыпучего сырья из целлюлозных, ПВХ и полиэтиленовых пакетов в емкости, температура жидкости в которых выше температуры их воспламенения. В таких случаях используют шнековые установки.

Во избежание возникновения взрывов (вследствие образования искры), следует предотвращать образование взрывоопасных смесей, не допускать скопления пыли, регулярно чистить оборудование от пылевоздушных смесей.

Правила защиты

Правила защиты от статического электричества в производствах химической промышленности:

Устройства для снятия статического электротока должны быть установлены у входа в резервуары загрузочных трубопроводов.
Для обеспечения безопасности технологического процесса, согласно действующим ГОСТам, применяют: индукционные нейтрализаторы, нейтрализаторы погружного типа, специальные насадки для направления потока, релаксационные емкости.
Жидкости при загрузке (выгрузке) не должны разбрызгиваться.

Отвод зарядов с поверхностей передвижных составов, аппаратов и людей:

Согласно действующим ГОСТам, передвижные составы должны быть изготовлены из электропроводящих материалов. Перемещение по территории выполняется на металлических погрузчиках.
В помещениях, где происходит наполнение передвижных цистерн, пол выполняется из электропроводных материалов.
Рабочие должны пребывать в помещении в антиэлектростатической обуви.
Не допускается проведение работ в емкостях, внутри которых могут возникать взрывоопасные смеси, в рабочей одежде из синтетических волокон.

Отвод заряда от ременных передач:

Согласно действующим ГОСТам, на производстве недопустимо использование подшипников, выполненных из нетокопроводящих элементов.
Для повышения надежности работы электроаппаратов применяют электропроводящие смазки.
В цехах, где нет возможности применить другие защитные меры, применяют нейтрализаторы.
Недопустимо применение смазок типа воска, канифоли. Эти вещества способствуют увеличению поверхностного сопротивления электроустановок.
Нельзя допускать загрязнение ремней маслом, и легковоспламеняющимися веществами.
В цехах необходимо поддерживать влажность атмосферы не менее 70%, согласно нормативам.

Антенны, установленные на крыше, принято считать потенциально опасным оборудованием: на них скапливаются заряды от действия ветра и трения облаков. Поэтому на высотных зданиях, где поблизости нет соответствующих защит, необходимо сооружение качественного молниеотвода.

Проявление в быту

На ковровых покрытиях (из шерсти или синтетики) накапливаются заряды, под действием которых может возникнуть искра, и затем пожар.

Источники накопления статического электричества дома

Накопление пыли на поверхностях может стать причиной бытовых пожаров. Частое явление в регионах с тяжелой экологической ситуацией, вблизи металлургических и машиностроительных предприятий.

Для предотвращения вредного влияния статического электричества необходимо:

предусмотреть в домах молниеотводы;
предусмотреть в квартирах и домах зануление и заземление электропроводки;
регулярно проводить тестирование электропроводки и электроприборов;
регулярно проводить уборки в помещениях;
не допускать пылевых скоплений на коврах и полках;
во время строительно-монтажных и ремонтных работ соблюдать правила электро,- и пожаробезопасности.

Присутствие статического электричества в волосах

Видео про электричество

Как образуется статическое электричество и чем оно опасно, рассказывает видео ниже.

Защита от статического электричества обеспечивается современными технологиями на высоком уровне. Знания о явлении и мерах борьбы с ним поможет избежать негативного влияния на здоровье человека и аварийных ситуаций.

Оцените статью:

elquanta.ru

Статическое электричество и меры защиты

Статическое электричество — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов изделий или на изолированных проводниках. Заряды накапливаются на оборудовании и материалах, а сопровождающие электрические разряды могут явиться причиной пожаров и взрывов, нарушения технологических процессов, точности показаний электрических приборов и средств автоматизации. Особую опасность в связи с накоплением статического электричества представляют предприятия пищевых производств, на которых технологические процессы связаны с дроблением, измельчением и просеиванием продукта (хлебопекарные, кондитерские, крахмальные, сахарные и др.), с очисткой и переработкой зерна, транспортированием твердых и жидких продуктов с помощью конвейеров и по трубам (склады бестарного хранения муки, пивоваренные, спиртовые заводы и Др.). При соприкосновении тел, различающихся по температуре, концентрации заряженных частиц, энергетическому состоянию атомов, шероховатости поверхности и другим параметрам, между ними происходит перераспределение электрических зарядов. При этом у поверхности раздела тел на одной из них концентрируются положительные заряды, а на другой отрицательные. Образуется двойной электрический слой. В процессе разделения контактирующих поверхностей часть зарядов нейтрализуется, а часть сохраняется на телах. В производственных условиях электризация различных веществ зависит от многих факторов, и прежде всего от физико-химических свойств перерабатываемых веществ, вида и характера технологического процесса. Величина электростатического заряда зависит от электропроводности материалов, их относительной диэлектрической проницаемости, скорости движения, характера контакта между соприкасающимися материалами, электрических свойств окружающей среды, относительной влажности и температуры воздуха. Особенно резко возрастает электризация диэлектрических материалов при удельном электрическом сопротивлении 109 Ом-м, а также при относительной влажности воздуха менее 50 %. При удельном сопротивлении 108 Ом-м и менее электризация практически не обнаруживается. Степень электризации жидкостей в основном зависит от ее диэлектрических свойств и кинематической вязкости, скорости потока, диаметра и длины трубопровода, материала трубопровода, состояния его внутренних стенок, температуры жидкости. Интенсивность образования зарядов наблюдается при фильтрации за счет большой площади контакта жидкости с элементами фильтра. Разбрызгивание жидкостей при заполнении резервуаров свободно падающей струей горючей жидкости, например на спиртовых заводах, сопровождается электризацией капель, вследствие чего появляется опасность электрического заряда и воспламенение паров этих жидкостей. Поэтому налив жидкости в резервуары свободно падающей струей не допускается. Расстояние от конца загрузочной трубы до дна сосуда не должно превышать 200 мм, а если это невозможно, струю направляют вдоль стены. Гели напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика достигает критической (пробоиной) величины, возникает электрический разряд. Для воздуха пробивное напряжение примерно равно 30 кВ/см. Электростатическая искро6езопасность —это такое состояние, при котором исключается возможность взрыва или пожара от статического электричества. Безопасная энергия искры (в Дж) определяется по формуле:

Wи=kб*Wmin

где kб — коэффициент безопасности, применяемый равным 0,4—0,5; Wmin—минимальная энергия, которая может вызвать воспламенение рассматриваемой горючей смеси. За предельно допустимое значение заряда принимается такое его значение, при котором максимально возможная энергия разряда Wи с поверхности данного вещества не превосходит 0,4—0,5 минимальной энергии воспламенения окружающей среды Wmin. Энергию разряда (искры) диэлектрика (в Дж) можно определить по формуле:

W=0,5*С*V2

где С — электрическая емкость, разряжаемая искрой, Ф; V — разность потенциалов относительно земли, В. Минимальную энергию воспламенения газо- и паровоздушных смесей составляют доли миллиджоуля. Разность потенциалов на оборудовании может достигать нескольких тысяч вольт, и, как следует из формулы, при этом даже при незначительной электрической емкости, несущей электростатический заряд, энергия разряда искры может превышать минимальную энергию воспламенения взрывоопасной среды. Например, при транспортировании сыпучих материалов на конвейере с резиновой лентой потенциал относительно земли может достигать 45 000 В, а кожаного приводного ремня со скоростью 15 м/с — до 80 000 В. Электростатические заряды, достаточные для воспламенения практически всех взрывоопасных смесей воздуха с газами, парами и некоторыми пылями, могут накапливаться на человеке (одежда из синтетических тканей, передвижение по диэлектрикам, использование электронепроводящей обуви и т. п.), а также переходить на него с наэлектризованного оборудования и материалов. Потенциал электростатического заряда на человеке может достигать 15 000—20 000 В. Разряды такого потенциала не представляют опасности для человека, так как сила тока ничтожно мала и ощущается как укол, толчем: или судорога. Однако под их воздействием возможны рефлекторные движения, что может привести к падению с высоты, попаданию в опасную зону машины и др. Энергия разряда при потенциале 10 000 В и емкости человека, изменяющейся от 100 до 350 пФ, составляет 5—17,5 мДж. т. е. превышает значения минимальной энергии воспламенения этилового спирта, бензола и сероуглерода (0,95; 0,2; 0,0009 мДж соответственно). Меры защиты от статического электричества разделяются на три основные группы:

предупреждающие возможность возникновения электростатического заряда;
снижающие величину потенциала электростатического заряда до безопасного уровня;
нейтрализующие заряды статического электричества.

Основным способом предупреждения возникновения электростатического заряда является постоянный отвод статического электричества от технологического оборудования с помощью заземления. Каждую систему аппаратов и трубопроводов заземляют не менее чем в двух места. Резиновые шланги обвиваются заземленной медной проволокой с шагом 10 см. Следует иметь в виду, что в отличие от электротехники, где хорошими проводниками считаются материалы с удельным сопротивлением, оцениваемым долями Ома, в электростатике границей проводника и непроводника считается величина удельного сопротивления 10 кОм*м. Поэтому предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства, используемого только для отвода электростатического заряда, не должно превышать 100 Ом. Для предупреждения образования статического электричества на элементах металлических конструкций, трубопроводах разного назначения, расположенных на расстоянии менее 10 см параллельно друг друга, применяются замкнутые контуры, создаваемые с помощью устанавливаемых между ними металлических заземленных перемычек через каждые 20 м и менее. Для снижения величины потенциала электростатического заряда, образующегося на оборудовании и перерабатываемых материалах, до безопасного уровня применяются технологические способы (безопасные скорости движения транспортируемых жидких и пылевидных веществ, подбор поверхностей трения, материалов взаимно компенсирующих возникающих зарядов и Т. п.), а также способы отвода путем повышения относительной влажности воздуха и материала, химической обработки поверхности, нанесения антистатических веществ и электропроводных пленок. Общее или местное увлажнение воздуха более 70 % обеспечивает постоянный отвод электростатических зарядов. Поверхностная проводимость материалов увеличивается обработкой поверхностно-активными веществами, использованием покрытий из электропроводящих эмалей, смазок. Заряды статического электричества нейтрализуются с помощью ионизации воздуха, при которой образующееся в единице его объема число пар ионов соответствует скорости возникновения нейтрализуемых электростатических зарядов. Для этого используются индукционные, радиоизотопные и комбинированные ионизаторы. Для непрерывного снятия электростатических зарядов с человека используются электропроводящие полы, заземленные зоны или рабочие площадки, оборудование, трапы, а также средства индивидуальной зашиты в виде антиэлектростатических халатов и обуви, с кожаной подошвой или подошвой из электропроводной резины.

Полезная информация: Электропроекты квартир и домов.

ohrana-bgd.narod.ru