Защита от статического напряжения: Защита от статического электричества. Возникновение и действие

Защита от статического электричества. Возникновение и действие

Статическое электричество возникает вследствие сохранения зарядов электростатического поля на диэлектрических материалах. Оно отрицательно влияет на жизнь человека и эксплуатацию электрических устройств. Образование искр от статического электричества способствует пожарам и взрывам. Мощности энергии вполне хватит для возгорания газовоздушных смесей и пыли.

Заряд статического электричества может накапливаться на теле человека, если на нем одежда из шерсти или из химических волокон. Величина потенциала около 7 Джоулей не составляет опасности для человека, однако способна вызвать судороги и сокращения мышц. А это в свою очередь может создать условия для травмы на работе, падения с высоты и т.д.

Статическое электричество отрицательно влияет на функционирование точных приборов, радиосвязи, вызывает неисправности в работе. Работники, на которых постоянно воздействует статическое электричество, чаще болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями и болезнями нервной системы.

Содержание

Только защита от статического электричества способна свести к нулю или вовсе не допустить возникновение этого отрицательного явления.

Источники статического электричества
  • Действие различных излучений.
  • Резкое изменение температуры.
  • Взаимодействие тел друг с другом при движении.

Это явление оказывает негативное влияние и представляет опасность. Защита от статического электричества позволяет полностью предотвратить или значительно уменьшить его действие.

В бытовых условиях статическое поле часто возникает на шерсти животных, при снятии синтетической одежды, расчесывании волос, при ношении резиновой обуви, хождении по ковру в шерстяных носках, пользовании пластмассовыми изделиями.

Электростатическое поле не угрожает жизни человека, при разряде образуется слабый ток, который не способен слишком навредить организму человека. Он может создать лишь некоторое некомфортное состояние. Для предотвращения такого эффекта необходимо соблюдать всего лишь несколько простых правил: в морозную и сухую погоду не гладить животных, медленнее снимать шерстяную одежду, либо обработать ее специальным составом, при расчесывании волос применять деревянную или металлическую расческу.

Накапливанию электростатической энергии способствуют:
  • Железобетонные стены здания.
  • Слишком сухой воздух.

Для электронных устройств заряд электростатического поля является злейшим врагом. Некоторые элементы электронных устройств не способны выдержать высокие напряжения, возникающие при разряде. Чувствительные элементы могут выйти из строя или ухудшить свои параметры работы.

Если объектом воздействия электрического поля станут легковоспламеняющиеся жидкости, это создаст условия для их воспламенения. Эти жидкости при перевозке в цистернах могут накопить статический заряд. Также заряд возникает и от механизма или человека, подошедшего к ним близко. Поэтому в промышленном производстве, где имеются легковоспламеняющиеся жидкости, большое внимание уделяют устройству заземления подвижных конструкций, механизмов. Для пошива обуви и специальной одежды на производстве также применяются специальные ткани, которые не способны накапливать электрический заряд.

Принцип действия

Разберемся, как образуется статический заряд. В нормальном состоянии физические тела обладают одинаковым числом отрицательных и положительных частиц. За счет этого баланса создается нейтральное состояние тела. При нарушении нейтрального состояния тело получает электрический заряд одного полюса.

Статикой называется состояние тела в покое, когда оно находится без движения. В веществе тела может возникать поляризация, которая выражается в передвижении зарядов между частями тела, либо от находящегося рядом предмета.

Вещества электризуются из-за разделения тел, изменения зарядов во время трения, резкого изменения температуры, облучения. Заряды электрического поля находятся на поверхности тела или удалены от поверхности на расстояние, равное межатомному расстоянию. Если тела не заземлены, то заряды концентрируются на контактной площади, а при наличии заземления заряд уходит в контур заземления.

Процессы накапливания зарядов и их стекание происходят в одно время. Тело электризуется при условии получения им большего заряда энергии, по сравнению с расходуемым зарядом. В результате становится понятно, что защита от статического электричества должна отводить накапливаемые заряды на заземляющий контур.

Величина статического электричества

Все физические вещества имеют свою характеристику на трибоэлектрической шкале, в зависимости от их способности создавать электрические заряды различных полюсов при трении. Основные такие вещества изображены на рисунке.

Чтобы иметь представление о размерах возникающих статических зарядов, рассмотрим несколько примеров:
  • Вращающийся шкив с приводным ремнем способен зарядиться до 25000 вольт.
  • Кузов автомобиля, движущегося по сухой дороге, может получить заряд до 10000 вольт.
  • Человек в шерстяных носках при хождении по сухому ковру способен накопить заряд на теле до 6000 вольт.

В результате становится понятно, что напряжение электростатического поля может достигнуть значительных размеров даже в быту. Этот заряд не причиняет человеку значительного вреда ввиду его малой мощности. Разряд протекает через большое сопротивление и исчисляется в нескольких долях миллиампера.

Влажность воздуха также снижает электростатический заряд. Она влияет на значение потенциала тела во время прикосновений с разными материалами. Поэтому защита от статического электричества может заключаться в применении увлажнителей воздуха.

В природной среде существует статическое электричество, достигающее огромных значений. Например, при движении облаков между ними возникают большие потенциалы энергии, которые выражаются в разрядах молнии. Мощность этих разрядов вполне хватит, чтобы сжечь деревянный дом или расколоть ствол многолетнего дерева.

В бытовых условиях при разрядах электростатического поля человек чувствует мелкие пощипывания в пальцах, видны искры от трения шерстяной одежды, снижается работоспособность человека. Электростатическое поле негативно влияет на состояние человека, но явных повреждений не наносит.

Существуют измерительные приборы, способные точно измерить значение статического потенциала накопленного заряда на теле человека и на корпусе какого-либо устройства.

Защита от статического электричества

Существуют различные методы защиты от разрядов электростатического поля, как в быту, так и в промышленных условиях. Они имеют свои отличия. Рассмотрим подробнее каждые из них.

Защита в бытовых условиях

Каждый человек должен представлять опасность, которую несут статические разряды для организма. Их необходимо знать, и уметь их ограничивать. Для решения этой задачи организуются разные мероприятия по обучению людей методам защиты, в том числе телепередачи.

На этих мероприятиях людям объясняют, откуда и как появляется статическое поле, методы его измерения и приемы выполнения профилактической работы. Например, чтобы избежать неприятных ощущений статического поля, для расчесывания волос целесообразно использовать деревянные расчески, вместо пластиковых. Дерево имеет нейтральные характеристики, и во время трения не создает заряды электростатического поля. В магазинах можно без труда приобрести деревянную расческу любой формы и вида.

Чтобы предотвратить образование статического потенциала на кузове автомобиля при езде по сухому дорожному покрытию, применяют специальные антистатические ленты, которые фиксируются сзади автомобиля на днище кузова. В торговой сети можно без труда выбрать любой вариант такой ленты.

Если автомобиль ничем не защищен от возможного разряда накопленного заряда потенциала, то напряжение можно снимать временным заземлением кузова автомобиля путем его соединения с землей через металлическую часть. Для этого можно использовать ключ зажигания. Снимать напряжение в обязательном порядке необходимо перед тем, как заправлять автомобиль бензином.

Когда на одежде из химических волокон образуется статический заряд, то рекомендуется пользоваться «Антистатиком». Это специальный баллончик в виде аэрозоля, который продается в магазинах. Он снимает статическое электричество с одежды, тканей, с синтетических чехлов на сиденьях автомобиля, особенно в зимнее время, когда воздух сухой. Но, чтобы не использовать различные баллончики и химию, рекомендуется носить одежду из натуральных материалов: хлопка и льна.

Если на обуви прорезиненная подошва, то это создает условия для накопления потенциала напряжения. Чтобы этого не произошло, достаточно в обувь положить специальные антистатические стельки, которые сделаны из натуральных материалов. В результате негативное влияние на человека уменьшится.

Слишком сухой воздух зимой в городских квартирах способствует накапливанию электростатического заряда. Для этого существуют специальные устройства – увлажнители воздуха. Если такого устройства нет, то вполне подойдет большая влажная салфетка, которую необходимо положить на батарею. В результате процесс накопления заряда уменьшится, обстановка в квартире улучшится. Также рекомендуется регулярно производить влажную уборку. Это позволит вовремя удалять пыль и наэлектризованные участки. Такой способ является лучшим.

Электрические устройства в быту при эксплуатации также накапливают статический заряд на корпусе. Для снижения действия статического заряда выполняют систему уравнивания потенциалов. Она подключается к заземляющему контуру всего дома. Акриловая ванна подвержена накоплению на ней статического заряда, и ее необходимо защищать системой уравнивания потенциалов. Даже чугунная ванна с акриловым вкладышем также подвержена этому негативному явлению.

Защита от статического электричества на производстве
В промышленном производстве применяют несколько способов сохранения функциональности оборудования:
  • Увеличение стойкости устройств и оборудования к воздействию электростатического разряда.
  • Блокировка проникновения заряда на рабочее место.
  • Недопущение возникновения электростатических зарядов.

Два последних способа дают возможность осуществлять защиту многих устройств, а первый способ применяется только для отдельных видов оборудования.

Высокую защиту от разрядов статического поля и сохранения функциональности устройства обеспечивает клетка Фарадея. Это металлическая клетка в виде сетки с мелкой ячейкой. Клетка ограждает оборудование со всех сторон. Она подключается к заземляющему контуру. Внутрь клетки не проходят электрические поля, в то же время магнитному статическому полю, клетка Фарадея не мешает. По такому же принципу защищают кабели, оснащая их металлическим экраном.

Защита от статического электричества делится по методам выполнения:
  • Конструкционно-технологические.
  • Химические.
  • Физико-механические.

Последние два метода дают возможность снизить образование зарядов и повысить скорость их ухода в землю. Первый метод выполняет защиту устройств от зарядов, но не отводит их на заземление.

Оптимизировать снижение электростатического заряда можно следующим образом:
  • Увеличением токопроводимости материалов.
  • Созданием коронирования.
Такие задачи решают с помощью:
  • Выбора материалов с хорошей объемной проводимостью.
  • Увеличением рабочих поверхностей.
  • Ионизацией воздушного пространства.

Для реализации этих задач создают магистрали для протекания на землю статических зарядов, минуя рабочие компоненты устройств. Если материалы имеют высокое сопротивление, то применяют другие способы.

Похожие темы:

Статическое электричество и защита от него

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.

Статическое электричество и защита от него

В этой статье я постараюсь максимально доступно и наглядно, простым языком, без лишних сложных физических терминов, объяснить, что такое статическое электричество, как оно образуется и что является лучшей защитой от него.

Что такое статическое электричество, как оно образуется

Как я уже сказал, статическое электричество может воздействовать на нас в различных местах, в любой момент, даже тогда, когда вы просто пытаетесь открыть дверь, касаясь дверной ручки.

Чтобы понять причину появления статического электричества для начала нужно вспомнить о природе материи.

Как вы знаете вся материя состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из трех разных видов более мелких частиц:

- отрицательно заряженных электронов

- положительно заряженных протонов

- не имеющих зарядов нейтронов

В большинстве тел, чаще всего, электроны и протоны полностью компенсируют друг друга, их количество в атомах равное, соответственно, эти предметы электронейтральны.

Но так как электроны очень маленькие частицы и их масса незначительна, то даже обычное трение даёт слабо связанным электронам достаточно энергии, чтобы они покинули свои атомы и перешли в атомы на другой поверхности.

Когда это происходит у одного объекта протонов остаётся больше, чем электронов, и он становится положительно заряженным, а объект у которого больше электронов, наоборот, накапливает отрицательный заряд. Такая ситуация называется дисбалансом зарядов или еще разделением зарядов.

Но как вы знаете, природа постоянно стремится к восстановлению равновесия поэтому, когда одно из заряженных тел вступает в контакт с другим, свободные электроны немедленно используют эту возможность попасть туда где они нужнее, где их не хватает – покинув отрицательно заряженный объект, чтобы восстановить баланс.

Вот это перескакивание электронов от отрицательно заряженного тела и есть знакомое всем явление - статическое электричество, называемое еще статическим разрядом.

К счастью это происходит далеко не с каждым объектом, иначе нас бы било током постоянно.

Чаще всего слабо связанными электронами обладают материалы – электрические проводники, самым ярким представителем которых являются металлы. А вот у диэлектриков, изоляторов, материалов, плохо проводящих электрический ток, электроны прочносвязанные, они свободно не переходят к атомам других материалов.

С большей вероятностью накапливание электрического разряда происходит именно при взаимодействии проводника с диэлектриком, при трении одного материала о другой.

Так, например, когда вы просто идёте по ковру, электроны вашего тела, из-за трения ног об ковер, перемещаются на него, так как человеческое тело проводник электрического тока. В то же время материал ковра – шерсть, сопротивляется отделению своих прочносвязанных электронов, являясь диэлектриком.

И хотя в момент, когда вы находитесь на ковре, ваше тело и ковер вместе остаются электрически нейтральными у них уже есть разделение разрядов.

И теперь, когда вы просто дотрагиваетесь до металлической дверной ручки – немедленно ощущаете статический разряд. Всё дело в том, что свободные электроны с металлической ручки перескакивают на вашу руку замещая потерянные вашим телом электроны, которые перескочили на ковер.

Теперь, я думаю, вам понятно, что такое статическое электричество и почему оно образуется. Кстати, его самым ярким проявлением в природе являются молнии.

При определенных условиях в облаках происходит разделение зарядов, после чего этот дисбаланс нейтрализуется, электроны высвобождаются и поглощаются другими телами – домами, землей или даже другим облаком, с образованием гигантской вспышки – молнии.

Защита от статического электричества

И так, зная природу статического электричества, вы сможете эффективно применять и защиту от него, не только дома в быту, но и на производстве.

Есть несколько основных видов мер защиты от статического электричества:

- создание условий для рассеивания свободных электронов

- предупреждение возникновения и накапливания статического электричества

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Основным и самым главным средств защиты от статического электричества является организация заземления токопроводящих, не находящихся под напряжением элементов, будь то корпус стиральной машины, автомобиля или токарного станка. Делается это, чтобы образующиеся свободные электроны, идя по пути наименьшего сопротивления, отводились в землю.

У большей части домашней бытовой техники – холодильников, стиральных машин и т.д. для этого используется третий желто-зеленый заземляющий проводник питающего кабеля, которым он подключается к сети. В остальных же случаях на корпус подводится отдельный провод, также подключаемый к системе заземления.

В случае же с автомобилем, используется токопроводящая полоса или цепь, которая крепиться одним концом к кузову машины, а второй касается земли.

увеличение электропроводимости диэлектрических материалов

Еще одним из распространенных способов защиты от статического электричества является увеличение электропроводимости диэлектрических материалов, за счет чего они получают возможность отводить свободные электроны.

Достигается это путем нанесения на диэлектрические предметы токопроводящих покрытий или материалов, например, поверхностной плёнки из токопроводящего материала, тонкой фольги и т.д.

В частности, в быту, можно пользоваться специальными средствами, так называемыми, антистатиками, думаю многие женщины понимают, о чем идёт речь.

Такой спрей-антистатик обычно состоит из токопроводящего полимера, растворённого в смеси деионизированной воды и спирта. После обработки поверхности раствор испаряется, а полимер остается в виде тончайшей токопроводящей плёнки, которая не даёт заряду накапливаться на поверхности предмета.

Спрей антистатик от статического разряда

Подобный эффект также достигается увеличения влажности воздуха до 60-70%, при котором на поверхности диэлектриков появляется тонкая пленка влаги, за счет которой, обеспечивается достаточная поверхностная электропроводность материалов.

ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА

Эффективным и доступным средством защиты от статического электричества также является ионизация воздуха.

Для этого используется специальный прибор – ионизатор, который генерирует поток положительно и отрицательно заряженных ионов, распространяемых вентилятором. Они, притягиваются к молекулам противоположной полярности окружающих предметов и нейтрализуют статический заряд на них.

Если же не получается бороться со статическим электричеством вышеперечисленными способами, можно действовать более кардинально. Например, начать пользоваться повседневными предметами их других материалов слабоэлектризующимися или неэлектризующимися вовсе. Заменить чехлы в автомобиле, купить другие тапочки для дома и т.д.

Если же вы знаете другие действенные способы защиты от статического электричества – обязательно пишите о них в комментариях к статье, это будет полезно и интересно многим. Кроме того, как всегда приветствуется здоровая критика, вопросы, предложения, буду рад общению.

меры, применяемые на производстве и в бытовых условиях

Способы защиты от статического электричества Статическим электричеством называется появление свободного заряда на поверхностях диэлектриков. Возникновение электростатического поля несёт в себе большую опасность для производственных циклов, связанных с горючими веществами, пылью, легко воспламеняющимися парами. Эти заряды могут порождать нарушения в работе электронных устройств и приборов. Защита от статического электричества необходима и для профилактики многих заболеваний.

Природа статического электричества

В равновесном состоянии молекулы и атомы любого вещества имеют одинаковое количество положительно и отрицательно заряженных частиц. Отрицательно заряженные частицы, электроны, могут перемещаться от одного атома к другому, создавая тем самым разные заряды атомов.

Там, где появляется лишний электрон, — заряд отрицательный. Где недостаёт электрона — положительный. Эти неподвижные в пространстве заряды создают электростатическое поле. Оно возникает в таких случаях:

  • Статическое электричество -  способы защиты  При трении одного предмета о другой.
  • При резком перепаде температур.
  • Вследствие воздействия различных излучений (ультрафиолетового, радиоактивного).
  • Статические заряды накапливаются на теле человека при ношении синтетической или шерстяной одежды. Они возникают в кузове автомобиля при движении.

Очень опасно перевозить бензин в пластиковых канистрах. При трении жидкости о стенки образуется статическое электричество, которое может вызвать искру и воспламенить пары бензина.

Искры, возникающие в процессе разряда электростатических полей, способны вызвать возгорание в запылённых и загазованных помещениях.

Опасность для человека

Необходимость устранять опасности, связанные с появлением электростатического поля, существует и на производстве, и в быту. Защита от статического электричества на производстве является обязательной при взрывоопасных и пожароопасных производственных процессах. В соответствии с правилами техники безопасности необходимо защищать работников на предприятиях от поражения током.

Методы защиты от статического электричества

Напряжённость электростатического поля невелика и при редком воздействии не вредит здоровью, но при этом возможно возникновение мышечных реакций, судорог, которые приведут к аварии. Длительное же воздействие электростатических полей может оказывать влияние на работу сердечно-сосудистой системы. Отрицательно действует электростатическое поле и на электронные приборы. В результате разряда они часто выходят из строя.

Защита на предприятиях

Статическое электричество: защита от негоСтатическое электричество и защита от него — вопросы, которые серьёзно прорабатываются при создании правил техники безопасности на предприятиях. Соблюдение их должно защитить персонал от поражения током и предотвратить нарушения технологического процесса.

Меры, применяемые на производстве, состоят в снижении интенсивности генерации полей и в отводе заряда. Для снижения интенсивности применяется:

  • Очистка горючих газов и жидкостей от загрязнений твёрдыми и жидкими примесями.
  • Отказ по возможности от дробления и распыления веществ в технологическом цикле.
  • Соблюдение проектной скорости перемещения материалов в магистралях и аппаратах.

Для отвода заряда требуется заземление всех металлических и электропроводных частей оборудования, металлических кожухов и трубопроводов. Заземлять следует и движущиеся приспособления и вращающиеся элементы, которые не имеют постоянного контакта с землёй. Увеличение проводимости диэлектрических материалов тоже способствует отводу заряда. Это достигается применением поверхностно-активных веществ, увеличивающих проводимость диэлектриков. Поддержание влажности воздуха не ниже 60−70% является успешным методом борьбы со статическим электричеством.

Нейтрализаторы применяются, если технологических мер оказывается недостаточно. Эти приборы используются для нейтрализации поверхностных электрических зарядов ионами разного знака. Для ионизации воздуха электрическим полем высокого напряжения применяются индукционные и высоковольтные нейтрализаторы.

В целях нейтрализации зарядов во взрывоопасных помещениях успешно применяются радиоизотопные нейтрализаторы. Ионизация происходит за счёт активного α или β излучения.

Индивидуальными методами защиты являются специальная обувь и одежда.

Обеспечение безопасности дома и квартиры

Свободный электрический заряд накапливают: резиновая обувь, синтетическая одежда, линолеум и пластик, ковры, железобетонные стены. Для защиты жилых помещений прежде всего нужно следить, чтобы влажность воздуха была не меньше 60%.

Существует большой выбор увлажнителей воздуха, которые способны решить эту проблему. Для нейтрализации электростатических зарядов применяются ионизаторы воздуха. Правила защиты от статического электричества:

  • Использовать в жилых помещениях зануление и заземление электропроводки.
  • Избавляться от пыли, не допускать её скопления на ковровых покрытиях.
  • Соблюдать правила электробезопасности.
  • Обрабатывать синтетическую одежду антистатиком.

Защита от свободных электрических зарядов поможет сберечь здоровье, избежать взрывов и возгораний, улучшить работу технологических устройств и электронных приборов. Эти меры очень важны как для охраны каждого дома, так и для безопасности и улучшения условий для работников на производстве.

ГОСТ Р 53734.5.2-2009 Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Руководство по применению

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р
53734.5.2-2009

(МЭК 61340-5-2:2007)

Электростатика

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
ОТ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Руководство по применению

IEC 61340-5-2:2007
Electrostatics - Part 5-2: Protection of electronic devices
from electrostatics phenomena - User guides
(MOD)

Москва
Стандартинформ
2011

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт сертификации» (ОАО «ВНИИС») и Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Диполь» (ЗАО «Научно-производственная фирма «Диполь»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 072 «Электростатика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 1199-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61340-5-2-2007 «Электростатика. Часть 5-2. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Руководство по применению» (IEC 61340-5-2:2007 «Electrostatics - Part 5-2: Protection of electronic devices from electrostatics phenomena - User Guides) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок- в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального аге

как снять с человека, в доме, с оборудования, в офисе

Человек ежедневно встречается с электричеством, которое скапливается на различных синтетических вещах. То, как снять статическое напряжение, зависит от места и причин его возникновения. Способы для дома и предприятия отличаются из-за потенциальной опасности неконтролируемого заряда.

Суть явления

Под статическим электричеством понимается избыток свободных электронов, которые собираются на поверхности материала, имеющего нулевую проводимость тока. Хранится на материале оно до того момента, пока диэлектрик не войдет в контакт с проводником.

Воздействие статического электричества на человека

Статическое электричество можно встретить в быту и в природе. В дикой природе электроны скапливаются рядом с источниками воды, местами схождений лавин и ударов молний. В быту статическое электричество появляется из-за трения. Источником тока является и сам человек. В зависимости от чувствительности, его можно ощущать или нет. Зависит это от работы центральной нервной системы.

Эбонитовая палочка как пример диэлектрика

Источники

Источником становится поверхность, которая соприкасалась с другим материалом. Если в опытах с расческой необходимо тереть ткань о пластмассу, то в жизни разряд может накапливаться от одиночного контакта. Кроме трения, причиной возникновения статики может быть перепад температур или высокий уровень радиации.

Источники статики

Предмет может самостоятельно создать статическое поле или получить его от другого объекта после контакта с ним. Во втором случае происходит принудительная электризация или индукция.

Появиться статика может только при воздействии магнитного поля. Свободные заряды находятся вокруг, но их разряд слишком слаб, чтобы на человека это как-то влияло. Среда обитания обретает большое количество источников для получения дополнительного статического электричества.

Факторы

Статика влечет за собой опасные и вредные факторы. Особенно четко они прослеживаются на предприятиях, где должна соблюдаться определенная техника безопасности при работе с легковоспламеняющимися материалами. Искра может стать причиной пожара или взрыва, а при работе человека со станками — причиной получения травмы из-за сокращения мышц после разряда.

Возгорание завода из-за искры

Негативные факторы распространяются и на приборы. Оборудование для точных измерений перестает показывать корректные данные, а микросхемы в простых устройствах сгорают после получения разряда. Поэтому нужно знать, как снять статическое напряжение с материалов и человека.

Как от него защититься

Способы защиты от электричества на производстве и в быту отличаются. Причина заключается в потенциальных последствиях и необходимых мерах для предотвращения накопления большого заряда.

На производстве для предотвращения вредного и опасного воздействия статики предпринимают комплекс из следующих защитных мер:

  • предотвращение проникновения электрического тока в зону работы;
  • повышение проводимости материалов и окружающей среды;
  • увеличение устойчивости машин и механизмов к разрядам тока;
  • снижение скоростей обработки и транспортировки материалов;
  • создание полноценного грамотно оборудованного заземления.
Заземление на станках

Внимание! Способы предотвращения разрядов делятся на два типа: снижение активности создания статики и ускорение ухода энергии в почву.

Для устранения вероятности образования разрядов в быту применяются следующие меры:

  • замена мебели на антистатическую;
  • использование древесины и других материалов для отделки помещений, снимающих статику;
  • использование деревянной и металлической расчески и гребня;
  • шерстяная одежда снимается медленно;
  • влажная уборка;
  • шелковые вещи обрабатываются антистатическими спреями
  • проветривание;
  • использование антистатических щеток.
Источник опасности в быту

Дома не требуется устанавливать специальное заземление для отвода статического электричества. Но в условиях предприятия оно будет необходимо. В таком оборудовании точка сопротивления должна находиться не выше 1 мегаОма.

Влияние

Самое яркое проявление статического электричества можно встретить на промышленном производстве. По его вине происходят непредвиденные воспламенения горючих материалов из-за образующихся искр при контакте оператора с заземленным оборудованием. Электростатическая энергия может нести в себе разряд на 1.4 джоуля, чего становится достаточно для возгорания горючих веществ.

Интересно! Для предотвращения подобных ситуаций был разработан ГОСТ, в соответствии с которым накопленная энергия от статического заряда не может превышать 40% от необходимой энергии для загорания веществ или материалов.

Действие статического электричества отражается на волосах

Человек является переносчиком частиц, которые скапливаются на одежде. При этом главным условием накопления заряда является наличие обуви с подошвой, которая не позволяет электричеству уходить с тела.

Человек ощущает статику на себе в виде продолжительного напряжения или в качестве моментального разряда. В первом случае проходит слабое напряжение на протяжении долгого времени, а во втором — краткосрочное высвобождение, ощущаемое как покалывание. Редко мощность разряда превышает 7 джоулей, поэтому электричество не представляет опасности напрямую, но есть и косвенное влияние. Оно проявляется в виде сокращения мышц, из-за чего могут возникать производственные травмы.

Внимание! После сокращения мышц части тела невольно могут попасть в рабочие и движущиеся механизмы.

Постоянные разряды начинают отражаться на человеке. Ему становится сложнее работать, увеличивается раздраженность и усталость. Ритм сна и функционирование нервной системы в целом ухудшается.

Как избавиться от статического электричества

Статика появляется в любом помещении, будь то офис, квартира или дом. Чтобы избавиться от электричества, необходимо предпринять ряд мер:

  1. Увлажнить воздух. Для этого нужно проводить регулярные влажные уборки и проветривать помещение. В качестве дополнительного средства используются увлажнители воздуха. Если их стоимость отпугивает, то можно развесить на трубах мокрые полотенца.
  2. Заменить вещи из искусственных материалов на натуральные, например, из древесины.
  3. Если не получается полностью отказаться от синтетических материалов, то их можно обрабатывать антистатическими спреями. Особенно актуален этот метод в случае, когда необходимо понять, как избавиться в офисе от статического электричества, где нельзя ничего заменить.
  4. Если на пол настелен линолеум, то его нужно мыть с применением средства, предотвращающего возникновение электричества.
Увлажнитель воздуха

В бытовых ситуациях статическое электричество не представляет опасности, но является неприятным фактором, с которым можно бороться простыми методами. Куда опаснее заряды проявляют себя на производстве, где разряд может стать причиной возгорания легковоспламеняющихся материалов. Тогда применяемые методы защиты будут серьезнее, так как от этого зависит процесс производства и жизни людей.

Защита от статического электричества — Студопедия

Изучение проблемы статического электричества вызвано всё более широким применением полимерных материалов, синтетических тканей и волокон, способных накапливать большие заряды статического электричества во время переработки или эксплуатации. Вредное проявление статического электричества влечёт 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 тяжёлыми 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 лёгкой, 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 (например, получение полипропилена) под давлением инертных газов, что существенно снижает производительность и повышает себестоимость продукции. Электризация приводит 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 таковы, что защита от него стала одной из актуальнейших проблем.


Статическое электричество наносит большой ущерб. Поэтому нужны разработка и внедрение эффективных мер для защиты от электризации на разных производствах. Уже есть 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 плёнка влаги с растворёнными в ней солями. Такая плёнка обладает полупроводящими свойствами, что спо­собствует рассеянию зарядов. Но этот эффект не наблюдается, если водяные пары не адсорбируются на гидрофобных поверх­ностях (полимерные материалы, волокна и пр.) или температура воздуха в рабочей зоне выше, чем температура, при которой плёнка может удер­живаться на диэлектрике, а также когда скорость движения диэлектрика больше, чем скорость образования адсорбированной водяной плёнки (это зависит от химического строения вещества и степени загрязнения по­верхности). Там же, где увеличение относительной влажности воздуха яв­ляется эффективным средством борьбы с электризацией, многими исследованиями показано, 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.

В ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ. «Средства защиты от статического элек­тричества. Общие технические требования» [95] описаны различные технические средства для защиты людей от статического электричества.

Обязательным мероприятием, позволяющим устранить электростатические заряды с металлического оборудования, является заземление. Незаземлённое оборудование является источником повышенной опасности, так как энергия искры с металлических конструкций во много раз превышает энергию разряда с диэлектрика.

Оборудование считается электростатически заземлённым, если сопротивление утечки в любой точке при самых неблагоприятных условиях (низкая влажность воздуха и т. п.) не превышает 106 Ом. К электростатическим заземлителям не предъявляются столь жёсткие требования, как при заземлении оборудования с целью защиты человека от поражения электрическим током. Сопротивление заземлителя при отведении электрических зарядов допускается до 100 Ом. Надёжность соединения оборудования с заземлителями обычно обеспечивают сваркой, реже – болтовым креплением. При выполнении фланцевых соединений сопротивление между соседними фланцами не должно быть ниже 10 Ом, при этом применять специальные перемычки не обязательно. При установке временных заземлений (цистерны, измерительные устройства и т. д.) выбор типа заземлителей определяется только их механической прочностью.

В ряде случаев необходимо заземлять человека, который может наэлектризоваться при выполнении работ или из-за электростатической индукции. Для этого используют электропроводящие полы, заземлённые площадки вблизи рабочих мест в сочетании с проводящей либо полупроводящей обувью. К электропроводящим полам относятся незагрязнённые краской, маслами и прочими изолирующими веществами бетонные, пенобетонные и ксилолитовые полы. При достаточно высокой относительной влажности деревянные полы тоже хорошо отводят статическое электричество. Если используют заземлённые металлические площадки вблизи рабочего места, то необходимо полностью исключить возможность прикосновения человека к токоведущим частям опасного напряжения.

Возможности использовать специальную защитную одежду описаны в ГОСТ Р ЕН 1149-5-2008 ССБТ «Одежда специальная защитная. Элект­ростатические свойства. Часть 5. Общие технические требования» [49].

Придать антистатические свойства непроводящим полам, покрытым линолеумом, релином, полихлорвиниловой плиткой, можно влажной уборкой 10–20%-ным водным раствором хлористого кальция. Но повышать электропроводность полов неэффективно без применения проводящей обуви. Токопроводящей является обувь: 1 - с подошвой из слегка увлажнённой кожи или полупроводящей резины; 2 - пробитая медными, латунными или алюминиевыми заклёпками, не искрящими при ходьбе.

При переработке и применении материалов с удельным электрическим сопротивлением более 106–107 Ом·см (для органических жидкостей более 109–1010 Ом·см) заземление металлических конструкций - лишь до-

полнительное мероприятие 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 «абсолютно чистые» материалы, не содержащие примесей. В этой связи тонкая очистка веществ может 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 распространённым 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 твёрдых 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 заземлённого 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. Например, 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. 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 можно обеспечить при снижении скоростей ведения технологических процессов, однако эта мера в условиях современного производства крайне нежелательна. Поэтому для устранения электризации при транспортировании электризующихся жидкостей ограничивают скорость лишь на одном из участков трубопровода. Это мероприятие известно под названием «релаксация электростатических зарядов». Принцип релаксации основан на выдерживании диэлектрической жидкости в течение некоторого времени в относительном покое в релаксационной ёмкости (участок трубопровода значительно большего диаметра). За время нахождения жидкости в релаксаторе заряды успевают стечь на его заземлённые стенки. Установлено, что релаксационные емкости на 95–98 % снимают электростатические заряды.

При заполнении резервуаров диэлектрическими жидкостями возможно образование зарядов при разбрызгивании. Поэтому наполнение емкостей начинается при малой скорости движения электризующихся жидкостей с постепенным увеличением её по мере заполнения резервуара. Нельзя допускать резких перегибов трубопроводов и внутри них не должно быть выступающих частей, так как это приводит к дополнительной электризации 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.

В настоящее время для ионизации воздушной среды обычно приме-

няют 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. Они дают максимальную плотность ионизации. В зависимости от того, что в этом случае важнее обеспечить – минимальный остаточный заряд или нейтрализацию большого количества электричества – применяются электрические или индукционные нейтрализаторы.

Индукционный нейтрализатор представляет собой токопроводящий или диэлектрический стержень, на котором закреплены заземлённые иглы или метёлочки 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 заключается в том, что на иглы подаётся высокое (10–15 кВ) постоянное или переменное напряжение от специального источника, что повышает эффективность нейтрализации. Эффективность нейтрализаторов чаще всего оценивается по величине ионизационного тока, протекающего через нейтрализатор на заземлённое 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 необходимости снижать степень электризации до нуля. Для различных веществ и материалов существует минимальная плотность зарядов, не влияющая на ход технологического процесса. Поэтому работа того или иного нейтрализатора может быть оценена по значениям начальной (до нейтрализатора) и конечной (после нейтрализатора) плотности зарядов. На практике для конкретного типа нейтрализаторов могут быть построены зависимости начальной и конечной плотности зарядов при различных параметрах технологического процесса.

Всё 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 надо уменьшить электростатические заряды. Этот метод даёт возможность обеспечить взрывобезопасность применения даже высоковольтных нейтрализаторов. Однако 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 растёт с увеличением плотности. Наиболее перспективным методом, когда необходимо создать протяжённую 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 основе этого метода лежит механизм электрического разряда, для возникновения которого необходимо, чтобы разность потенциалов между заряженным телом и заземлёнными частями оборудования не превышала уровня, определяемого электрической прочностью воздуха. Для снижения потенциала заряженной поверхности стремятся повысить удельную электрическую ёмкость заряженной поверхности (или заряженных частиц) относительно земли. При увеличении ёмкости 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 заземлённые площадки (иногда под изоляционным покрытием пола), которые служат для увеличения ёмкости человека. Исследования показали, что таким образом можно увеличить ёмкость человека в 3–4 раза.

Иногда применяют обычные меры предотвращения возможности воспламенения – снижают концентрацию горючих веществ ниже нижнего предела взрываемости, создают атмосферу инертного газа, применяют электростатические экраны, 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 использование сразу нескольких из рассмотренных методов.

Цепи и схемы защиты от пониженного и перенапряжения

Для удовлетворительной работы всех электрических и электронных устройств рекомендуется разрешать напряжение в установленных пределах. Колебания напряжения в электроснабжении, безусловно, оказывают неблагоприятное воздействие на подключенные нагрузки. Эти колебания могут быть перенапряжения и понижения напряжения, которые вызваны несколькими причинами, такими как скачки напряжения, молнии, перегрузки и т. Д. Перенапряжения являются напряжениями, которые превышают нормальные или номинальные значения, которые вызывают повреждение изоляции электрических приборов, что приводит к коротким замыканиям.Аналогичным образом, пониженное напряжение вызывает перегрузку оборудования, что приводит к мерцанию лампы и неэффективной работе оборудования. Таким образом, данная статья предназначена для предоставления схем защиты от пониженного и повышенного напряжения с различными структурами управления.

Over Voltage or Under Voltages Over Voltage or Under Voltages Повышенное или пониженное напряжение

Чтобы понять эту концепцию и понять ее лучше, необходимо пройти три различных типа схем защиты от повышенного напряжения, которые используют компараторы и таймеры.


1. Схема защиты от пониженного и повышенного напряжения с использованием компараторов

Эта схема защиты от напряжения предназначена для разработки механизма отключения при низком и высоком напряжении для защиты нагрузки от любых повреждений.Во многих домах и на промышленных предприятиях колебания в подаче переменного тока происходят часто. Электронные устройства легко повреждаются из-за колебаний. Чтобы преодолеть эту проблему, мы можем реализовать механизм отключения цепи защиты от пониженного / повышенного напряжения, чтобы защитить нагрузки от чрезмерного повреждения.

Overvoltage and Under Voltage Protection Block Diagram Overvoltage and Under Voltage Protection Block Diagram Блок-схема защиты от перенапряжения и пониженного напряжения

Работа схемы

2. Схема защиты от перенапряжения и перенапряжения с использованием таймеров

Это еще одна схема защиты от перенапряжения и перенапряжения для разработки механизма защиты от низшего и высокого напряжения для защиты нагрузки от повреждение.Эта простая электронная схема использует таймеры вместо компаратора, как в приведенном выше случае, в качестве механизма управления. Сочетание этих двух таймеров обеспечивает вывод ошибки для переключения механизма реле, когда напряжение выходит за установленные пределы. Таким образом, он защищает приборы от неблагоприятного воздействия напряжения питания.

Over Voltage Protection using Timers Over Voltage Protection using Timers Защита от перенапряжения с использованием таймеров

Работа схемы:

Это две разные цепи защиты от перенапряжения и пониженного напряжения. Обе схемы работают одинаково, но используемые компоненты имеют значение между ними.Эти схемы просты, дешевы и просты в реализации, и, следовательно, теперь вы сможете выбирать между этими двумя для лучшего и надежного управления с простотой реализации. Так что напишите свой выбор и для любой другой технической помощи по созданию схем электронных проектов в разделе комментариев ниже.

Photo Credits:

  • Повышенное или пониженное напряжение статическим
  • Схема защиты от перенапряжения с использованием компараторов от blogspot
  • Схема защиты от перенапряжения с использованием таймеров с помощью электронных схем
.Полная защита системы питания
3-фазный статический стабилизатор напряжения 9 кВА

220,00 долларов США - 255,00 долларов США / Кусок | 1 шт. (Мин.Порядок)

Время выполнения:
Количество (шт.) 1 - 500 > 500
Est.Время (дни) 25 Торг
,

Методы защиты аккумулятора

Защита клеток

Целью защиты элементов является обеспечение необходимого контроля и управления для защиты элементов от недопустимых условий окружающей среды или эксплуатации, а также для защиты пользователя от последствий отказов батареи. Защита элементов может быть внешней по отношению к батарее, и это одна из основных функций системы управления батареями.

Меры безопасности также могут быть встроены в сами элементы, примеры которых приведены в разделе «Безопасность аккумулятора».

Элементы высокой мощности могут быть особенно опасными. Они содержат большое количество энергии, которая при неконтролируемом выделении в результате короткого замыкания или физического повреждения может иметь катастрофические последствия. В случае коротких замыканий в микросекундах могут накапливаться токи в сотни ампер, и защитные цепи должны быть очень быстрыми, чтобы предотвратить это.

Различные применения и различные химические составы клеток требуют различной степени защиты. В частности, для литиевых батарей требуются специальные цепи защиты и управления, чтобы поддерживать их в пределах предопределенных рабочих пределов напряжения, тока и температуры. Кроме того, последствия выхода из строя литиевого элемента могут быть довольно серьезными, что может привести к взрыву или пожару. Поэтому защита литиевых батарей необходима для литиевых батарей.Следующее обсуждение иллюстрирует некоторые из вовлеченных принципов.

В общем случае защита ячейки должна учитывать следующие нежелательные события или условия:

  • Чрезмерный ток во время зарядки или разрядки.
  • Короткое замыкание
  • Повышенное напряжение - перезарядка
  • Пониженное напряжение - Превышение установленных пределов глубины разряда (DOD)
  • Высокая температура окружающей среды
  • Перегрев - Превышение предела температуры ячейки
  • Повышение давления внутри ячейки
  • Изоляция системы в случае аварии
  • Злоупотребление

На двух диаграммах ниже показано, как заданы защитные устройства для защиты ячеек от условий вне допустимых пределов путем ограничения ячеек безопасной рабочей зоной.

Красные зоны определяются производителями ячеек как зоны, в которых "нет места", где ячейки, скорее всего, будут подвержены постоянному повреждению. Теоретически ячейка может работать в любом оставшемся рабочем пространстве, однако это не допускает погрешности, и на практике защитные устройства ограничивают рабочие условия ячейки меньшей «безопасной» рабочей зоной, показанной здесь зеленым цветом. Белая область между безопасной зоной и зоной отказа представляет собой проектный запас прочности.

Диаграммы также иллюстрируют, как несколько уровней функция защиты для обеспечения безопасных условий эксплуатации в любое время, даже если одно из устройств выходит из строя.

Токовая защита

Ячейка

Температура

Current Protection Range and Methods

Ток ячейки

На приведенной выше схеме показаны три схемы защиты, обеспечивающие два уровня защиты от перегрузки по току и перегрева.Если один выходит из строя, другой становится защитной сеткой.

Термопредохранитель

Чрезмерная температура в конечном итоге приведет к выходу из строя всех ячеек. Поэтому большинство защитных цепей содержат тепловой предохранитель, который будет постоянно отключать батарею, если ее температура превышает заданный предел.

Термистор (Не показано на схеме)

Термисторы являются схемными устройствами, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом имеют положительный температурный коэффициент, так как их сопротивление постепенно увеличивается с температурой, а в ограниченном диапазоне сопротивление можно считать линейно пропорциональным температуре. Точно так же термисторы NTC имеют отрицательный температурный коэффициент, и их сопротивление уменьшается с ростом температуры. Эти компоненты широко используются в цепях контроля и защиты для обеспечения аналогового напряжения по температуре или в цепях управления, предназначенных для обеспечения температурной компенсации.Они могут использоваться для прекращения заряда (dt / dT) или для отключения батареи от зарядного устройства в условиях перегрева при достижении температуры отключения, или они могут использоваться для включения вентиляторов охлаждения.

В некоторых приложениях термистор может быть единственным средством связи между батареей и внешним миром.

Термисторы также могут использоваться зарядным устройством для определения начальных условий окружающей среды и предотвращения зарядки, если температура аккумулятора слишком низкая или слишком высокая.

самовосстанавливающийся предохранитель

Самовосстанавливающийся предохранитель, указанный на схеме выше обеспечивает защиту от перегрузки по току. Он имеет функцию, аналогичную термическому предохранителю, но после его открытия он сбрасывается после устранения неисправности и после повторного охлаждения до нормального состояния. Он не требует ручного сброса или замены и поэтому очень удобен для пользователя, который может даже не знать о его работе.

Предохранитель срабатывает при достижении определенной температуры. Повышение температуры может быть вызвано резистивным саморазогревом термистора из-за тока, проходящего через него, или из-за проводимости или конвекции из окружающей среды. Таким образом, его можно использовать для защиты от перегрузки по току и перегрева.

Также называемый устройством PPTC (полимерный положительный температурный коэффициент), самовосстанавливающийся предохранитель представляет собой нелинейный терморезистор с положительным температурным коэффициентом на основе тонкого композита полукристаллического полимера и проводящих частиц.При нормальных условиях работы проводящие частицы обеспечивают путь с низким сопротивлением, позволяющий току течь. В условиях повреждения, которые вызывают чрезмерную температуру, такую ​​как чрезмерный ток или чрезмерно высокая температура окружающей среды, кристаллиты в полимере претерпевают резкую фазу изменить в течение очень узкий температурный диапазон плавления и превращения в аморфность вызывает разделение частиц, что приводит к значительному нелинейному увеличению сопротивления.

Резкое увеличение сопротивления обычно составляет три порядка или более, что снижает ток до относительно низкого и безопасного уровня.Он будет удерживаться в этом состоянии высокого сопротивления до тех пор, пока условия неисправности не будут устранены. При охлаждении изменение фазы меняется на противоположное, и PPTC сбрасывается в состояние низкого сопротивления (в определенных пределах после отключения).

Устройства имеют пониженную оценку при повышенных температурах, что означает, что они будут срабатывать при более низком токе, если температура выше. Экологические и электрические детали применения должны быть полностью поняты при проектировании с возможностью сброса предохранителей.

Эти устройства легко интегрируются в конструкцию батареи путем сварки через клеммы ячейки или размещения на печатной плате.

«Полисвитч» является примером такого устройства. (Polyswitch ™ является торговой маркой корпорации Raychem.)

Предохранители

Обычные предохранители могут использоваться для защиты аккумулятора от перегрузки, но во многих случаях они могут работать недостаточно быстро.Это особенно верно, если батарея закорочена. Поскольку у батареи очень низкий внутренний импеданс, могут протекать очень высокие мгновенные токи, которые могут серьезно повредить батарею. Однако плавкие предохранители работают очень медленно в условиях неисправности и могут работать недостаточно быстро, если батарея замкнута накоротко.

Быстродействующая защита от перегрузки по току и перенапряжению, которая может изолировать батарею, обычно обеспечивается электронными средствами.

Электронная защита

Защита от перегрузки по току обычно обеспечивается чувствительным устройством тока, которое определяет, когда был достигнут верхний предел тока батареи, и прерывает цепь.Поскольку ток трудно измерить, обычный метод измерения тока заключается в измерении напряжения на низком омическом значении с высокой точностью, последовательностью, чувствительностью резистор в токовом тракте. По достижении указанного предела тока чувствительная цепь сработает от переключателя, который нарушит путь тока. Переключатель может быть полупроводниковым устройством или даже реле. Реле недороги, они могут переключать очень высокие токи и обеспечивают очень хорошую изоляцию в случае неисправности, но они работают очень медленно.Переключатели FET обычно используются для обеспечения быстродействующей защиты, но они ограничены в своей пропускной способности по току и очень дороги для приложений с высокой мощностью.

После устранения неисправных условий цепь, как правило, автоматически подключается повторно, однако существуют определенные обстоятельства, когда цепь замыкается на разрыв. Это могло бы защитить не подозревающего сервисного инженера, расследующего, почему сработала высоковольтная батарея.

Защита по напряжению

Ячейка

Температура

Voltage Protection Range and Methods

Напряжение на ячейке

На приведенной выше схеме показана схема защиты от повышенного и пониженного напряжения, а также защиты от перегрева.В этом случае это также показывает взаимодействие с зарядным устройством. Батареи могут быть повреждены как перенапряжением, которое может возникнуть во время зарядки, так и пониженным напряжением из-за чрезмерной разрядки. Эта схема позволяет устанавливать пределы напряжения для зарядки и разрядки. Аккумуляторы могут быть особенно подвержены перезарядке. (См. Раздел «Зарядка»). Обеспечивая зарядное устройство входами от датчиков напряжения и температуры в батарее, зарядное устройство может быть отключено, когда батарея достигнет заданных пределов управления.На приведенной выше схеме показано только одно отключение напряжения от зарядного устройства, однако может быть реализовано несколько схем защиты для обеспечения комплексной схемы защиты с использованием зарядного устройства, а также защиты, встроенной в аккумулятор.

Следует отметить, что каждое защитное устройство, добавленное в основную линию тока, будет увеличивать эффективный внутренний импеданс батареи, в два раза увеличивая его в случае одноэлементных батарей.Это отрицательно влияет на способность батареи обеспечивать пиковую мощность.

Интеллектуальные батареи

Когда система зарядки предполагает связь между аккумулятором и зарядным устройством, она называется интеллектуальной системой зарядки. Пример интеллектуальной батареи приведен в разделе «Системы управления батареями». Был определен отраслевой стандарт для определения линии связи.Это SMBus, и это поддерживается чипсетами, которые были разработаны для облегчения этого протокола. Хотя SMBus удобен, многие производители по-прежнему предпочитают использовать собственные решения.

Мониторинг

Помимо отправки сигналов на зарядное устройство интеллектуальная батарея может включать сигнальные огни или отправлять пользователю сигналы о состоянии батареи. Мониторинг является важным компонентом систем управления батареями.

Вентиляция

При многих клеточных химических процессах электрохимический процесс может привести к образованию газов, особенно в условиях избыточного заряда. Это называется газом. Если газам будет позволено уйти, активная масса химических веществ в ячейке будет уменьшена, что приведет к постоянному снижению ее емкости и продолжительности цикла. Кроме того, выброс химических веществ в атмосферу может быть опасным.Поэтому производители разработали герметичные ячейки, чтобы предотвратить это. Однако запечатывание ячеек порождает другую проблему. Если происходит выделение газа, давление внутри ячейки будет расти, это обычно будет сопровождаться повышением температуры, что ухудшит положение, пока ячейка не разорвется или не взорвется. Чтобы преодолеть эту вторую проблему, запечатанные ячейки обычно включают некоторую форму вентиляционного отверстия для контролируемого сброса давления, если оно становится чрезмерным. Это последняя линия защиты для подвергшейся насилию ячейки, если все остальные меры защиты не сработаютЯчейки не предназначены для вентиляции при нормальных условиях эксплуатации.

Устройство прерывания цепи (CID)

Для небольших ячеек доступен альтернативный метод борьбы с избыточным давлением. Это небольшой механический переключатель, который прерывает прохождение тока через ячейку, если внутреннее давление превышает заданный уровень. Этот метод не подходит для элементов большой мощности из-за сложности включения переключателей, которые могут отключать высокие токи, обычно вызывающие избыточное давление в элементе.

К сожалению, нет простого способа контроля внутреннего давления стандартных ячеек, чтобы упростить реализацию простых механизмов контроля давления, особенно для приложений с большим током, и разработчик продукта зависит от эффективности предохранительного вентиляционного отверстия и использования систем, основанных на температуре. мониторинг для обеспечения защиты от чрезмерного повышения давления в камерах.

См. Также эффекты давления.

Существует вероятность взрыва, если запечатанная ячейка заключена таким образом, что она не может вентилироваться. Вентиляционные отверстия часто крошечные и обычно остаются незамеченными. Стандартные держатели батарей не будут блокировать вентиляционные отверстия, но герметизация батареи в эпоксидной смоле для создания надежного силового модуля непременно.

PTC (Давление, Температура, Ток) Переключатель

Несколько более сложное защитное устройство, которое блокирует скачки тока и прерывает цепь в случае избыточного давления или перегрева.Он сбрасывает и не отключает батарею при запуске, но отключение может необратимо увеличить их электрическое сопротивление почти в два раза, увеличивая вероятность последующего катастрофического отказа. Обычно используется в маленьких цилиндрических ячейках, таких как 18650.

Многоячеечные приложения

В применениях с несколькими ячейками каждая ячейка должна иметь свое собственное устройство обнаружения перенапряжения.Также потребуется несколько датчиков температуры, поскольку упаковка может не иметь одинаковую температуру во всех ячейках. Последовательно соединенные цепочки ячеек обычно требуют только одного устройства контроля и защиты тока, если не предусмотрена зарядка или обход отдельных ячеек. В таких случаях для каждой ячейки также требуется собственный текущий монитор. Такое усложнение, к сожалению, необходимо в высоковольтных блоках, содержащих длинную последовательность ячеек. Это связано с тем, что отдельные элементы могут быть перегружены и вызвать преждевременный выход из строя всей батареи.Почему это происходит и как этого избежать, обсуждается в разделе «Балансировка ячеек».

Изоляция системы

В то время как батарея может обнаруживать и инициировать защитные действия для событий в системе батареи, есть некоторые приложения, которые требуют, чтобы батарея реагировала на внешние события. Это может быть условие недопустимости, такое как высокая температура в какой-либо другой части приложения, которая требует отключения питания.Например, в случае автомобильной аварии, инерционный выключатель должен изолировать аккумулятор. В этих ситуациях аккумулятор должен включать переключатель в главном токовом тракте, который может быть вызван внешним сигналом. Это не обязательно должен быть отдельный переключатель, так как можно было бы спроектировать схему защиты аккумулятора от перегрузки по току для приема триггера от внешнего источника.

Емкостные и индуктивные нагрузки

Емкостные и индуктивные нагрузки могут подвергаться значительным скачкам тока при увеличении нагрузки.Эти скачки могут быть достаточными для отключения токовых защитных цепей, но могут быть недостаточно продолжительными, чтобы повредить батарею. Если приложение не позволяет спроектировать скачок тока, тогда схема защиты должна включать таймер или какое-либо другое устройство для задержки или отключения отключения тока во время ожидаемых коротких импульсов тока.

Текущий слив

Целью защиты является продление срока службы батареи.Сами электронные схемы защиты потребляют ток от батареи, уменьшая эффективную емкость батареи для питания требуемой нагрузки. Поэтому низкий ток покоя является существенным требованием для защитных цепей.

Процедуры и дисциплина

Никакое количество электроники не защитит ячейку от неправильных методов управления.

  • Мы знаем, что повышенные температуры вредны для батарей.Поэтому мы должны гарантировать, что клетки хранятся в прохладной среде.
  • Мы знаем, что закорачивание терминалов может быть опасным. Мы должны убедиться, что методы обработки и упаковки не допускают этого.
  • Мы знаем, что батареи имеют ограниченный срок службы. Мы должны убедиться, что магазины работают на условиях FIFO.
  • Производители сотовых ячеек устанавливают рабочие пределы и условия для своих ячеек. Мы должны обеспечить соблюдение этих рекомендаций на всех этапах процессов закупок, производства и доставки.

Защита во время производства

Процедуры безопасного обращения с батареями в целом приведены в разделе «Инструкции по безопасности пользователя».

Кроме того, любая электронная схема, входящая в комплект батарей, может быть подвержена повреждению от электростатических разрядов (ESD), вызванных неправильным обращением в процессе производства.Статическое электричество может накапливаться в теле человека из-за контакта или трения с изоляторами и другими синтетическими материалами, такими как пластмассовые и пенопластовые чашки, пластиковые пакеты и одежда. Его эффект особенно силен в сухой атмосфере. Если заряженный человек затем касается объекта с более низким потенциалом или потенциалом земли / земли, такого как печатные платы или компоненты, заряд будет рассеиваться по этому пути. Этого заряда достаточно, чтобы повредить транзисторы и интегральные схемы. Даже если устройства, чувствительные к статическому электричеству, не обрабатываются напрямую, их можно повредить, прикоснувшись к контактам или разъемам на печатной плате.

Стандартные меры предосторожности во избежание электростатического повреждения включают в себя запрещение случайного обращения с предметами на производственной линии (посетителями или менеджерами), ношение заземляющих ремешков всеми, кто касается компонентов или печатных плат, проводящих полов, токопроводящей упаковки, маркировки чувствительные к статическому электричеству компоненты и предотвращение образования склонных к статическому электричеству материалов вблизи производственной линии.

См. Также Безопасность батареи

,

200 кВА 3-фазный статический - твердотельный стабилизатор с тиристорным управлением 2008 инверторы, в 2009 серво и статический регулятор были включены в наш ассортимент продукции.
Сегодня качественная продукция производится большим персоналом на площади 1000 м2. Наши продукты в основном основаны на микроконтроллерах и имеют большую защитную структуру, а риск их отказа близок к нулю.Продукция производится в соответствии с CE и другими нормами качества. Наша продукция имеет сертификат качества CE и услуги нашей компании по стандартам ISO-9001. Наша цель в ближайшие годы - получить другие международные сертификаты качества.
Башта Кения, Ирак, Македония, Азербайджан, Пакистан, Украина, Иран Олмак üzere 25 ülkeye ihracat yapmaktayız. Hedefimiz bu sayıyı 50 nin üzerine çıkarmaktır.
Мы осуществляем экспорт в 25 стран, включая Ирак, Македонию, Азербайджан, Пакистан, Украину, Иран и в основном Кению.Наша цель состоит в том, чтобы увеличить это число выше 50.
В нашем зарубежном представительстве есть Kenafric, Qemiqaya, Agakhan Univertcity и Tigem, Akçansa, Türktelekom, Arçelik, Ford Otosan, Kıyı emniyet, Modern Enerji и т. Д., И сотни компаний среди наших отечественных ссылки, и это сделано как noname для компаний, которые мы не можем назвать их имена.
У нас широкая сервисная сеть в нашей стране и за рубежом, она обслуживается 7 дней 24 часа. Наш отдел исследований и разработок постоянно совершенствует наши продукты, следуя технологическим разработкам.Мы создаем профессиональные решения с нашей командой R & D для многих специальных продуктов, которые требуют от наших клиентов.
Мы хотим удовлетворить потребности нашего изолированного трансформатора, статического регулятора, трансформатора, реактора вашей компании нашим опытным и квалифицированным техническим персоналом и экономичной и качественной продукцией.
Мы будем рады видеть вас в наших ценных рекомендациях. Благодарим вас за интерес, проявленный к нашей компании, и мы желаем вам успеха в вашем бизнесе, заявив, что мы готовы вести переговоры по техническим и коммерческим вопросам.
«АРТСАН ЭНЕРГИЯ И ИНЖИНИРИНГ» была создана для производства силовой электронной продукции в 2006 году. После завоевания доверия в отрасли в первый год создания, в 2007 году были введены трансформаторы, в 2008 году инверторы, в 2009 году серво и статический регулятор. в наше портфолио продуктов.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о