Статическое электричество и защита от него — RozetkaOnline.COM

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проявлениями статического электричества. Это могут быть и вполне безобидные кратковременные разряды, которые похожи на легкое покалывание, и вполне ощутимые, болезненные удары, настигающие нас, когда мы примеряем одежду, просто садимся в машину или беремся за дверную ручку.

При этом явление статического электричества бывает чрезвычайно опасным, так как может вызывать возгорания легковоспламеняемых веществ и сред, вроде бензина или пыли, кроме того выводит из строя чувствительные электронные компоненты, вызывает помехи в работе приборов, да и просто является причиной серьезного дискомфорта для человека.

Чтобы знать, как защитить себя и окружающие предметы от воздействия статического электричества, необходимо понимать суть его происхождения и причины появления.

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.

Статическое электричество: опасность и меры защиты. Часть 1

Интенсивность возникновения зарядов в технологическом оборудовании определяется физико-химическими свойствами перерабатываемых веществ и материалов, из которых изготовлено оборудование, а также параметрами технологического процесса.

В случае разности потенциалов 300 В искровой разряд способен воспламенить почти все горючие газы, а когда разность потенциалов достигнет 5000 В, то и большую часть горючих пылей.

Так, например, при движении приводного ремня со скоростью 15 м/с разряд может достичь 80 кВ (при движении прорезиненной ленты транспортера — до 45 кВ, протекании бензина по стальным трубам — до 3,6 кВ). При движении автомобиля по бетонной дороге — до 3 кВ (вследствие скольжения колес и ударов частиц песка и гравия о металлические части кузова).

Искра, возникшая из-за разряда статического электричества, явилась, возможно, тем последним доводом, который окончательно склонил чашу весов в пользу самолетов в их споре с дирижаблями за господство в воздухе в конце 30-х годов прошлого века. Во всяком случае, попытки использования дирижаблей в качестве пассажирского воздушного транспорта прекратились как раз после гибели гигантского дирижабля от пожара, вызванного электрическим разрядом (г. Нью-Йорк, 1937 г.

). Однако и самолеты подвержены воздействию статического электричества, возникающего на них в результате взаимодействия с жидкими и твердыми частицами облаков и осадков.

С увеличением скорости самолетов острота данной проблемы только возрастала: выяснилось, что ток, заряжающий самолет при полете в облаках и осадках, растет с увеличением скорости значительно сильнее, чем разряжающий ток. На самолетах наблюдались электрические разряды разных форм и связанные с этим явлением электромагнитные помехи и повреждения элементов конструкции. При заряжении самолета статическим электричеством резко возросла опасность поражения его молнией. По имеющимся оценкам, вероятность прямого поражения самолета молнией во время полета в грозовом облаке составляет 10-4, т.е. из 10000 пролетов через облако молния в одном случае почти всегда попадает в самолет. Когда самолет электрически заряжен, эта вероятность на два порядка выше: один случай поражения молнией приходится уже на 100 пролетов через облако.

Заряженный самолет, таким образом, инициирует молнию, вызывая разряд атмосферного электричества на себя. Это не удивительно, если учесть, что потенциал самолета относительно окружающей среды может достигать полутора миллионов вольт!

Также известны случаи, когда по причине электростатических разрядов происходили серьезные аварии и пожары на технологических установках нефтепереработки, резервуарах и емкостях с горючими жидкостями и газами (Россия, Япония), отмечались жалобы персонала на неприятные ощущения и ухудшение самочувствия в работе.

 

Защита от статического электричества

 

В каждой организации в соответствующие технологические инструкции или инструкции по охране труда, видам работ и пожарной безопасности должны быть включены пункты по защите от статического электричества и эксплуатации устройства защиты от статического электричества.

Опасность действия статического электричества должна устраняться специальными мерами, которые создают утечку электростатических зарядов, предотвращающих накопление энергии заряда выше уровня 0,4 А/мин, или создают условия, исключающие возможность образования взрывоопасной концентрации взрывоопасной смеси (например, вытеснение горючей смет инертным газом).

Понятие статического электричества и защита от него

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

Разряд накопившегося на теле человека статического электричества

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

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

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

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

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

Причины возникновения

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

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

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

Ситуации, где велика вероятность получить удар электрическим током

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

Уменьшение интенсивности зарядов

Мероприятия направлены на обеспечение безопасности технологических процессов:

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

Заземление электроприборов и токоведущих частей:

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

Заземление приборов с целью защиты человека от поражения электрическим током

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

Снятие зарядов с твердых поверхностей

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

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

Заряды в  газовых смесях

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

Снятие заряда с сыпучих материалов

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

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

Правила защиты

Правила защиты от статического электричества в производствах химической промышленности:

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

Отвод зарядов с поверхностей передвижных составов, аппаратов и людей:

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

Отвод заряда от ременных передач:

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

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

Проявление в быту

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

Источники накопления статического электричества дома

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

Для предотвращения вредного влияния статического электричества необходимо:

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

Присутствие статического электричества в волосах

Видео про электричество

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

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

Оцените статью:

Статическое электричество и защита от него

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

Физика явления

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

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

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

Причины возникновения

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

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

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

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

Опасность явления

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

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

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

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

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

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

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

Средства защиты в бытовых условиях

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

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

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

Методы защиты на производственных предприятиях

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

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

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

Виды разрядов

Различают несколько видов разряда:

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

Дополнительные меры предосторожности

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

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

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

Применение в промышленности

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

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

Воздействие на человека

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

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

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

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

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

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

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

Защита от статического электричества

Все тела по электрическим свойствам делят на проводники и изоляторы (диэлектрики). Если проводники способны проводить ток, то диэлектрики этой способностью не обладают. Поэтому на веществах и материалах, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление более 10⁵ Ом • м (диэлектрик), при трении, дроблении, интенсивном перемешивании происходит перераспределение электронов с образованием на поверхностях соприкосновения двойного электрического тока, что является непосредственным источником возникновения статического электричества.

Искровые разряды статического электричества могут вызвать взрыв и пожар.

Особенно большую опасность представляют разряды статического электричества, образующиеся при сливе и наливе легковоспламеняющихся и горючих жидкостей свободно падающей струей.

В производственных условиях накопление зарядов статического электричества может происходить на приводных ремнях, транспортерах, при движении пылевоздушной смеси в трубопроводах, например при транспортировке муки пневмосистемами или аэрозольтранспортом.

Заряды статического электричества могут накапливаться на людях, особенно если подошва обуви не проводит электрический ток, одежде и белье из шерсти, шелка или искусственного волокна, а также при движении по нетокопроводящему полу или выполнении ручных операций с диэлектриком. Потенциал изолированного от земли тела человека может превышать 7 кВ и достигать 45 кВ. Соприкосновение человека с заземленным предметом вызывает искровой разряд.

Энергия разряда этой искры может составлять 2,5 … 7,5 мДж. Кроме того, статическое электричество оказывает неблагоприятное физиологическое воздействие на человека, подобное мгновенному удару электрическим током. Величина тока при этом незначительна и непосредственной опасности для человека не представляет. Однако искра, проскакивающая между телом человека и металлическим объектом, может явиться причиной производственного травматизма и при определенных условиях даже создать аварийную ситуацию.

В производствах, где существует опасность воспламенения взрывоопасных смесей разрядом с человека, необходимо обеспечить работающих электропроводящей (антистатической) обувью. Обувь считается электропроводящей, если электрическое сопротивление между электродом в форме стельки, находящимся внутри обуви, и наружным электродом меньше 10⁷ Ом.

Покрытие пола, выполненное из бетона толщиной 3 см, спецбетона, пенобетона, считается электропроводящим.

Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности получаемых и перерабатываемых веществ, используемых в производстве диэлектрических материалов, оборудования, а также тела человека необходимо предусматривать меры защиты от разрядов статического электричества.

Основными способами устранения опасности от статического электричества являются:

отвод зарядов путем заземления оборудования и коммуникаций;

однако заземление неэффективно, когда применяют аппараты и трубопроводы из диэлектрика или происходит в процессе технологических операций отложение на внутренней стороне стенки трубопроводов или оборудования нетокопроводящих материалов;

добавление в электризуемые вещества антистатических веществ (графит, сажа, полигликоли и др.), позволяющих уменьшить сопротивление этих веществ;

увеличение относительной влажности воздуха (общей или только в местах образования зарядов статического электричества) до 70 … 75 %;

применение антистатических веществ;

наиболее важным свойством антистатических веществ является их способность увеличивать ионную проводимость и тем самым снижать электрическое сопротивление материалов;

ионизация воздуха, заключающаяся в образовании положительных и отрицательных ионов воздуха, которые нейтрализуют заряды статического электричества;

ограничение скорости движения твердых и жидких веществ в коммуникациях и оборудовании;

заведомо безопасной скоростью движения и истечения диэлектрической жидкости является 1,2 м/с.

Практический способ устранения опасности от статического электричества выбирают с учетом эффективности и экономической целесообразности.

54 Статическое электричество.Способы защиты.

Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией зарядов. Заряды возникают при трении, дроблении, облучении УФ, химических реакциях. Длительное время заряды сохраняются на поверхности полупроводников и диэлектриков с удельным сопротивлением ρ≥105 Ом*м. релаксация зарядов происходит в следующих формах – растекание по поверхности и в объёме тела, стекание зарядов с поверхности тела в воздух. Опасность статического электричества заключается в возможности воспламенения горючих смесей, находящихся в помещении. Необходимо выполнение условия: , где W доп – допустимая энергия разряда, Дж; Wmin =0,5Сφ2, Дж; где С – ёмкость, φ – потенциал.
Меры защиты:
1.снижение силового воздействия
2.снижение скоростей перемещения слоёв сыпучих материалов и жидкостей
3.изготовление контактирующих тел из материалов с близким удельным сопротивлением
4.нанесение на поверхность токоведущих тел лакокрасочных покрытий
5.обработка антистатиками
6.увеличение относительной влажности выше 65%
7.заземление оборудования
8.ионизация воздуха вблизи мест образования зарядов с помощью нейтрализаторов различного типа
9.токопроводящая обувь, полы , обивки стульев
10.легкосъёмные токопроводящие браслеты
Поражающие факторы атмосферного электричества.
1.прямой удар молнией и защита с помощью молниеотводов
2.явление электромагнитной индукции, т.е. вследствие возникновения, мощного переменного во времени электрического поля, способного индуцировать ЭДС различной величины в металлических конструкциях, при сближении которых могут происходить электрические разряды на заземлённые предметы, след-но, возникновение опасного электротравматизма, воспламенение горючих смесей и т.п. для защиты в местах сближения металлических конструкций до 20 см между ними необходимо устраивать металлические перемычки
3.электростатическая индукция, т.е. наведение заряда противоположного знака по сравнению с зарядом облака на металлических предметах, изолированных от земли. Релаксация зарядов с этих предметов происходит на ближайшие заземлённые предметы, след-но, электротравматизм, воспламенение.
4.занос высоких потенциалов по металло-комуникациям, входящих в здание. Защита: заземление крюков фазных проводов.

< Предыдущая		Следующая >

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 электричества проводят 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.

---

Полезная информация:

Статическое электричество, его опасности и способы их предотвращения

Испытывали ли вы, что вас трясло от искры электричества, когда вы касались дверной ручки или поручня? Сегодня мы поговорим о статическом электричестве, опасностях этого частого явления и советах, как защитить себя от травм или повреждения имущества.

Что такое статическое электричество?

С научной точки зрения статика возникает, когда существует дисбаланс зарядов между двумя объектами.Когда две поверхности испытывают электрический дисбаланс, происходит только одна из двух реакций:

• Поверхности отталкиваются друг от друга, когда имеют одинаковый заряд.
• Поверхности будут притягиваться друг к другу, если у них будут противоположные заряды (положительный и отрицательный).

Обычно мы наблюдаем статическое электричество в следующих случаях:

• Волосы на вашей голове встают дыбом, когда электроны от шляпы переходят на ваши волосы.
• Если вы потрете баллон о ковер или предмет одежды, он прилипнет к стене без клея.

Почему это опасно?

Опасность статического электричества возникает, когда перенос заряда настолько велик, что создает искру. Одним из наиболее частых случаев возникновения статического электричества является заправка автомобиля. Водитель может переносить избыточные электроны, которые могут вызвать искру при прикосновении к топливному насосу. Воздействие на искру летучего бензина может вызвать неожиданное возгорание.

Другая опасность — поражение электрическим током статическим электричеством. Когда объект накапливает слишком много электрического заряда без возможности разрядки, вы можете получить удар током при прикосновении к заряженному объекту.

Советы по предотвращению повреждений статическим электричеством

Вот несколько эффективных советов, которые помогут свести к минимуму риски, вызванные статическим электричеством:

• Избегайте ношения обуви с резиновой подошвой: Резина — отличный изолятор, поэтому носите резину обувь на подошве может создавать значительное количество статического электричества в вашем теле.
• Заземлите свои бытовые приборы: Некоторые устройства в вашем доме могут со временем накапливать статическое электричество, если нет возможности их разрядить.Убедитесь, что в ваших приборах есть заземляющий механизм, чтобы снять избыточный статический заряд.
• Заземлите себя: Если вы считаете, что можете переносить статическое электричество, прикоснитесь к инертному металлическому предмету, чтобы разрядить электричество.
• Поддерживайте влажность воздуха в помещении: Сухой воздух увеличивает риск накопления статического электричества в вашем доме. Лучший способ решить эту проблему — поддерживать относительную влажность выше 30%. Увлажнитель может помочь.
• Сохраняйте кожу увлажненной: Если ваша кожа сухая, вероятность развития статического электричества выше.Вы можете нанести лосьон или увлажняющий крем на руки и кожу.

Final Word

Статическое электричество может показаться небольшой проблемой, но игнорирование источника проблемы может оказаться катастрофическим. Если вам нужна помощь в оценке электробезопасности вашего дома, не стесняйтесь звонить нам в Wire Craft Electric. Наши квалифицированные специалисты ждут решения вашей следующей проблемы, связанной с электричеством.

Соединение и заземление — Контроль статического электричества

Несколько лет назад я расследовал инцидент, связанный с возгоранием, возникшим в результате переноса горючей жидкой смеси.Водитель поставщика химикатов доставлял товар покупателю. Продукт состоял из раствора растворителя, содержащего толуол и другие легковоспламеняющиеся ингредиенты. Когда водитель наполнял металлический контейнер емкостью 350 галлонов через верхнее сопло, внезапно возник пожар, в результате чего водитель получил ожоги. Он получил ожоги второй и третьей степени примерно на 20% тела.

В ходе расследования этого инцидента было установлено, что искра, возникшая в результате статического разряда, воспламенила пары растворителя.Есть два основных метода защиты от опасностей статического электричества — заземление и склеивание. Эти методы должны строго соблюдаться в зонах хранения, распределения или использования легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. В этой статье описывается, как возникает статический разряд и как соединение и заземление помогают предотвратить потенциальные пожары из-за электростатических разрядов.

Статическое электричество
Статическое электричество возникает в результате взаимодействия разнородных материалов.Это может произойти при трении материалов друг о друга, например, в классическом примере ходьбы по ковру в сухой зимний день в шерстяных носках. Однако статические разряды также могут возникать, когда жидкость проходит через трубу, через отверстие в резервуар и / или при смешивании или взбалтывании смеси. Жидкость перемещает разные электроны друг от друга, и трение электронов создает статическое электричество. Электростатический разряд (также называемый статической искрой) — это разряд электричества через промежуток между двумя не контактирующими точками, возникающий в результате разницы в электрический потенциал.Искра, возникающая при скачке электрического заряда через зазор, обычно содержит достаточно энергии для воспламенения легковоспламеняющихся паров, если они находятся в концентрациях, поддерживающих горение. Невозможно полностью исключить возникновение статического электричества, поскольку оно обычно присутствует на каждом интерфейсе. Однако есть способы уменьшить возможность накопления статического заряда при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей. Двумя наиболее важными способами предотвращения статических искр являются соединение и заземление.

Соединение
Соединение выполняется для устранения разницы в электрическом потенциале между двумя или более объектами.Адекватная связь между двумя или более проводящими объектами позволит зарядам свободно перемещаться между объектами, что не приведет к разнице в электрическом потенциале. Связывание не устраняет статический заряд, но выравнивает потенциал между соединенными объектами, так что между ними не возникает искры. Таким образом, вероятность искры между объектами существенно снижается.

Соединение может быть выполнено путем присоединения проводящего провода между объектами. Для безопасного склеивания важны следующие факторы:

Размер соединительной проволоки: Размер соединительной проволоки зависит от механической прочности, а не от допустимой нагрузки по току.Используйте толстый многожильный провод 12-го калибра, который выдержит длительное использование. Связующие провода поставляются промышленными поставщиками на катушках или в индивидуальной указанной длине.

Точка крепления на обоих объектах: Точка крепления на обоих объектах должна быть прочной и надежной и находиться на голой металлической поверхности. Использование зажимного устройства (навинчиваемого или подпружиненного) — хороший способ обеспечить надежное соединение. Соединение должно быть выполнено до начала передачи материала между емкостями.Если соединение выполняется после переноса, накопление статического заряда может привести к искре, поскольку соединительный провод подключается к одному из контейнеров.

Заземление
Заземление объекта служит другой цели, чем соединение. Связывание устраняет разницу в электрическом потенциале между контейнерами, соединенными вместе, но не устраняет разность потенциалов между объектом и землей. Чтобы гарантировать, что статический заряд не вызовет искру в результате этой разницы, должен быть обеспечен токопроводящий путь к земле.Правильное заземление обеспечит средство для непрерывной разрядки заряженного проводящего тела на землю.

Заземление может быть достигнуто путем присоединения проволочного проводника между контейнером и водопроводной трубой или всего 8-футового стального стержня с медным покрытием, встроенного в землю. Общее сопротивление заземления должно быть ниже одного мегаом. При использовании заглубленного стержня сопротивление зависит от влажности почвы. Важно проверить систему заземления, чтобы убедиться в ее целостности и надлежащем сопротивлении.

Скорость статического разряда
Электрические заряды могут накапливаться в воспламеняющихся жидкостях, когда жидкости протекают по трубопроводным системам или когда они перемешиваются в резервуарах для хранения в результате механического движения или разбрызгивания. Правильного соединения и заземления системы часто бывает достаточно, чтобы контролировать накопление статического электричества. Однако, если для переноса жидкости в резервуар для хранения или контейнер используются высокие скорости потока, на поверхности жидкости в резервуаре могут возникать высокие электрические потенциалы.

Скорость накопления статического заряда может быть намного больше, чем способность жидкости переносить его в заземленный металлический резервуар для хранения. Если накопленный в контейнере заряд накапливается достаточно, может возникнуть статическая искра, когда уровень жидкости приближается к телу с другим потенциалом. Такого рода статическую ситуацию можно контролировать, уменьшая скорость потока, избегая сильного разбрызгивания в бак и давая время, пока статические заряды не рассеются. Заполнения брызгами можно избежать, используя заливную трубу, разработанную в соответствии с NFPA 77.

В обзоре
При рассмотрении инцидента, описанного ранее, водителю не удалось подключить соединительный кабель к металлическому контейнеру. Драйвер также создал высокий уровень статического разряда из-за разбрызгивания продукта во время наполнения. Эти ошибки могут быть связаны с отсутствием обучения, отсутствием процедур в компании и / или отсутствием контроля за соблюдением требований и руководства. Контейнер также не имел должного заземления. Однако контейнер принадлежал заказчику и находился на его территории.При перемещении легковоспламеняющихся материалов на рабочем месте с несколькими работодателями может потребоваться определенное планирование и координация, чтобы обеспечить соблюдение безопасных методов соединения и заземления.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Рекомендуемая практика для статического электричества.

Версия для печати

Поделитесь этой статьей!

Опасности статического электричества, генерация и заземление в промышленности

Что такое статическое электричество?

Все предметы, проводящие или непроводящие, имеют электрический заряд.Объекты, соединенные друг с другом хорошим проводником, имеют одинаковый электрический заряд, по крайней мере, в точке рядом с соединением. Объекты с одинаковым электрическим зарядом не могут вызвать электростатический разряд (ЭСР), то есть искру.

Статическое электричество означает наличие ненейтрального электрического заряда на объекте. Этот заряд может быть положительным, что означает, что у объекта больше протонов, чем электронов, или отрицательным, что означает, что у объекта больше электронов, чем протонов. Статическое электричество может возникнуть, когда два объекта из разных материалов входят в фрикционный контакт, что приводит к обмену электронами, известному как трибоэлектрический эффект.

Если предоставляется возможность, более отрицательно заряженный объект захочет отправить свой избыток электронов более положительно заряженному объекту таким образом, чтобы уравнять заряды обоих объектов. Это аналогично тому, как жидкость в контейнере хочет стечь в контейнер, который находится под ним. Если оба контейнера находятся на ровной поверхности с трубкой между ними, то уровень жидкости в каждом контейнере будет одинаковым. То же самое происходит, когда два объекта электрически связаны друг с другом — оба объекта имеют одинаковый электрический заряд.

Разница в заряде между двумя объектами напрямую связана с величиной, называемой разностью электрических потенциалов или напряжением, измеряемой в вольтах (В). Чем больше разница в заряде, тем выше напряжение и тем больше энергии выделяется при электростатическом разряде. Разность потенциалов можно сравнить с высотой одного контейнера с водой над другим — чем выше падает вода, тем больше кинетической энергии она имеет, когда достигает второй емкости.

Опасности статического электричества в промышленности

В промышленных процессах обычно напряжение превышает 30 кВ (для сравнения, батареи во многих распространенных электронных устройствах имеют номинальное напряжение от 3 до 5 В).Если два объекта с разным потенциалом поднести друг к другу достаточно близко и их разность потенциалов достаточно велика, произойдет самопроизвольный разряд электронов, называемый искрой. Эта искра выравнивает потенциал между объектами, как если бы они были соединены проводником.

Искры, вызванные статическим электричеством, являются основным источником пожаров и взрывов во многих отраслях промышленности. Искры выделяют энергию, которая может воспламенить легковоспламеняющиеся или взрывоопасные материалы. В то время как опасность возгорания может быть очевидна при использовании легковоспламеняющихся химикатов, отрасли, где много пыли, например, мукомольные заводы, также могут подвергаться риску взрыва из-за электростатических искр.

Искры могут не только вызвать возгорание или взрыв, но и вызвать серьезные ожоги или остановить сердце.

Опасность статического электричества можно свести к минимуму, приняв соответствующие меры безопасности для контроля накопления статических зарядов. Одним из важных способов борьбы с накоплением электростатического заряда является правильное заземление и соединение оборудования и контейнеров.

В промышленности статический заряд может создаваться оборудованием, имеющим какое-либо трение или контакт и разделение, а также в случаях, когда происходят быстрые изменения температуры.Люди могут накапливать свои собственные заряды просто из-за трения, возникающего при ходьбе, поэтому, когда они двигаются в непосредственной близости от машины, они могут получить удар током, или искра может воспламенить легковоспламеняющиеся материалы.

Некоторые конкретные источники статического электричества в промышленности будут обсуждаться более подробно в этом техническом документе. Большая часть статического электричества в промышленности возникает в результате операций, связанных с трением, например:

• Жидкость или порошок, протекающие по трубе, шлангу или отверстию
• Смешивание или смешивание
• Распыление или нанесение покрытий
• Фасовочные операции
• Конвейерные ленты

Ниже приведено видео, на котором показан взрыв на косметической фабрике в Нью-Йорке, вызванный статическим электричеством.На видео рабочий протирает резервуар для химикатов до того, как статическое электричество воспламенит легковоспламеняющуюся жидкость из резервуара. Через несколько секунд танк охвачен пламенем, а части одежды рабочего загорелись от взрыва.

Обзор

Выработку статического электричества невозможно остановить, но скорость его накопления и рассеивания можно контролировать с помощью надлежащей разработки оборудования, трубопроводов и систем фильтрации, а также путем использования надлежащего оборудования для соединения и заземления.Чтобы предотвратить накопление статического электричества в проводящем оборудовании, необходимо минимизировать сопротивление пути к земле (земле).

Земля — ​​это точка с нулевым электрическим потенциалом, названная так потому, что ее часто принимают за физическую землю или Землю. Электрический потенциал объекта можно понять только по отношению к другому электрическому потенциалу; по этой причине необходимо иметь общую контрольную точку (землю), от которой можно определять все напряжения в конкретной системе.В гравитационной аналогии вы не можете просто указать, что объект имеет высоту 5 м; вы также должны указать точку, с которой вы начали измерения (по совпадению, земля также является подходящей точкой отсчета здесь).

Если объект имеет ненулевое напряжение, он каким-то образом отделен от земли. Если он разделен проводником, то электроны могут течь между объектом и землей, и между ними возникает сопротивление. Эти три величины — напряжение, ток (поток электронов) и сопротивление — связаны между собой формулой, называемой законом Ома:

В = напряжение, в вольтах

I = ток в кулонах в секунду, т.е.е., Ампер

R = сопротивление, Ом

Надо работать, чтобы рассеять статическое электричество, создавая путь для прохождения электронов. Для этого пути обычно считается достаточным сопротивление 1 мегаом или меньше. Когда металл составляет систему соединения / заземления, сопротивление обычно составляет менее 10 Ом. Сопротивление более 10 Ом означает, что путь к заземлению не является непрерывным, и обычно указывает на наличие грязи, усталости системы, изношенных или ослабленных соединений, а также на возможность выхода системы из строя.Любая система заземления, которая считается приемлемой для молниезащиты или защиты силовой цепи, вполне подходит для решения по заземлению статического электричества.

Вот некоторые методы, которые мы обсудим для статического контроля:

• Склеивание
• Заземление
• Влажность
• Присадки
• Одежда и материалы
• Скорость наполнения

Соединение соединяет два или более проводящего оборудования вместе с помощью проводов, кабелей или других соединителей для выравнивания их статического заряда.Искры не могут возникать между объектами с одинаковым электростатическим потенциалом. Емкости необходимо соединять, даже если они соприкасаются, потому что краска или другие покрытия могут снизить проводимость. Простое прикосновение к другому объекту не гарантирует эффективного соединения для передачи статического заряда.

Заземление (или заземление) — лучший и самый безопасный способ снять накопившийся статический заряд. Заземлить объект — значит подключить его к земле через заземляющий стержень или электрод, воткнутый в землю.Заземление отводит статические заряды по мере их образования, удаляя избыточный заряд за счет передачи электронов между объектом и землей. В этом случае токопроводящие материалы или предметы соединяются с землей с помощью проводов, зажимов, кабелей и зажимов. Это похоже на склеивание, за исключением того, что одним из объектов является сама земля.

Хорошие соединения очень важны для заземления и соединения. Любой заземляемый или связанный объект нуждается в проводящем пути для движения заряженных электронов.Заземление предотвращает искрение между должным образом заземленными объектами и токопроводящим оборудованием.

В потенциально опасных или воспламеняющихся ситуациях все предметы, которые являются проводящими, но отделены от земли непроводящим оборудованием (например, прокладки, шланги и трубопроводы, распылительные форсунки, термометры и зонды), должны быть скреплены. Когда предмет изолирован от земли или заземления, он может стать достаточно заряженным, чтобы вызвать статическую искру.

Заземляющие узлы, кабели и зажимы

На проводимость таких предметов, как бочки и резервуары, могут влиять краски, покрытия или скопления продукта.Эти покрытия могут быть достаточно толстыми, чтобы электростатические заряды не рассеивались полностью. Решение состоит в том, чтобы использовать заземляющий узел с зажимами, которые могут прокалывать краску для хорошего соединения металла с металлом.

На фотографии слева показан один тип узла заземления Мюллера с зажимом для пробивания краски на одном конце и медным зажимом на другом. Существует множество различных конфигураций заземляющих / соединительных узлов, включая различные типы зажимов, зажимов и проводов, которые выбираются в зависимости от элементов и материалов для соединения / заземления.

Некоторые важные критерии, которые следует помнить при выборе узла заземления / заземления:

• Есть ли на заземляемом элементе краска или покрытие, которое необходимо проткнуть для хорошего соединения?
• В какой среде это используется? Насколько прочной должна быть сборка?
• Какой тип зажима нужен? (плоский, с ямочками или зубцами?)
• Заземляемые объекты неподвижны или их нужно переместить?
• Какой длины нужен провод?
• Важна ли чистота?
• Нужно ли выдерживать тепло?
• Провод должен быть изолированным или неизолированным?
• Должен ли провод быть токопроводящим для протекания дополнительного тока?

СИЗ для электробезопасности.Антистатический, электростатический или изоляционный?

Электричество — это товар в нашей современной жизни. Некоторые люди работают с электричеством напрямую — инженеры, электрики, электротехники и многие другие. А другие работают с ним косвенно.

По данным OSHA, около 350 смертей, связанных с электричеством, ежегодно происходят на работе в США. Поэтому выбор правильной защиты от электробезопасности имеет решающее значение. И правильный выбор начинается с понимания рисков.

Узнайте, как правильно выбрать оборудование для электробезопасности для ваших рабочих.

Это явление, которое обычно возникает как в естественной среде, так и на промышленных объектах. Статические заряды энергии возникают из-за физических или химических изменений или процессов динамического характера и могут быть прямым следствием нашей деятельности.

Статические заряды обычно возникают в результате трения вашей одежды о другую поверхность при движении — ваше тело, одежду или обивку стула.Вы наверняка испытывали статический заряд в повседневной жизни, когда снимали свитер, натягивая его через голову.

В рабочей среде накопление этих зарядов может быть опасным, поскольку потенциальный разряд может вызвать искры, которые могут быть опасными для жизни во взрывоопасных зонах. Они могут вызвать множество различных нарушений: пожары, взрывы, технологические нарушения производственных процессов или сбои в работе оборудования.

Все потенциальные источники возгорания должны быть устранены во взрывоопасной атмосфере в соответствии с процедурами электробезопасности.Средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как промышленные защитные каски, средства защиты глаз и лица или обувь, сами могут быть причиной опасных искровых разрядов и, следовательно, источником возгорания.

Следовательно, СИЗ для обеспечения электробезопасности, проверенные с точки зрения электростатических свойств, следует использовать во взрывоопасных зонах. Особое внимание следует уделять материалам, из которых изготовлены СИЗ для обеспечения электробезопасности, и тем, могут ли они подвергаться опасным зарядам статическим электричеством.Во-вторых, необходимо проверять электробезопасность СИЗ, если при включении и выключении они могут вызывать опасное статическое электричество.

Антистатическая рабочая обувь снижает количество статического электричества, накопленного при ходьбе, путем рассеивания статического электричества от тела до земли, тем самым сводя к минимуму вероятность возгорания от статической электрической искры. Они должны иметь низкое электрическое сопротивление от 0,1 до 1000 МОм (МОм).

Антистатические и антистатические свойства СИЗ для электробезопасности основаны на проводимости.Они защищают, рассеивая электрические заряды на земле, предотвращая статический разряд, заряд или искру. Они противоположны электроизоляционным материалам, которые защищают вас от замыкания электрической цепи на землю.

При работе с объектами, которые нельзя отключить от источника электричества, сотрудники должны носить электроизоляционную одежду и оборудование.

Электроизоляционное оборудование изготовлено из материалов, которые блокируют передачу зарядов, поэтому электричество не может проходить через материал.

Резина, вероятно, является наиболее часто используемым изолятором. Вставка его в подошвы ботинок или перчаток — наиболее часто используемый способ добавить изоляторы в одежду. Обратите внимание на наши резиновые перчатки и рукава.

Также необходима электрическая изоляционная одежда с высоким сопротивлением, тем более что идеального изолятора не существует. Даже изоляторы содержат небольшое количество мобильных зарядов, которые могут проводить ток. Одежда из металла или углеродного волокна позволяет заряду рассеиваться.

Материалы с низкой электропроводностью и токопроводящие объекты, изолированные от земли, могут накапливать электростатические заряды из-за статического электричества. Электростатические разряды (ESD) возникают из-за избытка электрических зарядов.

ESD может вызывать вредные эффекты в промышленной среде, включая взрывы газа, паров топлива и угольной пыли, а также выход из строя компонентов твердотельной электроники, таких как интегральные схемы. Они могут получить необратимые повреждения при воздействии высокого напряжения.

Поэтому производители электроники устанавливают зоны защиты от статического электричества, свободные от статического электричества, используя меры для предотвращения зарядки. К ним относятся отказ от сильно заряжающихся материалов, обеспечение рабочих антистатической одеждой и обувью и контроль влажности.

Подобно антистатическому оборудованию, ESD также направлен на максимально быстрое рассеивание зарядов для предотвращения статических разрядов. Однако защита от электростатического разряда относится к защите продукта или производственного процесса, а не человека.Следовательно, продукты ESD не считаются СИЗ.

1. Выбирайте одежду из антистатических волокон, чтобы предотвратить накопление зарядов. Таким образом вы предотвратите электростатический разряд.

2. Носите антистатическую обувь. Как и антистатическая защитная обувь, это токопроводящая защитная обувь. Обувь ESD защищает электрооборудование, проводя электрические заряды на землю, предотвращая статический разряд, заряд или искру. Защитная обувь от электростатического разряда имеет даже более низкое электрическое сопротивление, чем антистатическая обувь, между 0.1 и 100 МОм (МОм).

3. Антистатические перчатки предназначены для использования в среде с низким уровнем загрязнения и чувствительности к твердым частицам, защищая рабочих и окружающую среду вокруг них.

Носите каску в рабочих зонах, где существует риск контакта с электрическими проводниками, которые потенциально могут коснуться головы. Каски класса E предназначены для уменьшения воздействия на проводники высокого напряжения и обеспечивают защиту до 20 000 вольт.

Изоляционные резиновые перчатки — одно из важнейших средств индивидуальной защиты электромонтажников.Изоляционные перчатки и рукава должны быть рассчитаны на напряжение, которому будет подвергаться рабочий, и должны иметь маркировку, указывающую на их номинальные характеристики [класс 00 — сопротивление до 500 В переменного тока (AC) / контрольные испытания до 2500 В переменного тока и 10000 В постоянного тока ( DC) — через класс 4 — сопротивление до 36 000 В переменного тока / контрольно-испытательные испытания до 40 000 В переменного тока и 70 000 В постоянного тока].

Используйте защитную обувь, если ваши ноги подвергаются опасности поражения электрическим током. Изоляционные или диэлектрические ботинки предотвращают прохождение зарядов через ваше тело на землю.Электробезопасная обувь изготавливается с подошвой и каблуком, устойчивыми к электрическому удару. Также проверяется сопротивление диэлектрических башмаков — класс 00 имеет сопротивление до 500 В переменного тока или 750 постоянного тока; класс 0 имеет сопротивление до 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока. Наивысший сертифицированный уровень электрической защиты, электроизоляционные ботинки класса 4, обеспечивают максимальное рабочее напряжение 36000 В.

Между тремя обсуждаемыми типами материалов для электробезопасности есть как большие, так и тонкие различия.Короче говоря, антистатические материалы защищают вас от искр и взрывов, в то время как материалы ESD защищают ваше чувствительное оборудование, а изоляционные или диалектические материалы защищают вас от поражения электрическим током.

Статическое электричество — обзор

10.2 Выработка статического электричества

Статическое электричество может генерироваться различными способами. Однако большая часть статического электричества возникает из-за генерации трибоэлектрического заряда и требует следующих условий:

(1)

Когда два разных твердых материала трутся друг о друга

(2)

Материалы впоследствии разделяются

Когда два материала соприкасаются, происходит перераспределение электрических зарядов на каждой поверхности по термодинамическим причинам.Когда электроны переходят из одного материала в другой, доступные уровни электронов в обоих материалах уравновешиваются после достижения равновесия. В трении, также называемом зарядом трением, нет необходимости, но обычно оно увеличивает перенос заряда.

Когда два материала впоследствии разделяются, перенос заряда становится очевидным как накопление электростатического заряда в двух материалах.

Различные материалы были ранжированы в порядке их способности производить статический заряд (Blakemore, 1974; Moore, 1973).Такой рейтинг дает так называемый трибоэлектрический ряд. Трибоэлектрификация — это термин, используемый для обозначения электрических зарядов, создаваемых силами трения.

В трибоэлектрическом ряду воздух, асбест, стекло, слюда, свинец, алюминий, бумага, сталь и дерево находятся в положительном (+) конце (от высокого до низкого порядка), в то время как резина, никель, медь, латунь, серебро, золото. и кремний находятся на отрицательном (+) конце (от высокого к низкому порядку).

Когда материал, такой как стекло, выбирается с положительного конца и приводится в контакт с материалом, выбранным с отрицательного конца, например резиной, стекло приобретает положительный заряд, а резина — отрицательный.Некоторые электроны в стекле находятся на более высоком уровне энергии, чем свободные уровни энергии в резине. Таким образом, электроны будут течь от стекла к резине, пока не будет достигнуто равновесие. Сохранение заряда требует, чтобы каждый материал приобретал одинаковые уровни заряда.

Чем дальше два материала разделены в трибоэлектрическом ряду, тем больше будет величина электростатического заряда, когда два материала входят в контакт и впоследствии разделяются.

Разделенные поверхности станут либо положительно, либо отрицательно заряженными, в зависимости от их относительного положения в трибоэлектрическом ряду. Полярность заряда не имеет большого практического значения при рассмотрении аспектов безопасности статических разрядов. Очевидно, это связано с тем, что количество энергии, участвующей в разряде, одинаково, независимо от того, исходит ли разряд от положительно или отрицательно заряженного объекта. С точки зрения человеческого комфорта, однако, обычно выясняется, что люди чувствуют себя более комфортно, когда их тела заряжены отрицательно, тогда как при положительном заряде они могут чувствовать тошноту.Поэтому, когда ожидается небольшое накопление статического заряда на теле человека, лучше всего, если это будет отрицательный заряд. Если ковры вызывают у пассажиров положительный заряд, они чувствуют себя «больными», а ковер способствует «синдрому больного здания».

Величина накопления статического заряда зависит от электрического сопротивления контактирующих поверхностей. Низкое электрическое сопротивление позволит зарядам возвращаться по разделяющим поверхностям к точке соприкосновения, где они нейтрализуют друг друга.С другой стороны, когда электрическое сопротивление материалов велико, заряд не может течь обратно по разделяющим поверхностям за время разделения. В таких случаях образование электростатического заряда будет высоким.

Обеспечение защиты от статического электричества | CITY

Преимущества программы аренды защитной одежды от электростатического разряда с CITY Clean and Simple включают:

• Защита от нежелательных статических зарядов

Когда электронное устройство подвергается воздействию электростатического разряда, устройство или множество устройств рабочие части могут плавиться, испаряться и даже выходить из строя.Униформа с антистатическими свойствами обеспечивает защиту от подобных инцидентов.

• Система качества, обеспечивающая единообразную безопасность и соответствие требованиям

Наша униформа соответствует стандартам ANSI / ESD S20.20-2014, предлагая значительную защиту от нежелательных статических зарядов. Кроме того, наша система управления качеством CITY (CQM) предназначена для обеспечения соответствующей и безопасной униформы с точным инвентаризацией.

• Антистатические характеристики униформы.

Наша униформа обладает антистатическими свойствами, включая резьбу сажи, нанесенную в виде сетки.Этот рисунок защищает находящуюся поблизости электронику от статического электричества на одежде и коже.

Наша униформа также включает воротники с лацканами, закрытые кнопки спереди и на рукавах, один внешний левый нагрудный карман и два нижних передних кармана.

• Правильный уход за униформой

Поскольку для одежды, защищающей от электростатического разряда, есть особые инструкции по стирке, стирать ее дома не рекомендуется.

Например, моющие средства для стирки и смягчители тканей, которые используются для удаления грязи и пятен, содержат поверхностно-активные вещества, ферменты и отбеливатели, которые разрушают статическую защиту сажистого углерода, встроенную в защитную одежду от электростатического разряда.

Единая программа аренды обеспечивает надлежащий уход за защитной одеждой от электростатического разряда. Кроме того, с помощью технологии отслеживания одежды CITY на сверхвысоких частотах (UHF) мы можем отслеживать историю каждой отдельной формы в отношении количества стирок, починок и ремонтов. Это означает, что вы всегда будете получать безопасную и эффективную форму.

Статическое электричество | Ганноверская страховая группа

Разряд статического электричества (эл.g., электростатический разряд) может вызвать возгорание и взрывы, часто приводящие к большим потерям. На этой странице кратко описаны свойства статического электричества и меры противопожарной защиты, связанные с электростатическим разрядом.

Введение

Статическое электричество непреднамеренно генерируется во время многих промышленных операций. Такие операции могут включать перенос жидкостей между контейнерами; смешивание и смешивание жидкостей; или дробление, измельчение или просеивание порошков.Хотя возникновение статического заряда вызывает беспокойство, повреждение вызывает электростатический разряд (ESD). ESD — это быстрое высвобождение или перенос электронов от одного объекта к другому, что приводит к нейтрализации заряда на обоих материалах.

Для возникновения электростатического разряда требуются три условия: должен быть процесс, который генерирует статический заряд, заряд должен накапливаться, и накопление заряда должно быть достаточно большим, чтобы вызвать электрический пробой окружающей атмосферы.Тип разряда и количество выделяемой энергии будут зависеть от физических и химических свойств системы.

ESD могут вызвать возгорание и взрывы. Чтобы это произошло, разряд должен происходить в воспламеняющейся или взрывоопасной атмосфере, и разряд должен быть достаточно сильным, чтобы воспламенить атмосферу. Если смесь находится за пределами диапазона воспламенения или статический разряд не обладает достаточной энергией, воспламенения не произойдет. Контроль любого из условий, необходимых для электростатического разряда, может снизить опасность статического электричества.Одним из распространенных методов борьбы с опасностями статического электричества является использование соединения и заземления, например, при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей. Связывание и заземление уменьшают количество генерации / накопления заряда и нейтрализуют заряд.

Этот отчет представляет собой введение в статическое электричество и контроль электростатического разряда. В нем описаны различные проблемы пожара, которые могут быть вызваны статическим электричеством, а также кратко описаны физика, природа, возникновение и методы борьбы.

Статическое электричество

Ядро атома содержит протоны с положительным зарядом и нейтроны без заряда. Поле электронов с отрицательным зарядом вращается вокруг ядра. Основываясь на этой фундаментальной структуре атомов, поверхности всех материалов будут обладать электронами. Когда материалы с различными концентрациями слабо связанных поверхностных электронов приводят в контакт друг с другом, поверхностные электроны пытаются уравновесить, позволяя атому стать электрически нейтральным.Пока два материала находятся в контакте, поверхностные электроны свободно обмениваются. Эта «связь» наиболее распространена, когда материалы состоят из материалов с большим количеством свободных электронов на внешней оболочке атома.

Когда материалы разделены, перенос электронов прекращается, и на поверхности обоих материалов может оставаться электрический заряд. Когда объект теряет электроны (например, становится положительно заряженным) или приобретает электроны (например, становится отрицательно заряженным), он развивает статический заряд.

Оставленный в статическом режиме, этот заряд может увеличиваться в размере до тех пор, пока не перейдет в другой материал с противоположным зарядом. Типичный пример этого статического заряда — натирание хлопка (например, носков) по полиэстеру (например, ковру). Человек, соприкасающийся (то есть связанный) с хлопком, разовьет заряд. Когда этот человек касается другого предмета (например, дверной ручки) с меньшим зарядом, заряд переносится (то есть нейтрализуется). Если заряд имеет высокий потенциал, заряд может перекрывать воздушное пространство для рассеивания, что называется электростатическим разрядом.

Генерация статического заряда

Различные материалы и процессы могут приводить к образованию статического заряда, включая движение жидкостей по трубам и шлангам, распыление жидкостей и перемещение мелкодисперсных твердых частиц. Генерация статического заряда происходит в точке контакта материалов, которую часто называют относительной границей раздела. Генерация заряда обычно происходит, когда контакт включает движение, например, жидкость по шлангу. Это относительное движение позволяет увеличивать потенциал статического заряда.

Статический заряд часто возникает, когда материалы, которые обычно являются изоляторами, например бумага, контактируют с неизолирующими материалами, такими как сталь. Этот тип генерации заряда часто называют трибоэлектрическим или трением. Движение бумаги по ролику из нержавеющей стали позволяет передать бумагу свободные выборы на поверхности ролика. Это вызывает появление на бумаге отрицательного заряда, который может сохраняться в течение длительного времени (например, нескольких часов). Доказательства этого типа зарядки можно ясно продемонстрировать, потерев полиэтиленовый лист (т.е.е., сэндвич-пленка) поверх куска нержавеющей стали. Статический заряд на полиэтилене позволит ему прикрепляться к материалам с более низким потенциалом, таким как стены, что приводит к «статическому сцеплению».

Общие промышленные условия, при которых может возникать статическое электричество, включают:

• Поток жидкости по трубам и фильтрам.
• Заливка жидкости между двумя отдельными емкостями.
• Распыление проводящих жидкостей.
• Протирание поверхности изоляционного материала.
• Прохождение конвейеров по роликам.
• Дробление, измельчение и просеивание.
• Выгрузка порошка из пакетов.

Люди могут также накапливать статические заряды, ходя по изолирующим полам или коврам или снимая синтетическую одежду. Независимо от используемых материалов, процесс генерации заряда требует, чтобы разнородные поверхности контактировали друг с другом и передавали свободные электроны. В результате разделения один из материалов сохраняет заряд.

Электростатический разряд

Статические заряды со временем постепенно рассеиваются из-за естественного отталкивания одноименно заряженных атомов и молекул. Скорость рассеяния заряда будет зависеть от характеристик материала и наличия проводящего пути к материалу с другим электрическим состоянием. Если скорость генерации заряда больше, чем скорость рассеивания заряда, или объект изолирован от проводящего пути, так что заряд не может выравниваться, статический заряд будет накапливаться на объекте.

Этот разряд энергии происходит, когда накопленный заряд достигает достаточно высокого потенциала, чтобы перекрыть воздушное пространство другому материалу. Существует несколько типов электростатических разрядов, в том числе искры, тлеющие коронки, щеточные разряды и объемные поверхностные разряды. По сути, тип разряда зависит от используемых материалов и формы области, где возникает перемычка между поверхностями. Электростатический разряд является важным источником воспламенения легковоспламеняющихся жидкостей, газов и некоторых видов пыли.

Легковоспламеняющиеся жидкости

Статический заряд возникает, когда жидкости движутся в контакте с другими материалами (например, с жидкостью, протекающей по трубе). Статический заряд также возникает во время смешивания, заливки, перекачивания, фильтрации или перемешивания жидкостей. Эта накопленная энергия представляет собой потенциальный источник воспламенения. Когда накопленный заряд рассеивается, возникающая энергия может воспламенить воспламеняющуюся паровоздушную смесь. Эта опасность наиболее велика, когда жидкости переносятся между контейнерами, могут стоять в открытых контейнерах или наноситься на поверхности, поскольку могут образовываться как статический заряд, так и воспламеняющаяся топливно-воздушная смесь.

Горючие газы

Как и в случае с легковоспламеняющимися жидкостями, статический разряд может привести к воспламенению горючих газов. Процесс, посредством которого это может происходить, в основном такой же, как и для жидкостей, за исключением того, что газы легче воспламеняются. Газы, не загрязненные твердыми или жидкими частицами, не генерируют значительного статического электричества. Однако статический заряд может возникнуть, если протекающий газ загрязнен пылью, оксидами металлов, частицами накипи, частицами жидкости или аэрозолями.

Пыль

Пыль, смещенная с поверхности, на которой она лежит, может генерировать значительный заряд. Общий развиваемый заряд зависит от химического состава материала, размера частиц и степени контакта с поверхностью. Генерация заряда возникает редко, если и пыль, и поверхность, на которой она лежит, являются проводниками. Однако это может произойти, если один материал является проводником, а другой — непроводником.

Когда горючая пыль взвешивается в воздухе и подвергается статическому разряду, может произойти взрыв.См. Дополнительную информацию по этой теме в разделе «Взрывы пыли».

Контроль электростатических разрядов

Для предотвращения воспламенения горючих смесей электростатическим разрядом можно использовать три основных метода. Они контролируют воспламеняющуюся смесь, контролируют накопление статического электричества и нейтрализуют заряд.

Контроль горючей смеси

Инерцирование воспламеняющихся смесей, вентиляция помещения или перемещение оборудования, генерирующего статическое электричество, может предотвратить возгорание горючих смесей, вызванное статическим электричеством.

Инертинг

Процесс инертизации легковоспламеняющейся смеси для предотвращения воспламенения достигается устранением или уменьшением содержания кислорода до точки, при которой смесь не может воспламениться. Наиболее эффективный метод инертизации смеси — введение в газовую смесь инертного газа, такого как азот, что приводит к дефициту кислорода в окружающей среде.

Вентиляция

Механическая вентиляция может использоваться аналогично инертированию. За счет использования механической вентиляции смесь можно разбавить до уровня ниже ее воспламеняемости, в результате чего смесь станет слишком бедной для возгорания.Этот процесс также можно использовать для удаления горючей пыли от источников возгорания.

Переезд

Перемещение оборудования, производящего статическое электричество, является очень эффективным решением для контроля за воспламеняющейся средой. Этот метод желателен, потому что он устраняет источник возгорания и не полагается на другие методы контроля, которые могут дать сбой.

Контроль статической генерации

Контроль статического электричества основан на контроле того, как эти материалы объединяются и разделяются.Тип материала, скорость контакта и продолжительность контакта — все это играет ключевую роль в генерации заряда. Контроль статического электричества зависит от материалов, контактирующих друг с другом.

Антистатические покрытия, добавки и спреи — все это снижает способность материала генерировать статический заряд за счет снижения поверхностного сопротивления материала, что позволяет статическому заряду течь на землю. Снижение поверхностного сопротивления материала позволяет электронам быстро рассеиваться, предотвращая высвобождение большого накопленного отрицательного заряда.

Углеводородное топливо содержит следовые количества материалов, которые могут диссоциировать на ионы. Во время потока топлива разделение заряда происходит на границе раздела между топливом и любым несмешивающимся материалом, например стенкой трубы. Эта статическая зарядка углеводородного топлива во время перекачки уже давно признана потенциальной опасностью взрыва. Опасность может быть уменьшена путем введения ограничений по расходу топлива во время перекачки продукта. Эта уменьшенная скорость потока позволяет электронному заряду рассеиваться быстрее, чем он может накапливаться на поверхности контейнера, тем самым предотвращая накопление статического электричества.

Нейтрализация заряда

Нейтрализация заряда — это процесс, при котором накопленные статические заряды одного электрического потенциала становятся нейтральными. Путем устранения (например, нейтрализации) заряда исключается возможность неконтролируемого рассеивания заряда и, как следствие, воспламенения. Методы нейтрализации заряда включают увлажнение, заземление и склеивание, ионизацию и статические гребни.

Увлажнение

Увлажнение — это процесс увеличения относительной влажности в рабочей зоне для предотвращения накопления статических зарядов на непроводящих материалах.Увлажнение наиболее эффективно для борьбы с накоплением статического электричества там, где в технологических процессах используются изоляционные материалы, такие как бумага, дерево и текстиль. Поскольку эти материалы обычно являются изоляторами, они могут накапливать статические заряды в результате обработки и повседневного обращения. При увеличении относительной влажности поверхности материалов становятся влажными. Эта влага увеличивает поверхностную проводимость, позволяя статическому заряду свободно рассеиваться. Чтобы быть эффективным, уровень влажности должен быть повышен как минимум до 60 процентов или выше.Увлажнение неэффективно для контроля статического электричества на материалах с высоким содержанием углеводородов из-за неспособности углеводородов поглощать воду.

Заземление (заземление) и соединение

Заземление и перемычка являются одними из наиболее распространенных методов рассеивания заряда. «Соединение» — это техника соединения двух или более проводящих объектов вместе с помощью проводящих проводов или кабелей. «Заземление» или «Заземление» — это метод соединения двух или более проводящих объектов с землей и представляет собой особую форму соединения.Некоторые объекты по своей природе связаны с землей (например, подземные трубопроводы или подземные или надземные резервуары для хранения). Связывание сводит к минимуму потенциальные различия между проводящими объектами. Заземление устраняет или сводит к минимуму разность потенциалов между проводящими объектами и землей.

Жидкости с температурой воспламенения 100 ниже 100 ° F (37,8 ° C) нельзя переносить между контейнерами, если оба контейнера не соединены или не заземлены. Правильное соединение или заземление необходимо для предотвращения накопления статического электричества, возникающего при переносе жидкостей.Положения для подключения или заземления включают:

• Электрическое соединение (т. Е. Скрепление) контейнеров друг с другом перед переносом жидкости.
• Электрическое соединение обоих контейнеров с заземлением перед перекачкой жидкости.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Рекомендуемая практика по статическому электричеству , опубликованном Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA). Приложение A к NFPA 77 содержит подробные чертежи различных методов соединения и заземления.Эти чертежи можно использовать в качестве руководства по типам методов заземления и соединения, которые могут применяться в различных процессах дозирования.

Склеивающие соединения могут выполняться с помощью зажимов под давлением, пайки или сварки. Зажимы аккумуляторного типа или магнитные зажимы могут использоваться для обеспечения контакта металла с металлом, в зависимости от типа используемых металлов.

Заземление также может быть выполнено с помощью «статической гребенки». Статическая расческа — это просто металлический стержень с рядом острых игл.Если заземленную статическую гребенку поднести близко к изолированному заряженному телу (или заряженной изолирующей поверхности), ионизация воздуха в точках обеспечит достаточную проводимость, чтобы заряд мог быстро рассеяться. Статические гребни обычно используются для рассеивания энергии в процессе, в котором используются изоляционные материалы, такие как бумага и текстиль. Гребень изготовлен из проводящего материала, такого как сталь или медь, который электрически соединен с землей (нейтралью). При поддержании постоянного контакта с продуктом поверхностные заряды, улавливаемые изолятором, рассеиваются через гребенку на землю, что устраняет накопление статического электричества.Этот метод очень эффективен и используется как в производстве, так и в обычных устройствах, таких как компьютерный принтер.

Ионизация

Статический заряд проводящего объекта может свободно течь по поверхности объекта. На проводящем сферическом объекте заряд равномерно распределяется по поверхности. На проводящем несферическом объекте самоотталкивание заряда заставит его накапливаться на поверхности с наименьшим радиусом кривизны.

Если проводящее тело окружено воздухом (или другим газом) и на проводящем объекте есть острые иглы, заряд будет концентрироваться на них и производить ионизацию воздуха, делая его проводящим.Острый острие иглы позволяет проводнику достигать лишь небольшого напряжения, прежде чем скорость утечки или скорость рассеяния заряда сравняется со скоростью генерации заряда. Следовательно, на таком объекте не будет накапливаться статический заряд.

Сводка

Когда разнородные материалы соприкасаются друг с другом, могут возникать статические заряды. Эти заряды могут представлять собой незначительные неудобства или значительный источник энергии воспламенения в определенных условиях. Контроль образования, накопления и разряда статического электричества требует целенаправленного анализа задействованных процессов и реализации мер контроля.

Список литературы

1. Eckhoff, R.K. Взрывы пыли в обрабатывающих производствах . 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Elsevier, 1997.
.
2. Международный совет кодов (ICC). Международный кодекс пожарной безопасности . Фоллс-Черч, Вирджиния: ICC, 2015.
.
3. Luttgens, G., and N. Wilson. Электростатическая опасность . 1-е изд. Оксфорд, Великобритания: Linacre House, 1997.
.
4. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA). Справочник по противопожарной защите . 20-е изд.Куинси, Массачусетс: NFPA, 2008.
.
5. Рекомендуемая практика по статическому электричеству . NFPA 77. Куинси, Массачусетс: NFPA, 2014.

¹ Точка воспламенения . Точка воспламенения — это минимальная температура, при которой из жидкости выделяется достаточное количество пара для образования горючей смеси с воздухом.

---

АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2016, ISO Services, Inc.

Рекомендации, советы и содержание этого материала предназначены только для информационных целей и не предназначены для рассмотрения всех возможных юридических обязательств, опасностей, нарушений кодекса, потенциальных убытков или исключений из надлежащей практики.Ганноверская страховая компания, а также ее филиалы и дочерние компании («Ганновер») прямо отказываются от каких-либо гарантий или заявлений о том, что принятие любых рекомендаций или советов, содержащихся в данном документе, сделает любые помещения, имущество или работу безопасными или в соответствии с любым законом или постановлением. Ни при каких обстоятельствах этот материал или ваше согласие с любыми рекомендациями или советами, содержащимися в нем, не должны истолковываться как устанавливающие наличие или доступность какого-либо страхового покрытия в The Hanover.Предоставляя вам эту информацию, The Hanover не берет на себя (и, в частности, отказывается от каких-либо обязательств) перед вами никаких обязательств или ответственности. Решение о принятии или выполнении любых рекомендаций или советов, содержащихся в этом материале, должно приниматься вами.

LC ДЕК 2018 2015-152
171-1199 (18.04)

.