Виникнення статичної електрики, її небезпечна дія та засоби локалізації

Причини виникнення статичної електрики
Електростатичні заряди виникають на поверхнях деяких матеріалів, як рідких, так і твердих, в результаті складного процесу контактної електролізаціі.
«Електролізація виникає при терті двох діелектричних або діелектричного та проводить матеріалів, якщо останній ізольований. При поділі двох діелектричних матеріалів відбувається поділ електричних зарядів, причому матеріал, що має більшу діелектричну проникність, заряджається позитивно, а меншу - негативно. Чим більше розрізняються діелектричні властивості матеріалів, тим інтенсивніше відбувається поділ і накопичення зарядів. На дотичних матеріалах з однаковими діелектричними властивостями (діелектричною проникністю) зарядів не утворюється».

Інтенсивність освіти електричних зарядів визначається різницею електричних властивостей матеріалів у матеріалах електричних властивостей, а також силою і швидкістю тертя. Чим більше сила і швидкість тертя і більше розходження електричних властивостей, тим інтенсивніше відбувається утворення електричних зарядів. Наприклад, електростатичні заряди утворюються на кузові рухається в уху погоду автомобіля, якщо гума коліс володіє хорошими ізолюючими властивостями. У результаті між кузовом і землею виникає електрична напруга, що може досягти 10 кВ (кіловольт) і привести до виникнення іскри при виході людини з автомобіля - розряд через людини на землю. Заряди можуть виникнути при подрібненні, пересипанні і пневмотранспортіровке твердих матеріалів, при переливанні, перекачуванні по трубопроводах, перевезення в цистернах діелектричних рідин (бензину, гасу), при обробці діелектричних матеріалів (ебоніту, оргскла), при змотуванні тканин, паперу, плівки (наприклад, поліетиленової). При пробуксовування гумової стрічки транспортера щодо роликів чи ременя ремінної передачі відносно шківа можуть виникнути електричні заряди з потенціалом до 45 кВ. Крім тертя, причиною утворення статичних зарядів є електрична індукція, в результаті якої ізольовані від землі тіла в зовнішньому електричному полі набувають електричний заряд. Особливо велика індукційна електролізація електропровідних об'єктів. Наприклад, на металевих предметах (автомобіль тощо), ізольованих від землі, в суху погоду під дією електричного поля високовольтних ліній електропередач або грозових хмар можуть утворюватися значні електричні заряди. На екранах моніторів і телевізорів позитивні заряди накопичуються під дією електронного пучка, створюваного електроннопроменевої трубкою. «У радіоелектронної промисловості статичну електрику утворюється при виготовленні, випробуванні, транспортуванні та зберіганні напівпровідникових приладів та інтегральних мікросхем, в приміщеннях обчислювальних центрів, на ділянках розмножувальної техніки, а також у ряді інших процесів, де застосовуються діелектричні матеріали, будучи побічним небажаним чинником.

У хімічній промисловості при виробництві пластичних матеріалів та виробів з них також відбувається утворення електростатичних зарядів і полів напруженістю 240-250кВ / м».

Небезпечні і шкідливі фактори статичної електрики

При дотику людини до предмета, який несе електричний заряд, відбувається розряд останнього через тіло людини. Величини виникають при розрядці струмів невеликі і вони дуже короткочасні. Тому електротравм не виникає. Однак розряд, як правило, викликає рефлекторний рух людини, що в ряді випадків може привести до різкого руху, падіння людини з висоти. Крім того, при утворенні заряду з великим електричним потенціалом навколо них створюється електричне поле підвищеної напруженості, яке шкідливо для людини. При тривалому перебуванні людини в такому полі спостерігаються функціональні зміни в центральній нервовій, серцево-судинної та інших системах. «У людей, що працюють в зоні впливу електростатичного поля, зустрічаються різноманітні скарги: на дратівливість, головний біль, порушення сну, зниження апетиту та ін Характерні своєрідні«фобії», зумовлені страхом очікуваного розряду. Схильність до «фобій» зазвичай поєднується з підвищеною емоційною збудливістю».

Встановлено також сприятливий вплив на самопочуття зняття надлишкового електростатичного заряду з тіла людини (заземлення, ходіння босоніж). Найбільша небезпека електростатичних зарядів полягає в тому, що іскровий розряд може мати енергію, достатню для запалення горючої або вибухонебезпечної суміші. Іскра, що виникає при розрядці електростатичних зарядів, є частою причиною пожеж і вибухів. Так, видалення з приміщення пилу з діелектричного матеріалу за допомогою витяжної вентиляції може призвести до накопичення в газоходах електростатичних зарядів і відкладень пилу. Поява іскрового розряду в цьому випадку може призвести до спалаху або вибуху пилу. Відомі випадки дуже серйозних аварій на підприємствах в результаті вибухів в системах вентиляції. При перевезенні легкозаймистих рідин, за їх перекачуванні по трубопроводах, зливі з цистерни або за рахунок плескання рідини накопичуються електростатичні заряди, і може виникнути іскра, яка запалить рідина. Найбільшу небезпеку статичну електрику представляє на виробництві і на транспорті, особливо при наявності пожежо-вибухонебезпечних сумішей, пилу і парів легкозаймистих рідин.

У побутових умовах (наприклад, при ходінні по килиму) накопичуються невеликі заряди, і енергії виникли іскрових розрядів недостатньо для ініціювання пожежі в звичайних умовах побуту.

Захист від статичної електрики

Допустимі рівні напруженості електростатичних полів встановлено у ГОСТ 12.1.045-84. «Електростатичні поля. Допустимі рівні на робочих місцях і вимоги до проведення контролю. "Допустимі рівні напруженості полів залежить від часу перебування на робочих місцях. Гранично допустимий рівень напруженості електростатичних полів дорівнює 60 кВ / м в 1 ч. Застосування засобів захисту працюючих обов'язково в тих випадках, коли фактичні рівні напруженості електростатичних полів на робочих місцях перевищують 60 кВ / м.

При виборі засобів захисту від статичної електрики повинні враховуватися особливості технологічних процесів, фізико-хімічні властивості оброблюваного матеріалу, мікроклімат приміщень та ін, що визначає диференційований підхід при розробці захисних заходів.
Захист від статичної електрики здійснюється двома шляхами:
• зменшенням інтенсивності утворення електричних зарядів;
• усуненням утворилися зарядів статичної електрики.
Зменшення інтенсивності утворення електричних зарядів досягається за рахунок зниження швидкості і сили тертя, розбіжності у діелектричних властивостях матеріалів і підвищення їх електропровідності. Зменшення сили тертя досягається мастилом, зниженням шорсткості і площі контакту взаємодіючих поверхонь. Швидкості тертя обмежують за рахунок зниження швидкостей обробки і транспортування матеріалів. Так як заряди статичної електрики утворюються при плескання, розпиленні і розбризкуванні діелектричних рідин, бажано ці процеси усувати або, принаймні, їх обмежувати. Наприклад, «наповнення діелектричними рідинами резервуарів вільно падаючим струменем не допускається. Зливний шланг необхідно опустити під рівень рідини або, в крайньому випадку, струмінь направити уздовж стінки, щоб не було бризок».

Оскільки інтенсивність утворення зарядів тим вище, чим менше електропровідність матеріалу, то бажано застосовувати по можливості матеріали з більшою електропровідністю або підвищувати їх електропровідність шляхом введення електропровідних (антистатичних) присадок. Так, для покриття підлог потрібно використовувати антистатичний лінолеум, бажано періодично проводити антистатичну обробку килимів, килимових матеріалів, синтетичних тканин і матеріалів з використанням препаратів побутової хімії. Дотичні предмети і речовини краще виготовляти з одного і того ж матеріалу, так як в цьому випадку не буде відбуватися контактної електролізаціі. Наприклад, поліетиленовий порошок бажано зберігати в поліетиленових бочках, а пересипати і транспортувати з поліетиленовим шлангах та трубопроводів. Якщо зробити це не представляється можливим, то застосовують матеріали, близькі за своїми діелектричним властивостям. Наприклад, електризація в парі фторопласт-поліетилен менше, ніж у парі фторопласт-ебоніт. Таким чином, для захисту від статичної електрики необхідно застосовувати слабоелектрізующіеся або електризується матеріали, усувати чи обмежувати тертя, розпорошення, розбризкування, плескання діелектричних рідин.

«Усунення зарядів статичної електрики досягається насамперед заземленням корпусів обладнання. Заземлення для відводу статичної електрики можна поєднувати з захисним заземленням електрообладнання. Якщо заземлення використовується тільки для зняття статичної електрики, то його електричний опір може бути істотно більше, ніж для захисного опору електрообладнання (до 100 Ом). Достатньо навіть тонкого дроту, щоб електричні заряди постійно стікали в землю».

Для зняття статичної електрики з кузова автомобіля застосовують електропровідних смужку - «антистатик», прикріплену до днища автомобіля. Якщо при виході з автомобіля ви помітили, що кузов «іскрить», розрядіть кузов, доторкнувшись до нього металевим предметом, наприклад, ключем запалювання. Для людини це не небезпечно. Обов'язково зробіть це, якщо збираєтеся заправити машину бензином.

Літаки забезпечені металевими тросами, закріпленими на шасі і днищах фюзеляжу, що дозволяє при посадці знімати з корпусу статичні заряди, що утворилися в польоті. Для зняття електричних зарядів заземлюються захисні екрани моніторів комп'ютерів. Бензозаправщікі забезпечуються заземлювачами у вигляді ланцюгів, які постійно контактують із землею при русі автомобіля. При зливі бензину в цистерни на бензозаправної станції автомобіль-заправник і система зливу бензину обов'язково заземлюються додатково. Вологе повітря має достатню електропровідність, щоб утворюються електричні заряди стікали через нього. Тому у вологому повітряному середовищі електростатичних зарядів практично не утворюється, і зволоження повітря є одним з найбільш простих і поширених методів боротьби зі статичною електрикою.

Ще один поширений метод усунення електростатичних зарядів - іонізація повітря. Утворюються при роботі іонізатора іони нейтралізують заряди статичної електрики. Таким чином, побутові іонізатори повітря не тільки покращують аероіонний склад повітряного середовища в приміщенні, але й усувають електростатичні заряди, які утворюються в сухий повітряному середовищі на килимах, килимових синтетичних покриттях, одязі. На виробництві використовують спеціальні потужні іонізатори повітря різних конструкцій, але найбільш поширені електричні іонізатори. Як індивідуальні засоби захисту можуть застосовуватися антистатична взуття, антистатичні халати, заземлювальні браслети для захисту рук та інші засоби, що забезпечують електростатичне заземлення тіла людини. 66. Призначення та принцип дії захисного заземлення. Суть його розрахунку та схема.

Захисне заземлення − це навмисне електричне з'єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмоведучих частин електроустановки, що можуть виявитися під напругою в аварійних ситуаціях (рис. 13.7). Метою захисного заземлення є усунення небезпеки ураження людини електричним струмом при появі напруги на корпусі або на інших неструмоведучих металевих частинах ЕУ, тобто при замиканні на корпус (наприклад, при пробої ізоляції).Дія захисного заземлення полягає у зменшенні до безпечної величини сили струму, що проходить через тіло людини при її дотику до корпусу ЕУ, що виявився під напругою. Це досягається зменшенням потенціалу корпусу заземленого устаткування. Захисне заземлення електроустановок застосовують у мережах напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю і в мережах напругою вище 1000 В з будь-яким режимом нейтралі. Захисний заземлюючий пристрій складається із сукупності заземлювача і провідників, що заземлюють. Заземлювач являє собою провідник або систему з'єднаних між собою металевих провідників, що знаходяться в безпосередньому контакті з землею. Провідник, що заземлює, – це металевий провідник, що з'єднує частини електричної установки, які заземлюються, з заземлювачем. Для заземлення електроустановок використовують природні й штучні заземлювачі. Природними заземлювачами можуть бути металеві конструкції будинків, трубопроводи й устаткування, що мають надійне з'єднання із землею. Трубопроводи пальних рідин, газів, а також трубопроводи, покриті ізоляцією, наприклад, для захисту від корозії, використовувати в якості заземлювачів забороняється. Як штучні заземлювачі, як правило, використовують металеві труби діаметром 35...50 мм, кутову сталь з шириною полиць не менше 40 мм, довжиною 2,5... 3,5 м, які з'єднують між собою на глибині не менше 0,5 м від поверхні землі металевими смугами перерізом не менше 48 мм2. У такий спосіб створюється єдина конструкція захисного заземлюючого пристрою. Алгоритм розрахунку параметрів захисного заземлюючого пристрою наведений на рис. 13.8. Провідники, що заземлюють, прокладають по конструкціях будинків відкрито, в легко доступних для огляду місцях. Такі провідники повинні мати відмітне фарбування: по зеленому фоні жовті смуги. До устаткування заземлюючі провідники приєднують зварюванням або болтами, а до заземлювача (під землею) – тільки зварюванням. За розташуванням заземлювачів відносно корпусів ЕУ, що заземлюються, захисні заземлення поділяються на виносні й контурні. У виносного захисного заземлення заземлювачі розташовують на деякому видаленні (не менше 20 м) від устаткування, що заземлюється. У контурного захисного заземлення заземлювачі розташовують у вигляді контуру по площі, на якій розташовані ЕУ, що заземлюються.

Дата добавления: 2015-05-07