Ochrona przed elektrycznością statyczną. Występowanie i działanie elektryczności statycznej - środki ochrony przed elektrycznością statyczną

Elektryczność statyczna (zgodnie z GOST 12.1.018) to zespół zjawisk związanych z pojawieniem się, zachowaniem i relaksacją swobodnego ładunku elektrycznego na powierzchni (lub w objętości) dielektryków lub na izolowanych przewodnikach.

Pojawienie się ładunków elektryczności statycznej. Ładunki elektryczności statycznej powstają w różnorodnych warunkach przemysłowych, ale najczęściej wtedy, gdy jeden dielektryk ociera się o drugi lub dielektryki o metale. Ładunki elektryczne mogą gromadzić się na ocierających się powierzchniach i łatwo spływać do ziemi, jeśli ciało fizyczne jest przewodnikiem prądu elektrycznego i jest uziemione. Ładunki elektryczne długo utrzymują się na dielektrykach, dlatego nazywa się je elektrycznością statyczną.

Elektryczność statyczna powstaje w wyniku złożonych procesów związanych z redystrybucją elektronów i jonów, gdy stykają się dwie powierzchnie niejednorodnych substancji ciekłych lub stałych, które mają różne siły atomowe i molekularne przyciągania powierzchniowego.

Miarą elektryfikacji jest ładunek, jaki ma dana substancja. Intensywność tworzenia ładunku wzrasta wraz ze wzrostem prędkości ruchu materiałów, ich oporu, powierzchni styku i siły oddziaływania. Stopień naelektryzowania naładowanego ciała charakteryzuje jego potencjał w stosunku do ziemi.

W produkcji często obserwuje się akumulację ładunków elektryczności statycznej, gdy: tarcie pasów napędowych na kołach pasowych lub pasów przenośników na wałach, szczególnie przy poślizgu; pompowanie rurociągami cieczy łatwopalnych i załadunek produktów naftowych do kontenerów; ruch kurzu przez kanały powietrzne; kruszenie, mieszanie i przesiewanie suchych materiałów i substancji; ściskanie dwóch różnych materiałów, z których jeden jest dielektrykiem; mechaniczna obróbka tworzyw sztucznych; transportowanie gazów sprężonych i skroplonych rurami oraz ich przepływ przez otwory, szczególnie jeśli gazy zawierają drobno rozpyloną ciecz, zawiesinę lub pył; ruchu pojazdu, wózków na oponach gumowych i osób na suchej powłoce izolacyjnej itp.

Natężenie prądu elektryzującego przepływu produktów naftowych w rurociągach zależy od właściwości dielektrycznych i lepkości kinematycznej cieczy, prędkości przepływu, średnicy rurociągu i jego długości, materiału rurociągu, chropowatości i stanu rurociągu. jego ścianki wewnętrzne i temperaturę cieczy. Przy przepływie turbulentnym w długich rurociągach natężenie prądu jest proporcjonalne do prędkości płynu i średnicy rurociągu. Stopień elektryfikacji ruchomych pasów dielektrycznych (na przykład taśm przenośnikowych) zależy od właściwości fizykochemicznych stykających się materiałów, gęstości ich kontaktu, prędkości ruchu, wilgotności względnej itp.

Niebezpieczeństwo elektryczności statycznej. Wyładowania iskrowe elektryczności statycznej stwarzają duże ryzyko pożaru i wybuchu. Ich energia może osiągnąć 1,4 J, co jest wystarczające do zapalenia pary, pyłu i mieszanin gazowo-powietrznych większości substancji łatwopalnych. Na przykład minimalna energia zapłonu par acetonu wynosi 0,25 · 10-3 J, metan 0,28 · 10-3, tlenek węgla 8 · 10-3, mączka drzewna 0,02, węgiel 0,04 J. Dlatego zgodnie z GOST 12.1.018 bezpieczeństwo elektrostatyczne obiektu uważa się za osiągnięte tylko wtedy, gdy maksymalna energia wyładowań, która może wystąpić wewnątrz obiektu lub na jego powierzchni, nie przekracza 40% minimalnej energii zapłonu substancji i materiałów .

Ładunek elektrostatyczny powstający podczas niektórych procesów produkcyjnych może osiągnąć kilka tysięcy woltów. Na przykład, gdy cząsteczki piasku i kurzu ocierają się o podwozie podczas jazdy samochodu, powstaje potencjał do 3 kV; podczas pompowania benzyny rurociągiem - do 3,6 kV; podczas wlewania cieczy elektryzujących (alkohol etylowy, benzyna, benzen, eter etylowy itp.) do nieuziemionych pojemników w przypadku swobodnego opadania strumienia cieczy do napełnianego pojemnika i dużego natężenia przepływu - do 18...20 kV; gdy przenośnik taśmowy ociera się o wał - do 45 kV; gdy pasy transmisyjne ocierają się o koła pasowe - do 80 kV.

Należy pamiętać, że do wybuchu oparów benzyny wystarczy potencjał 300 V; przy różnicy potencjałów 3 kV zapalają się gazy palne, a przy 5 kV zapalają się większość palnych pyłów.

Elektryczność statyczna może również gromadzić się na ciele człowieka podczas noszenia odzieży wykonanej z wełny lub włókien sztucznych, poruszania się po nieprzewodzącej wykładzinie podłogowej, noszenia obuwia dielektrycznego lub wchodząc w kontakt z dielektrykami, osiągając w niektórych przypadkach potencjał 7 kV lub większy . Ilość energii elektrycznej zgromadzonej na ludziach może być wystarczająca do wyładowania iskrowego w przypadku kontaktu z uziemionym przedmiotem. Fizjologiczne działanie elektryczności statycznej zależy od energii uwolnionej podczas wyładowania i może być odczuwalne w postaci słabych, umiarkowanych lub mocnych ukłuć, a w niektórych sytuacjach - w postaci łagodnych, umiarkowanych, a nawet ostrych skurczów. Ponieważ natężenie prądu wyładowania elektrostatycznego jest znikome, w większości przypadków takie narażenie jest nieszkodliwe. Jednakże odruchowe ruchy człowieka występujące podczas tego zjawiska mogą prowadzić do poważnych obrażeń na skutek upadku z wysokości, pochwycenia odzieży ochronnej lub poszczególnych części ciała przez nieosłonięte ruchome części maszyn i mechanizmów itp.

Elektryczność statyczna może również zakłócać prawidłowy przebieg procesów technologicznych, zakłócać pracę urządzeń automatyki elektronicznej i telemechaniki oraz komunikacji radiowej.

Środki ochrony przed elektrycznością statyczną przeprowadza się w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem i pożarem oraz w obszarach instalacji otwartych należących do klas B-I, B-I6, B-II i B-IIa. W pomieszczeniach i obszarach, które nie należą do określonych klas, ochronę przeprowadza się w tych obszarach produkcji, w których elektryczność statyczna negatywnie wpływa na normalny przebieg procesu technologicznego i jakość produktu.

Działania zabezpieczające przed elektrycznością statyczną mają na celu zapobieganie powstawaniu i gromadzeniu się ładunków elektryczności statycznej, stwarzanie warunków do rozpraszania ładunków i eliminowanie niebezpieczeństwa ich szkodliwego działania.

Zapobieganie gromadzeniu się ładunków elektryczności statycznej osiąga się poprzez uziemienie urządzeń i środków komunikacji, na których mogą się one pojawić, a także każdego systemu połączonych ze sobą maszyn, urządzeń i konstrukcji wykonanych z metalu (suszarki pneumatyczne, mieszalniki, sprężarki gazu i powietrza, młyny, przenośniki zamknięte, rozlewnie i urządzenia odprowadzające ciecze o niskiej przewodności elektrycznej itp.), są uziemione co najmniej w dwóch miejscach. Rurociągi położone równolegle w odległości do 10 cm łączy się ze sobą za pomocą zworek metalowych co 25 m. Wszystkie kontenery mobilne tymczasowo poddawane załadunkowi lub opróżnianiu skroplonych gazów palnych i cieczy palnych, podczas napełniania, podłącza się do elektrody uziemiającej. Stacje benzynowe i cysterny samochodowe uziemia się metalowym łańcuchem, zachowując długość kontaktu z podłożem co najmniej 200 mm.

Zmniejszenie intensywności występowania ładunków elektryczności statycznej osiąga się poprzez odpowiedni dobór prędkości ruchu substancji, z wyłączeniem rozpryskiwania, kruszenia i atomizacji substancji, usuwanie ładunków elektrostatycznych, dobór powierzchni trących, oczyszczanie gazów i cieczy palnych z zanieczyszczeń . Bezpieczne prędkości transportu substancji ciekłych i pylistych zależą od ich specyficznego objętościowego oporu elektrycznego ρv. Zatem dla cieczy o ρv ≤ 105 Ohm·m dopuszczalna prędkość nie powinna przekraczać 10 m/s, przy 105 Ohm·m< pv < 109 Ом· м — до 5 м/с, а при ρv >Dla każdej cieczy ustala się prędkości 109 omów oddzielnie, ale z reguły nie więcej niż 1,2 m/s. Podczas doprowadzania cieczy do zbiorników należy zapobiegać ich rozpryskiwaniu, atomizacji i gwałtownemu mieszaniu. Rurę napełniającą należy prowadzić aż do dna naczynia, strumieniem skierowanym wzdłuż jego ścianki. Przy pierwszym napełnianiu zbiorników ciecz podawana jest z prędkością nie większą niż 0,5...0,7 m/s.

Najlepszym sposobem na zmniejszenie intensywności gromadzenia się ładunków elektryczności statycznej w napędach pasowych jest zwiększenie przewodności elektrycznej pasów, np. poprzez zszycie wewnętrznej powierzchni paska cienkim drutem miedzianym w kierunku wzdłużnym lub nasmarowanie jego wewnętrznej powierzchni związki przewodzące (zawierające np. sadzę i grafit w stosunku masowym 1:2,5 itp.). Należy także zwrócić uwagę na regulację napięcia pasów i w miarę możliwości zmniejszyć ich prędkość do 5 m/s.

Jeżeli nie można zapobiec gromadzeniu się ładunków elektryczności statycznej poprzez uziemienie, należy podjąć środki w celu zmniejszenia objętościowej i powierzchniowej rezystancji dielektrycznej przetwarzanych materiałów. Osiąga się to poprzez podwyższenie wilgotności względnej powietrza do 65...70%, chemiczną obróbkę powierzchni, zastosowanie substancji antystatycznych, nałożenie folii przewodzących elektrycznie, zmniejszenie prędkości przemieszczania się materiałów wsadowych, zwiększenie czystości obróbki tarcie powierzchni itp.

Jeżeli nie ma możliwości zastosowania środków ochrony przed elektrycznością statyczną, zaleca się neutralizację ładunków poprzez jonizację powietrza w miejscach ich powstawania lub gromadzenia się. W tym celu stosuje się specjalne urządzenia – jonizatory, które wytwarzają jony dodatnie i ujemne wokół naelektryzowanego obiektu. Jony, które mają ładunek przeciwny do dielektryka, przyciągają obiekt i neutralizują go. Aby usunąć elektryczność statyczną z ciała ludzkiego, zapewniono przewodzące podłogi lub uziemione obszary, platformy robocze, poręcze schodów, uchwyty instrumentów itp.; zapewnić pracownikom obuwie przewodzące o rezystancji podeszwy nie większej niż 108 omów oraz antystatyczną odzież roboczą.

15.1. Środki zabezpieczające przed elektrycznością statyczną należy podjąć zgodnie z obowiązującymi przepisami.

15.2. Rozwój procesów technologicznych i urządzeń musi być prowadzony z uwzględnieniem zapobiegania niebezpiecznej elektryfikacji substancji podczas ich produkcji i stosowania. Główne środki zapobiegania niebezpiecznym przejawom elektryczności statycznej muszą zostać określone w dyrektywnym procesie technologicznym.

Rozpoczynając nową lub rekonstruowaną produkcję należy sprawdzić obecność i skuteczność istniejących urządzeń zabezpieczających przed elektrycznością statyczną i w razie potrzeby zapewnić dodatkową ochronę.

15.3. Przepisy technologiczne muszą zawierać parametry substancji przetwarzanych w produkcji, charakteryzujące ich właściwości elektryczne (opór elektryczny) i wrażliwość na wyładowania elektrostatyczne (minimalna energia zapłonu), a także opis środków ochrony przed elektrycznością statyczną, a w instrukcjach technologicznych i instrukcjach bezpieczeństwa należy opisać kolejność ich stosowania.

15.4. Najbardziej prawdopodobne występowanie i gromadzenie się ładunków elektrostatycznych ma miejsce podczas operacji takich jak przesiewanie, mielenie, mieszanie, załadunek i rozładunek z urządzeń, transport pneumatyczny i próżniowy. Dopuszczalne parametry procesu technologicznego zapewniające bezpieczeństwo elektrostatyczne przetwarzania każdego rodzaju produktu ustala twórca dyrektywy dotyczącej procesu technologicznego i regulaminu procesu technologicznego.

15,5. Aby zapobiec możliwości wystąpienia niebezpiecznych wyładowań elektrostatycznych, należy zapewnić następujące środki ochronne, biorąc pod uwagę specyfikę produkcji:

Uziemienie sprzętu przewodzącego prąd elektryczny i komunikacji;

Stosowanie neutralizatorów;

Dobór par stykających się materiałów naelektryzowanych ładunkami o różnych znakach;

Nawilżanie otaczającej atmosfery;

Zastosowanie materiałów przewodzących prąd elektryczny na sprzęt;

Stosowanie odzieży ochronnej.

15.6. Aby zmniejszyć intensywność ładunków elektryczności statycznej należy:

Wszędzie tam, gdzie jest to technologicznie możliwe, mieszaniny parowe i pyłowo-powietrzne należy oczyszczać z zawieszonych cząstek cieczy i cząstek stałych, ciecze - z zanieczyszczeń zanieczyszczeniami stałymi i ciekłymi;

Utrzymywać stężenie mediów palnych poza granicami wybuchowości;

Wszędzie tam, gdzie technologia produkcji tego nie wymaga, wyeliminować rozpryskiwanie, kruszenie i rozpylanie substancji;

Procesy technologiczne prowadzone są zgodnie z ustalonymi parametrami;

Zmniejsz prędkość transportu i przetwarzania, turbulencje przepływów mieszanin pyłowo-parowo-gazowych i cieczy;

Unikać kondensacji i krystalizacji par i gazów podczas wydostawania się z rurociągów, węży, dysz i dysz.

15,7. Wszelkie urządzenia technologiczne (urządzenia, pojemniki, łączność, osłony stołów roboczych i regałów, sprzęt itp.), w których możliwe jest powstawanie i gromadzenie się ładunków elektryczności statycznej, muszą być wykonane z metalu lub materiałów przewodzących prąd elektryczny i uziemione (materiały przewodzące prąd elektryczny) są takie jak wolumetryczne elektryczne, których rezystancja nie przekracza 1E5 omów).

Aparaty, pojemniki, zespoły, rurociągi, w których następuje ruch, kruszenie, rozpylanie, rozpylanie produktów, wolnostojące maszyny, zespoły, urządzenia połączone rurociągami ze wspólnym systemem aparatów i pojemników należy podłączyć do wewnętrznej pętli uziemiającej za pomocą oddzielną gałąź, niezależnie od uziemienia podłączonej do nich komunikacji.

Niedozwolone jest sekwencyjne podłączanie kilku urządzeń uziemiających, jednostek lub rurociągów do szyny uziemiającej (przewodu).

Dopuszczalne jest łączenie urządzeń uziemiających do ochrony przed elektrycznością statyczną z uziemieniem ochronnym urządzeń elektrycznych.

Uziemienie maszyny mieszająco-załadowczej przed załadunkiem należy wykonać zgodnie z pkt. 9.6 niniejszego Regulaminu.

15.8. Dokumentacja projektowa urządzeń procesowych musi wskazywać miejsca podłączenia przewodów uziemiających i sposób ich mocowania.

W każdym budynku przemysłowym należy sporządzić schemat uziemienia (mapę), który musi zawierać listę wszystkich urządzeń, wyposażenia, zapasów itp., które muszą być uziemione.

15.9. Rezystancja uziemienia dowolnego najbardziej oddalonego punktu wewnętrznej powierzchni sprzętu wykonanego z materiałów przewodzących prąd elektryczny (niemetalowych) w stosunku do wewnętrznej pętli uziemiającej nie powinna przekraczać 1E6 omów.

Rezystancja urządzenia uziemiającego przeznaczonego wyłącznie do ochrony przed elektrycznością statyczną nie może przekraczać 100 omów.

15.10. Przewody uziemiające i pętla uziemiająca muszą być ułożone w sposób otwarty, aby umożliwić kontrolę. Jednocześnie należy zapewnić ich odporność na wpływy mechaniczne i chemiczne.

Przewody uziemiające, zewnętrzne i wewnętrzne pętle uziemiające należy wykonać zgodnie z wymaganiami przepisów budowy instalacji elektrycznych oraz przepisami i przepisami dotyczącymi wykonywania instalacji odgromowych budynków i budowli.

Przewody uziemiające, przeznaczone do ochrony przed elektrycznością statyczną, pomalowane są na kolor czarny z jednym czerwonym poprzecznym paskiem o szerokości 15 mm nałożonym w miejscach podłączenia do urządzeń technologicznych i wewnętrznej pętli uziemiającej. Dopuszcza się, zgodnie z projektem pomieszczenia, pomalowanie przewodów uziemiających na kolor inny niż czerwony i oznaczonych czerwonym paskiem, jak wskazano powyżej.

15.11. Połączenie elementów pętli uziemiającej, połączenie przewodów uziemiających i uziemionych konstrukcji należy wykonać poprzez spawanie. Jeżeli spawanie nie jest możliwe, dopuszczalne jest podłączenie przewodów uziemiających za pomocą niezawodnego połączenia gwintowego. W takim przypadku przewody uziemiające muszą mieć na końcach nieodcięty pierścień, połączony elektrycznie z głównym rdzeniem. Połączenia gwintowe należy chronić przed korozją.

15.12. Rurociągi położone równolegle w odległości do 0,1 m od siebie należy łączyć ze sobą zworkami co 20 m. W przypadku przecięcia rurociągów ze schodami i konstrukcjami metalowymi w odległości mniejszej niż 0,1 m, należy je połączyć. być również połączone za pomocą zworek.

Uziemienie ochronne rurociągów zlokalizowanych na wiaduktach zewnętrznych musi spełniać wymagania norm i przepisów dotyczących instalowania ochrony odgromowej budynków i budowli.

Metalowe kanały powietrzne wentylacyjne należy uziemiać co 20 m za pomocą przewodów wykonanych ze stopów aluminium o średnicy co najmniej 5 mm i taśmy o przekroju co najmniej 24 mm2.

15.13. Ruchome części maszyn i urządzeń, które mogą być naelektryzowane i których kontakt z uziemionym korpusem może zostać przerwany, muszą być wyposażone w specjalne urządzenia (odbieraki prądu) zapewniające uziemienie.

Urządzenia, w których zachodzi intensywna elektryfikacja substancji, a także ruchome zespoły urządzeń wibracyjnych (tace wibracyjne, sita napędzane mechanicznie itp.) należy uziemić co najmniej w dwóch punktach.

15.14. W celu zmniejszenia oporności elektrycznej powierzchni właściwej substancji, kompozycji i materiałów konstrukcyjnych, jeżeli pozwalają na to warunki procesu, zaleca się utrzymywanie wilgotności względnej na poziomie co najmniej 65%.

15.15. Rozpylanie substancji powinno odbywać się z możliwie najniższej wysokości. Wszędzie należy systematycznie, w terminach określonych w instrukcji, czyścić metodą mokrą sprzęt, kanały wentylacyjne i inne konstrukcje w pomieszczeniu z osadzonego kurzu.

Zabrania się ładowania produktów masowych bezpośrednio z worków papierowych, polietylenowych, polichlorku winylu i innych pod napięciem do włazów urządzeń zawierających opary cieczy łatwopalnych. W takim przypadku należy stosować urządzenia ładujące wykonane z materiałów przewodzących, zapewniających jak najmniejsze pylenie substancji.

Pobieranie próbek materiałów sypkich i pomiar parametrów procesu za pomocą wprowadzonych próbników i przyrządów należy wykonywać po opadnięciu pyłu.

15.16. Pomiar parametrów elektryfikacji w warunkach produkcyjnych przeprowadza się okresowo, zgodnie z zatwierdzonym harmonogramem pomiarów, nie rzadziej jednak niż dwa razy w roku. Do wykonywania pomiarów należy używać przyrządów iskrobezpiecznych i przeciwwybuchowych, dopuszczonych do stosowania w tych gałęziach przemysłu, zapewniających bezpieczeństwo elektrostatyczne pomiarów oraz posiadających pozytywne wyniki badań państwowych lub zakładowych.

15.17. Dopuszczenie do eksploatacji urządzeń zabezpieczających przed ładunkami elektrostatycznymi musi nastąpić jednocześnie z odbiorem urządzeń technologicznych i energetycznych.

Korzystając z urządzeń zabezpieczających przed elektrycznością statyczną, należy:

Przed rozpoczęciem pracy sprawdź niezawodność styku elektrycznego przewodów uziemiających w punktach połączeń i ciągłość obwodu elektrycznego na całej długości;

Należy unikać zanieczyszczeń, uszkodzeń mechanicznych i długotrwałego narażenia na działanie zasad, kwasów i rozpuszczalników organicznych na powłokach przewodzących prąd elektryczny urządzeń technologicznych i stanowisk pracy.

15.18. Kontrola i pomiar rezystancji elektrycznej urządzeń uziemiających urządzeń technologicznych, rurociągów itp. Zaleca się przeprowadzanie jednocześnie ze sprawdzaniem uziemienia sprzętu elektrycznego. Wyniki badań sprawdzających oraz kontroli i napraw urządzenia uziemiającego należy wpisać do paszportu. Wyniki pomiarów rezystancji uziemień urządzeń technologicznych, sprzętu, sprzętu mobilnego, urządzeń transportowych i wyposażenia należy odnotowywać w specjalnym dzienniku.

Elektryczność statyczna powstaje w wyniku zatrzymywania ładunków w polu elektrostatycznym na materiałach dielektrycznych. Niekorzystnie wpływa na życie ludzkie i działanie urządzeń elektrycznych. Tworzenie się iskier z elektryczności statycznej przyczynia się do pożarów i eksplozji. Moc energetyczna jest wystarczająca do zapalenia mieszanin gazowo-powietrznych i pyłu.

Ładunek elektryczności statycznej może gromadzić się na ciele człowieka, jeśli nosi on odzież wykonaną z wełny lub włókien chemicznych. Potencjalna wartość około 7 dżuli nie jest niebezpieczna dla człowieka, ale może powodować skurcze i skurcze mięśni. A to z kolei może stworzyć warunki do obrażeń w pracy, upadku z wysokości itp.

Elektryczność statyczna negatywnie wpływa na funkcjonowanie precyzyjnych przyrządów, komunikację radiową i powoduje awarie. Pracownicy stale narażeni na działanie elektryczności statycznej są bardziej narażeni na choroby układu krążenia i układu nerwowego.

Dopiero ochrona przed elektrycznością statyczną może zredukować do zera lub całkowicie zapobiec wystąpieniu tego negatywnego zjawiska.

Źródła elektryczności statycznej

• Działanie różnych promieni.
• Nagła zmiana temperatury.
• Oddziaływanie ciał na siebie podczas ruchu.

Zjawisko to ma negatywny wpływ i stwarza zagrożenie. Ochrona przed elektrycznością statyczną pozwala całkowicie zapobiec lub znacząco ograniczyć jej działanie.

W codziennych warunkach pole statyczne często pojawia się na sierści zwierząt, podczas zdejmowania odzieży syntetycznej, czesania sierści, noszenia gumowych butów, chodzenia po dywanie w wełnianych skarpetkach czy używania wyrobów z tworzyw sztucznych.

Pole elektrostatyczne nie zagraża życiu ludzkiemu; wyładowanie wytwarza słaby prąd, który nie jest w stanie wyrządzić zbyt dużych szkód organizmowi ludzkiemu. Może to jedynie wywołać pewien dyskomfort. Aby zapobiec temu efektowi, wystarczy przestrzegać kilku prostych zasad: przy mroźnej i suchej pogodzie nie głaskać zwierząt, wełnianą odzież zdejmować wolniej lub smarować specjalnym środkiem, a do czesania używać drewnianego lub metalowego grzebienia Twoje włosy.

Akumulacja energii elektrostatycznej odbywa się poprzez:

• Ściany żelbetowe budynku.
• Powietrze jest zbyt suche.

W przypadku urządzeń elektronicznych największym wrogiem jest ładunek elektrostatyczny. Niektóre elementy urządzeń elektronicznych nie są w stanie wytrzymać wysokich napięć występujących podczas rozładowywania. Wrażliwe elementy mogą ulec awarii lub pogorszyć ich działanie.

Jeśli łatwopalne ciecze zostaną wystawione na działanie pola elektrycznego, stworzy to warunki do ich zapłonu. Ciecze te mogą gromadzić ładunek statyczny podczas transportu w zbiornikach. Ładunek powstaje również od mechanizmu lub osoby, która się do niego zbliża. Dlatego w produkcji przemysłowej, gdzie występują ciecze łatwopalne, dużą uwagę przywiązuje się do uziemienia ruchomych konstrukcji i mechanizmów. Do szycia obuwia i odzieży specjalnej do produkcji wykorzystuje się także specjalne tkaniny, które nie są w stanie gromadzić ładunku elektrycznego.

Zasada działania

Zastanówmy się, jak powstaje ładunek statyczny. W stanie normalnym ciała fizyczne mają taką samą liczbę cząstek ujemnych i dodatnich. Dzięki tej równowadze powstaje neutralny stan organizmu. W przypadku naruszenia stanu neutralnego ciało otrzymuje ładunek elektryczny o wartości jednego bieguna.

Statyka to stan ciała w spoczynku, gdy nie porusza się ono. W substancji ciała może wystąpić polaryzacja, która wyraża się w ruchu ładunków pomiędzy częściami ciała lub z pobliskiego obiektu.

Substancje ulegają elektryzowaniu w wyniku oddzielenia ciał, zmian ładunków podczas tarcia, nagłych zmian temperatury i napromieniowania. Ładunki pola elektrycznego znajdują się na powierzchni ciała lub są usuwane z powierzchni na odległość równą odległości międzyatomowej. Jeśli ciała nie są uziemione, wówczas ładunki skupiają się na obszarze styku, a jeśli jest uziemienie, ładunek trafia do pętli uziemienia.

Procesy gromadzenia ładunków i ich drenażu zachodzą jednocześnie. Ciało zostaje naelektryzowane, jeśli otrzyma większy ładunek energii w porównaniu do ładunku zużytego. W rezultacie staje się jasne, że ochrona przed elektrycznością statyczną musi odprowadzać nagromadzone ładunki do pętli uziemienia.

Ilość elektryczności statycznej

Wszystkie substancje fizyczne mają swoją charakterystykę w skali tryboelektrycznej, zależną od ich zdolności do tworzenia ładunków elektrycznych o różnych biegunach podczas pocierania. Główne takie substancje pokazano na rysunku.

Aby mieć pojęcie o wielkości powstałych ładunków statycznych, rozważ kilka przykładów:

• Obracające się koło pasowe z paskiem napędowym może ładować do 25 000 woltów.
• Nadwozie samochodu poruszającego się po suchej drodze może otrzymać ładunek do 10 000 woltów.
• Osoba ubrana w wełniane skarpetki chodząca po suchym dywanie może zgromadzić na ciele ładunek o wartości do 6000 woltów.

W rezultacie staje się jasne, że napięcie pola elektrostatycznego może osiągnąć znaczny poziom nawet w życiu codziennym. Ładunek ten nie powoduje znacznych szkód dla osoby ze względu na małą moc. Wyładowanie przepływa przez duży opór i jest obliczane w kilku ułamkach miliampera.

Wilgotność powietrza zmniejsza również ładunek elektrostatyczny. Wpływa na wartość potencjału organizmu podczas kontaktu z różnymi materiałami. Dlatego ochrona przed elektrycznością statyczną może polegać na użyciu.

W środowisku naturalnym występuje elektryczność statyczna, osiągająca ogromne wartości. Na przykład, gdy chmury przemieszczają się między nimi, powstają duże potencjały energetyczne, które wyrażają się w wyładowaniach atmosferycznych. Siła tych wyładowań jest wystarczająca, aby spalić drewniany dom lub rozłupać pień wieloletniego drzewa.

W codziennych warunkach, podczas wyładowań pola elektrostatycznego, człowiek odczuwa lekkie mrowienie w palcach, widoczne są iskry w wyniku tarcia wełnianej odzieży, a wydajność człowieka spada. Pole elektrostatyczne negatywnie wpływa na kondycję człowieka, ale nie powoduje oczywistych szkód.

Istnieją przyrządy pomiarowe, które mogą dokładnie zmierzyć wartość potencjału statycznego zgromadzonego ładunku na ciele człowieka i na ciele dowolnego urządzenia.

Elektryczność antystatyczna

Istnieją różne metody ochrony przed wyładowaniami pola elektrostatycznego, zarówno w życiu codziennym, jak i w warunkach przemysłowych. Mają swoje różnice. Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z nich.

Ochrona w domu

Każda osoba musi przedstawiać zagrożenie, jakie dla ciała stanowią wyładowania statyczne. Trzeba je znać i umieć je ograniczać. Aby rozwiązać ten problem, organizowane są różne wydarzenia mające na celu szkolenie ludzi w zakresie metod ochrony, w tym programy telewizyjne.

Podczas tych wydarzeń wyjaśnia się ludziom, skąd i skąd pochodzi pole statyczne, jakie są metody jego pomiaru oraz metody wykonywania prac zapobiegawczych. Na przykład, aby uniknąć nieprzyjemnego wrażenia pola statycznego, zaleca się do czesania włosów używanie drewnianych grzebieni zamiast plastikowych. Drewno ma neutralne właściwości i nie tworzy ładunków pola elektrostatycznego podczas tarcia. W sklepach można łatwo kupić drewniany grzebień dowolnego kształtu i rodzaju.

Aby zapobiec tworzeniu się potencjału statycznego na karoserii podczas jazdy po suchej nawierzchni, stosuje się specjalne taśmy antystatyczne, które mocuje się z tyłu samochodu w dolnej części nadwozia. W sieci handlowej bez problemu można wybrać dowolną wersję takiej taśmy.

Jeśli samochód nie jest w żaden sposób chroniony przed możliwym wyładowaniem nagromadzonego ładunku potencjalnego, wówczas napięcie można usunąć, tymczasowo uziemiając karoserię, łącząc ją z ziemią za pomocą metalowej części. Aby to zrobić, możesz użyć kluczyka zapłonu. Przed zatankowaniem samochodu benzyną należy koniecznie rozładować napięcie.

Kiedy na odzieży wykonanej z włókien chemicznych tworzą się ładunki elektrostatyczne, zaleca się użycie środka antystatycznego. Jest to specjalna puszka aerozolu sprzedawana w sklepach. Usuwa elektryczność statyczną z odzieży, tkanin i syntetycznych pokrowców na siedzenia samochodowe, szczególnie zimą, gdy powietrze jest suche. Aby jednak nie używać różnych sprayów i chemikaliów, zaleca się noszenie ubrań wykonanych z naturalnych materiałów: bawełny i lnu.

Jeśli buty mają gumowane podeszwy, stwarza to warunki do kumulacji potencjału naprężeniowego. Aby temu zapobiec, wystarczy włożyć do butów specjalne antystatyczne wkładki, które wykonane są z naturalnych materiałów. W rezultacie negatywny wpływ na osobę zmniejszy się.

Zbyt suche powietrze w mieszkaniach miejskich zimą przyczynia się do gromadzenia się ładunków elektrostatycznych. Są do tego specjalne urządzenia – nawilżacze powietrza. Jeśli nie ma takiego urządzenia, wystarczy duża wilgotna chusteczka, którą należy położyć na akumulatorze. Dzięki temu proces akumulacji ładunku ulegnie zahamowaniu, a sytuacja w mieszkaniu ulegnie poprawie. Zaleca się również regularne czyszczenie na mokro. Dzięki temu w odpowiednim czasie usuniesz kurz i obszary pod napięciem. Ta metoda jest najlepsza.

Urządzenia elektryczne używane na co dzień również podczas pracy gromadzą ładunek statyczny na obudowie. Aby zmniejszyć wpływ ładunku statycznego, zainstalowany jest system wyrównywania potencjału. Jest podłączony do pętli uziemienia całego domu. Wanna akrylowa jest podatna na gromadzenie się na niej ładunków elektrostatycznych, dlatego należy ją zabezpieczyć systemem wyrównywania potencjałów. Nawet żeliwna wanna z akrylową wyściółką również jest podatna na to negatywne zjawisko.

Ochrona przed elektrycznością statyczną podczas produkcji

W produkcji przemysłowej stosuje się kilka metod utrzymania funkcjonalności sprzętu:

• Zwiększanie odporności urządzeń i sprzętu na wyładowania elektrostatyczne.
• Blokowanie przenikania ładunku do miejsca pracy.
• Zapobieganie powstawaniu ładunków elektrostatycznych.

Dwie ostatnie metody umożliwiają ochronę wielu urządzeń, natomiast pierwsza metoda stosowana jest tylko w przypadku niektórych typów sprzętu.

Zapewnia wysoką ochronę przed wyładowaniami pola statycznego i utrzymuje funkcjonalność urządzenia. Jest to metalowa klatka w formie siatki o drobnych oczkach. Klatka zamyka sprzęt ze wszystkich stron. Jest podłączony do pętli uziemienia. Wewnątrz klatki nie przechodzą pola elektryczne, a jednocześnie klatka Faradaya nie zakłóca statycznego pola magnetycznego. Kable zabezpiecza się na tej samej zasadzie, wyposażając je w metalowy ekran.

Ochrona przed elektrycznością statyczną dzieli się ze względu na metody realizacji:

• Konstrukcyjne i technologiczne.
• Chemiczny.
• Fizyko-mechaniczne.

Dwie ostatnie metody pozwalają ograniczyć powstawanie ładunków i zwiększyć prędkość ich zatapiania się w ziemi. Pierwsza metoda chroni urządzenia przed ładunkami, ale nie kieruje ich do masy.

Redukcję ładunków elektrostatycznych można zoptymalizować w następujący sposób:

• Zwiększanie przewodności materiałów.
• Stworzenie koronacji.

Takie problemy rozwiązuje się za pomocą:

• Wybór materiałów o dobrej przewodności objętościowej.
• Zwiększanie powierzchni roboczych.
• Jonizacja przestrzeni powietrznej.

Aby zrealizować te zadania, tworzone są linie umożliwiające spływ ładunków statycznych do ziemi z pominięciem pracujących elementów urządzeń. Jeśli materiały mają wysoką odporność, stosuje się inne metody.

Pojęcie elektryczności statycznej jest znane każdemu ze szkolnego kursu fizyki. Elektryczność statyczna występuje, gdy ładunki pojawiają się na przewodnikach i powierzchniach różnych obiektów. Pojawiają się w wyniku tarcia, które pojawia się podczas kontaktu przedmiotów.

Co to jest elektryczność statyczna?

Wszystkie substancje składają się z atomów. Atom ma jądro, wokół którego znajduje się równa liczba elektronów i protonów. Potrafią przemieszczać się z jednego atomu na drugi. Podczas ruchu powstają jony ujemne i dodatnie. Ich brak równowagi prowadzi do statyki. Ładunek statyczny protonów i elektronów w atomie jest taki sam, ale ma inną polaryzację.

Statyka pojawia się w życiu codziennym. Wyładowania statyczne mogą wystąpić przy niskich prądach, ale przy wysokich napięciach. W takim przypadku nie ma zagrożenia dla ludzi, ale wyładowanie jest niebezpieczne dla urządzeń elektrycznych. Podczas rozładowywania ulegają uszkodzeniu mikroprocesory, tranzystory i inne elementy obwodu.

Przyczyny elektryczności statycznej

Statyka występuje w następujących warunkach:

• kontakt lub oddzielenie dwóch różnych materiałów od siebie;
• nagłe zmiany temperatury;
• promieniowanie, promieniowanie UV, promieniowanie rentgenowskie;
• obsługa maszyn do cięcia papieru i maszyn do cięcia.

Statyka często występuje podczas burzy lub przed nią. Chmury burzowe poruszające się w nasyconym wilgocią powietrzu wytwarzają elektryczność statyczną. Wyładowanie następuje pomiędzy chmurą a ziemią, pomiędzy pojedynczymi chmurami. Urządzenie piorunochronów pomaga w przewodzeniu ładunku do ziemi. Chmury burzowe wytwarzają potencjał elektryczny na metalowych przedmiotach, które po dotknięciu powodują łagodne wstrząsy. Uderzenie nie jest groźne dla człowieka, jednakże potężna iskra może spowodować zapalenie niektórych przedmiotów.

Każdy mieszkaniec wielokrotnie słyszał trzask, który słychać przy ściąganiu ubrań, wpływ dotknięcia samochodu. Jest to konsekwencja pojawienia się statyki. Podczas cięcia papieru, czesania włosów lub dolewania benzyny można wyczuć wyładowanie elektryczne. Bezpłatne opłaty towarzyszą człowiekowi wszędzie. Stosowanie różnych urządzeń elektrycznych zwiększa ich występowanie. Występują podczas zalewania i kruszenia produktów stałych, pompowania lub zalewania cieczy palnych, transportu ich w zbiornikach, zwijania papieru, tkanin i folii.

Ładunek pojawia się w wyniku indukcji elektrycznej. W porze suchej na metalowych nadwoziach samochodów powstają duże ładunki elektryczne. Ekran telewizora lub monitor komputera można naładować poprzez wystawienie na działanie wiązki utworzonej w lampie katodowej.

Szkody i zalety elektryczności statycznej

Wielu naukowców i wynalazców próbowało wykorzystać ładunek statyczny. Powstały nieporęczne jednostki, których zalety były niewielkie. Przydatne okazało się odkrycie przez naukowców wyładowań koronowych. Jest szeroko stosowany w przemyśle. Za pomocą ładunku elektrostatycznego malowane są złożone powierzchnie, a gazy oczyszczane są z zanieczyszczeń. Wszystko fajnie, ale jest też wiele problemów. Wstrząsy elektryczne mogą być bardzo silne. Czasami mogą zakażać ludzi. Dzieje się tak zarówno w domu, jak i w miejscu pracy.

Szkodliwość elektryczności statycznej objawia się wstrząsami o różnej mocy podczas zdejmowania syntetycznego swetra, wysiadania z samochodu, włączania i wyłączania robota kuchennego i odkurzacza, laptopa i kuchenki mikrofalowej. Te ciosy mogą być szkodliwe.

Występuje elektryczność statyczna, która wpływa na funkcjonowanie układu sercowo-naczyniowego i nerwowego. Powinieneś się przed tym chronić. Często sama osoba jest także nosicielem zarzutów. W kontakcie z powierzchniami urządzeń elektrycznych ulegają one naelektryzowaniu. Jeżeli jest to urządzenie kontrolno-pomiarowe sprawa może zakończyć się jego awarią.

Prąd rozładowania przyniesiony przez człowieka wraz ze swoim ciepłem niszczy połączenia, przerywa ścieżki mikroukładów i niszczy warstwę tranzystorów polowych. W rezultacie obwód staje się bezużyteczny. Najczęściej nie dzieje się to od razu, ale na dowolnym etapie pracy narzędzia.

W fabrykach przetwarzających papier, tworzywa sztuczne i tekstylia materiały często zachowują się nieprawidłowo. Sklejają się ze sobą, przyklejają do różnego rodzaju sprzętu, odpychają się, zbierają na sobie dużo kurzu, a także są nieprawidłowo nawinięte na szpule lub szpule. Powodem tego jest występowanie elektryczności statycznej. Dwa ładunki o jednakowej polaryzacji odpychają się. Inne, z których jeden jest naładowany dodatnio, a drugi ujemnie, przyciągają się nawzajem. Naładowane materiały zachowują się w ten sam sposób.

W drukarniach i innych miejscach, w których stosuje się łatwopalne rozpuszczalniki, może dojść do pożaru. Dzieje się tak, gdy operator nosi nieprzewodzące obuwie, a sprzęt nie jest odpowiednio uziemiony. Zdolność do zapalenia zależy od następujących czynników:

• rodzaj rozładowania;
• moc rozładowania;
• źródło wyładowań statycznych;
• energia;
• obecność w pobliżu rozpuszczalników lub innych łatwopalnych cieczy.

Wyładowania mogą być iskrowe, ręczne lub ślizgowe. Wyładowanie iskrowe pochodzi od człowieka. Nadgarstek występuje na spiczastych częściach sprzętu. Jego energia jest tak niska, że ​​praktycznie nie stwarza zagrożenia pożarowego. Wyładowanie szczotkowe ślizgowe występuje na arkuszach syntetycznych, a także na materiałach walcowanych z różnymi ładunkami po każdej stronie arkusza. Stwarza to takie samo zagrożenie jak wyładowanie iskrowe.

Śmiertelność jest głównym problemem dla ekspertów ds. bezpieczeństwa. Jeśli dana osoba trzyma się szpulki i znajduje się w strefie napięcia, jej ciało również zostanie naładowane. Aby usunąć ładunek, należy dotknąć uziemionego sprzętu. Dopiero wtedy ładunek trafi do ziemi. Ale osoba zostanie porażona silnym lub słabym porażeniem prądem. Rezultatem są ruchy odruchowe, które czasami prowadzą do kontuzji.

Długi pobyt w strefie naładowanej prowadzi do drażliwości, zmniejszenia apetytu i złego snu.

Pył z obszaru produkcyjnego usuwany jest za pomocą wentylacji. Gromadzi się w rurach i może zapalić się w wyniku wyładowania iskrowego.

Jak usunąć elektryczność statyczną z osoby

Najprostszym sposobem ochrony przed tym jest uziemienie sprzętu. W warunkach produkcyjnych wykorzystuje się do tego celu ekrany i inne urządzenia. W substancjach ciekłych stosuje się specjalne rozpuszczalniki i dodatki. Aktywnie wykorzystywane są rozwiązania antystatyczne. Są to substancje o niskiej masie cząsteczkowej. Cząsteczki środka antystatycznego łatwo się poruszają i reagują z wilgocią zawartą w powietrzu. Dzięki tej charakterystyce ładunki elektrostatyczne są usuwane z osoby.

Jeżeli buty operatora mają nieprzewodzące podeszwy, musi on zawsze dotykać podłoża. Wtedy nie można zatrzymać przepływu prądu statycznego do ziemi, ale osoba dozna silnego lub słabego wstrząsu. Działanie prądu statycznego odczuwamy po chodzeniu po dywanach i dywanikach. Kierowcy wysiadający z samochodu zostali porażeni prądem. Łatwo pozbyć się tego problemu: wystarczy dotknąć drzwi ręką, siedząc nieruchomo. Ładunek spłynie do ziemi.

Jonizacja bardzo pomaga. Odbywa się to za pomocą paska antystatycznego. Posiada wiele igieł wykonanych ze specjalnych stopów. Pod wpływem prądu o napięciu 4-7 kV otaczające powietrze rozkłada się na jony. Stosowane są również noże powietrzne. Stanowią antystatyczną listwę, przez którą wdmuchuje się powietrze i oczyszcza powierzchnię. Ładunki statyczne aktywnie tworzą się podczas rozpryskiwania cieczy o właściwościach dielektrycznych. Dlatego, aby zmniejszyć wpływ elektronów, nie należy dopuszczać do spadającego strumienia.

Wskazane jest nałożenie na podłogę linoleum antystatycznego i częstsze czyszczenie go za pomocą chemii gospodarczej. W przedsiębiorstwach zajmujących się przetwarzaniem tkanin lub papieru problem pozbycia się ładunków elektrostatycznych rozwiązuje się poprzez zwilżenie materiałów. Zwiększona wilgotność zapobiega gromadzeniu się szkodliwej energii elektrycznej.

Aby usunąć zakłócenia, musisz:

• nawilżaj powietrze w pomieszczeniu;
• czyścić dywany i chodniki środkami antystatycznymi;
• przecieraj siedzenia w samochodzie i w pokojach chusteczkami antystatycznymi;
• częściej nawilżaj skórę;
• odmówić odzieży syntetycznej;
• nosić buty ze skórzanymi podeszwami;
• zapobiegają pojawianiu się ładunków elektrostatycznych na praniu po praniu.

Kwiaty w pomieszczeniach, wrzący czajnik i specjalne urządzenia dobrze nawilżają atmosferę. Związki antystatyczne sprzedawane są w sklepach z chemią gospodarczą. Rozpyla się je na powierzchnię dywanu. Możesz sam przygotować środek antystatyczny. Aby to zrobić, weź płyn zmiękczający do tkanin (1 nakrętka) i wlej go do butelki. Następnie pojemnik napełnia się czystą wodą, którą spryskuje się powierzchnię dywanu. Chusteczki nawilżone środkiem antystatycznym neutralizują ładunki na tapicerce siedzeń.

Po kąpieli należy nawilżyć skórę balsamem. Ręce wyciera się kilka razy dziennie. Warto zmienić ubranie na naturalne. Jeśli się ładuje, potraktuj go środkami antystatycznymi. Zaleca się noszenie butów ze skórzaną podeszwą lub chodzenie po domu boso. Przed praniem warto posypać ubranie ¼ szklanki sody oczyszczonej. Usuwa wyładowania elektryczne i zmiękcza tkaninę. Podczas płukania ubrań możesz dodać do urządzenia ocet (¼ szklanki). Lepiej suszyć ubrania na świeżym powietrzu.

Wszystkie powyższe środki pomagają zneutralizować problemy elektrostatyczne.