Защита от статического напряжения – Защита от статического электричества

Содержание

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.

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.

rozetkaonline.ru

ЗАЩИТА ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Статическое электричество (согласно ГОСТ 12.1.018) — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности (или в объеме) диэлектриков или на изолированных проводниках.

Возникновение зарядов статического электричества.

Заряды статического электричества образуются при самых разнообразных производственных условиях, но чаще всего при трении одного диэлектрика о другой или диэлектриков о металлы. На трущихся поверхностях могут накапливаться электрические заряды, легко стекающие в землю, если физическое тело является проводником

электричества и заземлено. На диэлектриках электрические заряды удерживаются продолжительное время, вследствие чего они и получили название статического электричества.

Статическое электричество возникает в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов и ионов при соприкосновении двух поверхностей неоднородных жидких или твердых веществ, имеющих различные атомные и молекулярные силы поверхностного притяжения.

Мерой электризации является заряд, которым обладает данное вещество. Интенсивность образования зарядов возрастает с увеличением скорости перемещения материалов, их удельного сопротивления, площади контакта и усилия взаимодействия. Степень электризации заряженного тела характеризует его потенциал относительно земли.

В производстве накопление зарядов статического электричества часто наблюдается при: трении приводных ремней о шкивы или транспортерных лент о валы, особенно с пробуксовкой; перекачке огнеопасных жидкостей по трубопроводам и наливе нефтепродуктов в емкости; движении пыли по воздуховодам; дроблении, перемешивании и просеивании сухих материалов и веществ; сжатии двух разнородных материалов, один из которых диэлектрик; механической обработке пластмасс; транспортировании сжатых и сжиженных газов по трубам и истечении их через отверстия, особенно если в газах содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль; движении автотранспортера, тележек на резиновых шинах и людей по сухому изолирующему покрытию и т. д.

Сила тока электризации потока нефтепродуктов в трубопроводах зависит от диэлектрических свойств и кинематической вязкости жидкости, скорости потока, диаметра трубопровода и его длины, материала трубопровода, шероховатости и состояния его внутренних стенок, температуры жидкости. При турбулентном потоке в длинных трубопроводах сила тока пропорциональна скорости движения жидкости и диаметру трубопровода. Степень электризации движущихся диэлектрических лент (например, транспортерных) зависит от физико-химических свойств соприкасающихся материалов, плотности их контакта, скорости движения, относительной влажности и т. д.

Опасность разрядов статического электричества.Искровые разряды статического электричества представляют собой большую пожаро- и взрывоопасность. Их энергия может достигать 1,4 Дж, что вполне достаточно для воспламенения паро-, пыле- и газовоздушных смесей большинства горючих веществ. Например, минимальная энергия воспламенения паров ацетона составляет 0,25 ·10-3 Дж, метана 0,28 ·10-3, оксида углерода 8 ·10-3, древесной муки 0,02, угля 0,04Дж. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12.1.018 электростатическая безопасность объекта считается

достигнутой только в том случае, если максимальная энергия разрядов, которые могут возникнуть внутри объекта или с его поверхности, не превышает 40 % минимальной энергии зажигания веществ и материалов.

Электростатический заряд, возникающий при выполнении некоторых производственных процессов, может достигать нескольких тысяч вольт. Например, при трении частиц песка и пыли о днище кузова при движении автомобиля генерируется потенциал до 3 кВ; при перекачке бензина по трубопроводу — до 3,6кВ; при наливании электризующихся жидкостей (этилового спирта, бензина, бензола, этилового эфира и др.) в незаземленные резервуары в случае свободного падения струи жидкости в наполняемый сосуд и большой скорости истечения —до 18...20кВ; при трении ленты транспортера о вал — до 45 кВ; при трении трансмиссионных ремней о шкивы —до 80кВ.

При этом следует иметь в виду, что для взрыва паров бензина достаточно потенциала 300 В; при разности потенциалов 3 кВ воспламеняются горючие газы, а 5 кВ — большинство горючих пылей.

Статическое электричество может накапливаться и на теле человека при ношении одежды из шерсти или искусственного волокна, движении по токонепроводящему покрытию пола или в диэлектрической обуви, соприкосновении с диэлектриками, достигая в отдельных случаях потенциала 7 кВ и более. Количество накопившегося на людях электричества может быть вполне достаточным для искрового разряда при контакте с заземленным предметом. Физиологическое действие статического электричества зависит от освободившейся при разряде энергии и может ощущаться в виде слабых, умеренных или сильных уколов, а в некоторых ситуациях — в виде легких, средних и даже острых судорог. Так как сила тока разряда статического электричества ничтожно мала, то в большинстве случаев такое воздействие неопасно. Однако возникающие при этом явлении рефлекторные движения человека могут привести к тяжелым травмам вследствие падения с высоты, захвата спецодежды или отдельных частей тела неогражденными подвижными частями машин и механизмов и т. п.

Статическое электричество может также нарушать нормальное течение технологических процессов, создавать помехи в работе электронных приборов автоматики и телемеханики, средств радиосвязи.

Мероприятия по защите от статического электричествапроводят во взрыво- и пожароопасных помещениях и зонах открытых установок, относящихся к классам B-I, B-I6, В-II и В-IIа. В помещениях и зонах, которые не относятся к указанным классам, защиту осуществляют на тех участках производства, где статическое электричество отрицательно влияет на нормальное протекание технологического процесса и качество продукции.

Меры защиты от статического электричества направлены на предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредного воздействия.

Предотвращение накопления зарядов статического электричества достигается заземлением оборудования и коммуникаций, на которых они могут появиться, причем каждую систему взаимосвязанных машин, оборудования и конструкций, выполненных из металла (пневмосушилки, смесители, газовые и воздушные компрессоры, мельницы, закрытые транспортеры, устройства для налива и слива жидкостей с низкой электропроводностью и т. п.), заземляют не менее чем в двух местах. Трубопроводы, расположенные параллельно на расстоянии до 10см, соединяют между собой металлическими перемычками через каждые 25 м. Все передвижные емкости, временно находящиеся под наливом или сливом сжиженных горючих газов и пожароопасных жидкостей, на время заполнения присоединяют к заземлителю. Автозаправщики и автомобильные цистерны заземляют металлической цепью, соблюдая длину касания земли не менее 200 мм.

Снижение интенсивности возникновения зарядов статического электричества достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, отводом электростатического заряда, подбором поверхностей трения, очисткой горючих газов и жидкостей от примесей. Безопасные скорости транспортировки жидких и пылевидных веществ зависят от их удельного объемного электрического сопротивления ρv. Так, для жидкостей с ρv ≤ 105 Ом ·м допустимая скорость должна быть не более 10 м/с, при 105 Ом ·м < pv < 109 Ом· м — до 5 м/с, а при ρv > 109 Ом·м скорости устанавливают для каждой жидкости отдельно, но, как правило, не более 1,2 м/с. При подаче жидкостей в резервуары необходимо исключить их разбрызгивание, распыление и бурное перемешивание. Наливную трубку необходимо удлинить до дна сосуда с направлением струи вдоль его стенки. При первоначальном заполнении резервуаров жидкость подают со скоростью, не превышающей 0,5...0,7 м/с.

Лучший способ снижения интенсивности накопления зарядов статического электричества в ременных передачах — увеличение электропроводимости ремней, например, с помощью прошивки внутренней поверхности ремня тонкой медной проволокой в продольном направлении или смазыванием его внутренней поверхности токопроводяшими составами (содержащими, например, сажу и графит в соотношении 1:2,5 по массе и др.). Следует также уделять внимание регулировке натяжения ремней и по возможности снижению скорости их движения до 5 м/с.

Если предотвратить накопление зарядов статического электричества заземлением не удается, то следует принять меры по

уменьшению объемных и поверхностных диэлектрических сопротивлений обрабатываемых материалов. Это достигается повышением относительной влажности воздуха до 65...70 %, химической обработкой поверхности, применением антистатических веществ, нанесением электропроводных пленок, уменьшением скорости перемещения заряжающихся материалов, увеличением чистоты обработки трущихся поверхностей и т. д.

При невозможности использования средств защиты от статического электричества рекомендуется нейтрализовать заряды ионизацией воздуха в местах их возникновения или накопления. Для этого используют специальные приборы — ионизаторы, создающие вокруг наэлектризованного объекта положительные и отрицательные ионы. Ионы, имеющие заряд, противоположный заряду диэлектрика, притягиваются к объекту и нейтрализуют его.

Для отвода статического электричества с тела человека предусматривают токопроводящие полы или заземленные зоны, рабочие площадки, поручни лестниц, рукоятки приборов и т.д.; обеспечивают работающих токопроводящей обувью с сопротивлением подошвы не более 108 Ом, а также антистатической спецодеждой.




infopedia.su

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

Защита от статического электричества

Изучение проблемы статического электричества вызвано всœе 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 всœегда 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 инœертных 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 всœего 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 увлажнителœей, 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 соединœения оборудования с заземлителями обеспечивается обычно сваркой, реже – болтовым креплением. При выполнении фланцевых соединœений сопротивление между сосœедними 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 заземлителœей 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 соединœениями.

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.рф
К 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 всœех 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 всœего оценивается по величинœе 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 инœертного 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

Способы и средства защиты от статического электричества, Контроль электростатических величин, Защита от статического электричества в производственных помещениях

1331 Контроль электростатических величин

Уровень электризации тела определяется количеством зарядов статического электричества и характером их распределения на поверхности и в объеме диэлектрика

В производственных процессах возникает необходимость оценки уровня электризации с целью снижения заряда до безопасного уровня и разработки способов и средств защиты от статического электричества

К наиболее важных параметров электризации относятся: напряженность электрического поля зарядов статического электричества, плотность поверхностного и объемного зарядов, потенциал заряженных объектов

Механическое движение массы заряженного диэлектрика или соединение с землей заряженной поверхности с определенной проводимостью приводит прохождения электрического тока

Для измерения потенциалов и напряженностей электростатического поля, плотность поверхностного заряда применяются электростатические, динамические и электронные электрометра (например, типа"ПК-2-3А","ИЭЗ-П. П","ИСЭП-9","ИНЭП-2","DER"и др.), а также статические вольтметры (например,. С50,. С70,. С95,. С96,. С100 и др.тметри (наприклад,. С50,. С70,. С95,. С96,. С100 та інш.).

Токи электризации обычно измеряются микроамперметра (например, типов. М96,. М1690,. М1692,. М1400 и др.)

Измерение сопротивления поверхности объектов осуществляется с помощью мостов сопротивления (например, типов. МО2,. МОМ3,. Е7-11,. М416 и др.). Сопротивление в жидкостях измеряется приборами (например, типа. ЕК6-7,. ЕК6-11 и др.). Электрическая емкость объектов может быть определена с помощью приборов. Е12-1,. Е7-11,. Е7-5А,. МЛ4-ИАМ и др. інш.

Важной характеристикой статической электризации есть время tn, в течение которого напряженность поля заряженной поверхности уменьшается вдвое. Для оценки значения этого критерия необходим непрерывный запись процессов зарядки и стекания заряда. С этой целью применяют ься самопишущие приборы, например типа. Н-37,. Н-338 и др.нш.

Шкала оценки антистатических свойств в случае использования критерия tn приведена в табл131

. Таблица 131. Оценка антистатических свойств

Антистатические свойства материалов

Значение t, c

Отличные

0,5

Хорошие

0,52

Умеренные

210

Слабые

10100

Отсутствуют

100

1332 Защита от статического электричества в производственных помещениях

При обслуживания и ремонта современного авиационного, радиотехнического оборудования вычислительных устройств и средств автоматики предъявляются повышенные требования к частоте помещений и воздушной среды, упаковочных мате ериалив, которым отвечают крепкие, не ворсистые, диэлектрические материалы, которые легко моются. Однако эти материалы, как правило, хорошо электризуются и имеют малую подвижность, что способствует накоплению электростат ческих зарядов и не позволяет надежно заземлить обът.

Электростатические заряды могут возникать как на диэлектрических покрытиях столов, пола, на деталях упаковки-распаковки изделий, на изолированных от земли паяльник, пинцет, корпусах изделий, так и на одежды человек.

Заряды статического электричества образуются на теле человека при ношении одежды из синтетических тканей, при ходьбе по синтетическим полу или ковру, при работе с наэлектризованными изделиями и мате ериаламы, вследствие трения об обшивку столов, стульев и др..

Установлено, например, что человек, который идет по сухому ковру, заряжается в среднем до 12 кВ. Максимальное значение потенциала, до которого может зарядиться человек в результате контакта обуви и одежды из поверхностью твердых диэлектриков, достигает 40 кВ.

Разряд с человека в любой предмет или на другого человека, который имеет отличный от нее потенциал, может привести к потере трудоспособности, болезненных ощущений, снижению производительности труда, а при определенных х условиях - к пожару или пожаров.

Изменение потенциала человека и описывается выражением:

Степень опасности физиологического действия электростатических разрядов на человека, а также зажигательная способность энергии, выделяющейся во время разряда с человека, может быть оценена с помощью графика, показа а ноги на рис132. Действие электричества становится ощутимой для человека (участок I) при потенциале и 3 кВ. Стойка искра может возникать уже при 5 кВ (участок II). На участках III (до 7 кВ) и IV (до 11 кВ) происходят соответственно легкий и средний уколы. На участке. В (до 25 кВ) во время разряда на человека наблюдается легкая судорога, на участке VI (до 35 кВ) - средняя судорога, а при потенциале по над 35 кВ (участок VII) - острая судорогдорога.

На рис132 показаны значения минимальной энергии зажигания бензина (зона. А), этилацетата (зона. Б), серы (зона. В), сажи (зона. Г)

Для обеспечения электростатической искробезопасности должны выполняться требования. ГОСТ 121004-91. ССБТ"Пожарная безопасность. Общие требования",. ГОСТ 121010-76. ССБТ"взрывобезопасности. Общие требования",. ГОСТ. Т 121018-93. ССБТ"Пожароискробезопас-ность статического электричества", а также нормативно-технической документации на объекты, в которых применяются горючие материалы или являющихся источниками разряд ей статического электричества. Методы защиты от статического электричества условно делятся на две группы. К первой группе относятся способы, которые предупреждают образование электростатических зарядов: заземление металл евых и электропроводных неметаллических элементов оборудования, увеличение поверхностной и объемной проводимости диэлектриков и др.вої і об'ємної провідності діелектриків та інш.

Классификация основных средств защиты от статического электричества приведена в. ГОСТ 124124-83. ССБТ"Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования"

Требования электростатической безопасности производственных процессов рабочих мест и персонала во время обслуживания и ремонта авиационной техники сформулированы в работе

Для электростатической защиты работающих в производственных процессах могут применяться средства коллективной и индивидуальной защиты

К средствам коллективной защиты от статического электричества относятся:

1) заземляющие устройства;

2) увлажняющие устройства;

3) антиэлектростатическим вещества;

4) экранирующие устройства;

5) нейтрализаторы статического электричества

Для отвода заряда из металлического объекта, электрически не соединенного с землей, наиболее простым и эффективным способом является его заземления. Для диэлектрических поверхностей с высоким удельным сопротивлением (p 109. Ом-м) заземление не является эффективным способом электростатической защиты, поскольку заряд статического электричества стекает на землю с ограниченной участки поверхности, граничащей с местом подключения заземления

В соответствии с работой сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, не должен превышать 100. Ом

При наличии в сети заземления защитного сопротивления"106. Ом наблюдается плавное стекание заряда статического электричества

Эффективное отвода заряда с тела человека обеспечивают антистатическое обувь, антистатический спецодежда, коврики, антистатические браслеты, сопротивление стекания тока которых должен находиться в пределах 106 108. Ом

Одним из эффективных средств снижения электростатического заряда диэлектрика является повышение его электропроводности применением увлажняющих устройств или антиэлектростатических материалов. Рекомендуется при астосування общего и местного увлажнения воздуха в опасных по статическим электричеством местах помещения до 70% относительной влажности, если это допустимо по условиям выполнения технологического процессу.

Для большинства диэлектриков характерна способность адсорбировать на своей поверхности тонкую пленку влаги. В этой пленке содержится обычно достаточное количество ионов с растворенного материала и загрязнений, при изводить к повышению электропроводности диэлектрической поверхні.

Характерный график изменения времени tn, в течение которого напряженность электростатического поля уменьшается наполовину, с изменением относительной влажности в производственном помещении, показан на рис133

Следует отметить, что присутствие в воздухе водяного пара практически не влияет на его проводимость

В тех случаях, когда по условиям производства недопустимо повышение относительной влажности, применяются анти электростатические материалы, принцип действия которых заключается в уменьшении поверхностного или объемного электрических сопротивлений твердых или жидких материале.

Положительный эффект применения анти электростатических материалов, которые наносятся на поверхность, достигается за счет повышения свойств или повышения проводимости непосредственно за сче ок физико-химических свойств антиелек-тростатичних веществ. Как правило, продолжительность действия указанных веществ составляет от нескольких часов до нескольких диб.

В отличие от антиэлектростатических веществ, наносимых на поверхность, вещества, которые вводятся в объем, позволяют получать материалы с устойчивыми свойствами на протяжении всего периода их эксплуат подносе.

Экранирующие устройства, применяемые для электрической защиты объектов, по конструктивному исполнению делятся на козырьки и перегородки

Наличие на диэлектрической защищаемой поверхности, металлической арматуры в виде полосок или сетки, установленной на уровне поверхности, являются эффективным способом снижения плотности поверхностного заряда ста аттической электрик.

Для снижения уровня электризации предлагаются нейтрализаторы статического электричества

По принципу действия нейтрализаторы делятся на индукционные, высоковольтные постоянного и переменного напряжения, радиоактивные (лучевые), ионные (ИЕГД) и аэрозольные (АЕГД) електрогазодинамични

При выборе типа нейтрализатора, предназначенного для использования в производственных условиях, одним из решающих факторов является простота его конструкции

Наиболее простым по техническим решением является нейтрализатор индукционного типа (рис134). Основными функциональными элементами нейтрализаторов указанного типа являются электроды с малым радиусом закругления (104 106 м), коронуют под действием электрического поля поверхностных и объемных зарядов статического электричества; защитный кожух; сеть заземления. Эффективность работы нейтрализаторов указанного типа повышается с изм меншенням радиуса закругления электрода и расстояния до заряженного объекта.

С целью снижения порога срабатывания нейтрализатора в сеть коронирующих электродов включается источник высокого напряжения. В этом случае нейтрализатор называется высоковольтным (рис135). Полярность висок кой напряжения, подаваемого на коронирующих электродов, должна быть противоположной по сравнению с полярностью заряда на объекте. В связи с тем, что значение поверхностного заряда объекта, например, полимерной п ливкы, может изменяться в широких пределах с возможным изменением полярности на противоположную, в процессе работы униполярного высоковольтного нейтрализатора может происходить перезарядка поверхности объекта. Эффект перезарядки может быть уменьшен или полностью исключен применением высоковольтных нейтрализаторов с переменной рабочее напряжениепругою.

Радиоизотопные нейтрализаторы не нашли широкого применения в связи с малой эффективностью и сложной технологии сбора и захоронения радиоактивных материалов

Принцип действия електрогазодинамичних нейтрализаторов основан на переносе ионов (ИЕГД нейтрализаторы) или электрически заряженных аэрозольных частиц (АЕГД нейтрализаторы)

Основные конструктивные элементы електрогазодинамичниого нейтрализатора, генерируемого ионы, показаны на рис136

Изменение полярности заряженной струи достигается использованием двух источников высокого напряжения (ДВН) противоположных полярностей для подачи рабочего напряжения на коронирующих электродов (иглу)

Аэрозольные електрогазодинамични (АЕГД) нейтрализаторы (рис137) имеют наивысшую эффективность по сравнению с другими типами нейтрализаторов, т.е. максимальное значение нейтрализующего тока

Одним из существенных недостатков всех типов газодинамических нейтрализаторов является аэродинамический шум, который не позволяет устанавливать их в непосредственной близости от рабочих мест без специальных средств защ сту е

шума

uchebnikirus.com

Статическое электричество: меры защиты

На диэлектрических материалах после их трения между собой или о металлические предметы, происходит образование электрических зарядов повышенной плотности. Таким образом, возникает статическое электричество, меры защиты против которого совершенно необходимы. Прежде всего, это связано с медленным исчезновением заряда из-за того что диэлектрики обладают крайне низкой электропроводностью.

Появление и опасность статического электричества

Причиной электризации также может быть индукция. На металлической поверхности происходит появление электрического заряда с противоположным значением, плотность которого равномерна во всех местах. Условия для возникновения данного явления могут быть самыми различными. Нередко причиной выступает перекачиваемая жидкость, движущаяся по трубопроводам или в виде падающей струи. Такой же эффект дают сжатые или сжиженные газы, работа ременных передач, измельчение и обработка органических и полимерных материалов.

Электризация диэлектрических материалов часто достигает разности потенциалов с высоким напряжением. Например, в процессе перекачивания бензина с помощью трубопровода с изолированным участком, электрические потенциалы могут колебаться на уровне от 1460 до 14600 вольт.

Серьезную опасность представляет накопление статического электричества. В таких случаях нередко проявляется сильный искровой разряд. Освобожденная энергия искры со значением в 0,01 Дж уже способна вызвать пожар и взрыв. Напряжение в 300 вольт приводит к воздушному искровому разряду. Предотвратить последствия электрических разрядов помогает принятие своевременных специальных мер.

Защитные мероприятия от статического электричества

Чтобы выровнять потенциалы и предотвратить возникновение искр все трубопроводы, расположенные параллельно, на расстоянии менее 100 мм, соединяются перемычками через каждые 20-25 метров. Системы трубопроводов и оборудования должны иметь заземление минимум в двух местах. Проверка наличия заземления производится с помощью тестера или мегаомметра один раз в 6 месяцев и после выполнения ремонтных работ.

Во время налива, перекачки и транспортировки нефтепродуктов, возникающие электростатические разряды снимаются путем металлического соединения между собой насосов, трубопроводов, цистерн и других устройств. В случае разлива диэлектрических жидкостей в сосуды из стекла и других изолирующих материалов, необходимо пользоваться воронками, изготовленными из электропроводящих материалов. К ним подводится заземление и соединение медными тросами с подводящими шлангами. Каждая воронка должна доставать до дна сосуда. Если это невозможно, то через воронку пропускается заземленный трос, достающий до дна, по которому будет стекать жидкость.

Следует помнить, что максимальная электризация возникает в трубах, материалом которых служит низкоуглеродистая сталь. При наличии шероховатой поверхности появляется статическое электричество, меры защиты от которого заключаются в устранении завихрений жидкости, возникающих во время движения. Для усиления электризации необходимы наиболее благоприятные условия, возникающие в определенных местах. Участки с менее подходящими условиями способствуют потере зарядов электризованной жидкостью или сохранению их на одном и том же уровне.

Загрузочная труба во время наполнения емкости должна доходить до ее дна. Загрузочное отверстие должно иметь большое поперечное сечение, чтобы струя не могла соприкасаться со стенками и поверхностью заливаемой жидкости. При невозможности выполнения этих условий, необходимо максимально снизить скорость загрузки, доведя ее до 0,5-0,7 м/с. Принятые меры позволят гарантированно избежать неприятных последствий.

electric-220.ru

Статическое электричество и защита от него

Электрические свойства тел определяются тем, как они проводят ток. Их разделяют на проводники и изоляторы. Если объёмное электросопротивление вещества превышает 105 Ом – это диэлектрик, который не проводит электрический ток. На схеме ниже представлены бытовые источники статического электричества (СЭ).

Бытовые источники статистического электричества

В электростатике граница между проводником и непроводником оценивается величиной удельного сопротивления всего 10 кОм*м. При превышении её предмет может стать источником СЭ.

Вещество может быть твёрдым или жидкостью. При его дроблении, трении, перемешивании, перекачивании электроны перераспределяются на поверхностях контакта, образуя двойные электрические слои. При этом происходит возникновение зарядов на поверхности диэлектрика (статического электричества).

Струя легковоспламеняющейся жидкости при свободном истечении легко электризуется. Накопление зарядов СЭ, появляющихся, при наливе нефтепродуктов может привести к разряду, представляющим большую взрывоопасность и пожароопасность.

В промышленности электрические заряды накапливаются на ремнях приводов, конвейерных лентах, в пылевоздушных смесях пневмосистем или аэрозольного транспорта.

На предприятиях пищевого производства СЭ образуется в процессах измельчения, дробления или просеивания сухих продуктов или при переработке зерна.

Источники статистического электричества в промышленности

СЭ образуется, когда соприкасаются тела с разной температурой, шероховатостью, концентрацией зарядов, электрическим состоянием атомов. При этом возникает упорядоченное распределение зарядов в местах контакта.

Когда тела разделяются, происходит частичная нейтрализация зарядов, но некоторая их часть остаётся на поверхностях, создавая электростатическое поле. При критической величине его напряжённости над поверхностью тела происходит электрический разряд. Для воздушной среды она составляет 30 кВ/см.

Степень электризации тела определяется величиной его потенциала по отношению к земле. Она может возрастать в различных технологических или физических процессах: при трении тел, перекачке и наливе свободной струёй неэлектропроводной жидкости, обработке и перемещении сухих материалов.

Заряды в диэлектриках могут появляться также при их трении об металл. Поэтому в данном случае металлический предмет должен быть заземлён, чтобы образующиеся заряды стекали в землю.

Определение энергии разряда

Электрическая искробезопасность – состояние исключения возможности образования искры от СЭ. Безопасную энергию, при которой не образуется пробой, можно рассчитать по формуле:

Эи = к∙Эmin,

где к = 0,4-0,5 – коэффициент безопасности;

Эmin – минимальное значение энергии, при которой может произойти воспламенение горючего вещества (для воспламенения смесей паров и газов с воздухом Эmin составляет доли миллиджоуля и находится по таблицам).

При накоплении СЭ величина зарядов на промышленных установках может достигать большой величины (45 кВ при транспортировке сыпучей среды на резиновой ленте конвейера, 80 кВ на кожаном ремне привода).

На теле человека потенциал достигает 20 кВ, но разряд не опасен из-за малого тока. При этом ощущение всё равно неприятное — в виде укола или судороги. В результате может произойти попадание в зону работу машин, падение с высоты и т. д.

Действие на человека разряда статического электричества

Электрическая ёмкость разряда статического электричества человеческого тела составляет от 100 до 350 пФ. Если через него произойдёт разряд на 10 кВ, выделяется энергия 5-17,5 мДж. Эта величина больше Эmin воспламенения бензола или этилового спирта (0,2; 0,95 мДж) и является пожароопасной.

СЭ может нарушить технологический режим, создать помехи в системах связи и в работе автоматики, вывести из строя приборы.

Средства защиты от СЭ

Способы борьбы со статическим электричеством отличаются многообразием. Их можно разделить на три группы:

  1. предупреждение появления электростатического заряда;
  • Заземление оборудования. Систему трубопроводов или аппаратов заземляют как минимум в 2 точках. Заземляющее устройство только для защиты от статического электричества должно иметь сопротивление не выше 100 Ом. Чтобы между трубопроводами или металлоконструкциями, находящимися на расстоянии менее 10 см, не образовалось СЭ, делают замкнутые контуры, устанавливая с интервалом до 20 м металлические перемычки с заземлением. Автоцистерны заземляют стальной цепью, чтобы при движении она касалась дорожного полотна на участке не менее 20 см.
  • Контактирующие тела подбирают из материалов, удельные сопротивления которых близки.
  • Безопасные скорости перемещения жидких и сыпучих материалов. Если диэлектрическую жидкость пропускать через релаксационную ёмкость, участок трубы с большим диаметром, электростатические заряды снимаются до 98%, стекая через его стенки с заземлением Когда образуются брызги при наливе, капли электризуются особенно интенсивно. Поэтому заполнение емкостей начинается с небольшим расходом жидкости, после чего он постепенно увеличивается.

Схема релаксационной ёмкости с заземлением

  • Тонкая очистка жидкостей позволяет уменьшить электризацию. СЭ не накапливается в идеально чистых диэлектриках.
  1. снижение значения потенциала заряда до уровня безопасности;
  • Увеличение влажности диэлектрика и окружающего воздуха для отвода зарядов.
  • Химическая обработка поверхностей.
  • Напыление электропроводных плёнок и антистатических аэрозолей.
  • Электропроводные рабочие площадки, полы, трапы и заземлённые зоны. Пол на основе бетона считается электропроводным, если его толщина не превышает 3 см.
  • Антиэлектростатическая одежда и обувь с подошвой из кожи или электропроводной резины. Популярным является способ введения проводящих веществ в состав изготавливаемого материала: графит, сажа, порошок меди и серебра, и др.
  • Добавление растворимых солей меди, кобальта, хрома и других в диэлектрические растворы полимеров и жидкостей (снижение объёмного электрического сопротивления).
  • Применение токопроводящих браслетов, легко снимаемых и не мешающих работе.

Нанесение антистатического аэрозоля для уровня безопасности

  1. нейтрализация зарядов СЭ.
  • Для ионной нейтрализации зарядов применяется ионизация воздуха. Ионизаторы могут быть разных типов: радиоизотопные, индукционные, облучение воздуха ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами, созданием коронного разряда. При генерации ионов в воздухе они притягиваются электростатическим полем в зоне накопления зарядов, где происходит нейтрализация последних. На рисунке нижетизображена схема, где отрицательные ионы нейтрализуют положительные заряды СЭ. Эффективность нагнетания ионизированного воздуха в зону нейтрализации небольшая, поскольку ионы рекомбинируют в воздушном потоке. Причём рекомбинация становится интенсивней с увеличением плотности ионов.
  • Подбираются поверхности трения из материалов, компенсирующих возникающие электрические заряды.

Схема нейтрализации зарядов СЭ потоком ионов

Мероприятия по устранению электризации должны проводиться с изучением специфики производства. Наиболее эффективными оказываются комбинированные методы, когда используется одновременно несколько приёмов.

Например, известно применение индукционного и радиоизотопного нейтрализаторов. Первый хорошо снижает большие заряды, а с малыми хорошо справляется второй.

СЭ на изолированных проводниках

Согласно ГОСТ 12.1.018 статическое электричество может появляться не только на диэлектриках, но и на изолированных от земли проводниках.

В металлоконструкциях могут наводиться ЭДС под влиянием переменных электрических полей. При сближении с заземлёнными проводниками возникают электрические разряды, которые могут привести к электротравматизму или воспламенению горючих веществ. Все металлоконструкции необходимо заземлять.

Заземление металлоконструкций для избегания электротравматизма

На металлических предметах, не связанных электрически с землёй, может наводиться электростатическая индукция. Заряды могут перетекать на ближайшие предметы, не имеющие заземления, что также приводит к появлению разрядов.

По металлокоммуникациям зданий могут заноситься высокие потенциалы. Чтобы этого не происходило, следует заземлять крюки, удерживающие фазные провода.

Видео про электричество

Как возникает и действует статическое электричество, можно узнать из видео ниже.

Заряды, возникающие от СЭ, могут вызывать пожары и взрывы в технологических процессах, где применяются легковоспламеняющиеся вещества. Разряды от СЭ вызывают у человека неприятные ощущения и могут привести к ошибочным действиям или травмам. Существуют различные методы борьбы со СЭ, наиболее действенными из которых являются комбинированные.

Оцените статью:

elquanta.ru

Notice: Trying to access array offset on value of type null in /var/www/www-root/data/www/biysk-tv.ru/wp-content/plugins/wpdiscuz/class.WpdiscuzCore.php on line 942 Notice: Trying to access array offset on value of type null in /var/www/www-root/data/www/biysk-tv.ru/wp-content/plugins/wpdiscuz/class.WpdiscuzCore.php on line 975

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о