Статическое электричество и защита от него. Источники возникновения статического поля и причины его генерирования

Изучение проблемы статического электричества вызвано всё более широким применением полимерных материалов, синтетических тканей и волокон, способных накапливать большие заряды статического электричества во время переработки или эксплуатации. Вредное проявление статического электричества влечёт за собой самые различные последствия:

– во-первых, при высоких потенциалах статического электричества, достигающих десятков тысяч вольт, во взрыво- или пожароопасной среде в результате искровых пробоев возникают взрывы и пожары с человеческими жертвами и тяжёлыми травмами;

– во-вторых, статическое электричество оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье работающих с электризующимися материалами;

– в-третьих, в ряде производств вследствие высокой электризации нарушаются технологические процессы, появляется брак, снижается производительность труда.

Наибольшую опасность статическое электричество представляет для производств, связанных с переработкой и транспортировкой легковоспламеняющихся веществ и материалов, особенно в условиях взрывоопасной воздушной среды. Применение синтетических полимеров и диэлектриков во взрыво- и пожароопасных условиях практически всегда связано с реальной угрозой воспламенения, так как тепловая энергия, выделяющаяся при искровом разряде, во много раз превышает минимальную энергию воспламенения воздушных смесей – метана, ацетилена, паров бензина, ацетона и многих других веществ.

Помимо вредного влияния на организм человека и непосредственной опасности от взрывов и пожаров, статическое электричество в ряде случаев является причиной снижения производительности труда. Вредная электризация наблюдается на многих предприятиях: в химической, полиграфической, текстильной и лёгкой, нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Статическое электричество является помехой почти для половины технологических процессов. Опасность чрезмерного накопления электростатических зарядов ограничивает скорость налива нефтепродуктов до 1 м/с и заставляет вести многие технологические процессы (например, получение полипропилена) под давлением инертных газов, что существенно снижает производительность и повышает себестоимость продукции. Электризация приводит к пробою синтетических трубопроводов, нарушению герметичности изделий, выводу из строя полупроводниковых приборов, засвечиванию светочувствительных материалов, налипанию пыли, снижению качества продукции. Масштабы вредного и опасного проявления статического электричества таковы, что защита от него стала одной из актуальнейших проблем.

Статическое электричество наносит большой ущерб. Поэтому нужны разработка и внедрение эффективных мер для защиты от электризации на разных производствах. Уже есть достаточное количество методов и средств, предотвращающих нежелательную электризацию веществ и материалов. Из всего многообразия существующих мер защиты от статического электричества наиболее эффективными являются следующие: увеличение влажности воздуха; заземление оборудования и человека; применение антистатических добавок; ограничение скоростей транспортировки вещества; нейтрализация зарядов статического электричества.

Установлено, что при увеличении влажности воздуха на поверхно­сти материалов образуется тонкая плёнка влаги с растворёнными в ней солями. Такая плёнка обладает полупроводящими свойствами, что спо­собствует рассеянию зарядов. Но этот эффект не наблюдается, если водяные пары не адсорбируются на гидрофобных поверх­ностях (полимерные материалы, волокна и пр.) или температура воздуха в рабочей зоне выше, чем температура, при которой плёнка может удер­живаться на диэлектрике, а также когда скорость движения диэлектрика больше, чем скорость образования адсорбированной водяной плёнки (это зависит от химического строения вещества и степени загрязнения по­верхности). Там же, где увеличение относительной влажности воздуха яв­ляется эффективным средством борьбы с электризацией, многими исследованиями показано, что при повышении влажности воздуха до 65–80 % электризация почти полностью устраняется. На практике увлажнение в помещениях производят с помощью конди­ционирующих устройств, специальных увлажнителей, а в ряде случаев посредством периодической влажной уборки.

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

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

Оборудование считается электростатически заземлённым, если сопротивление утечки в любой точке при самых неблагоприятных условиях (низкая влажность воздуха и т. п.) не превышает 10 6 Ом. К электростатическим заземлителям не предъявляются столь жёсткие требования, как при заземлении оборудования с целью защиты человека от поражения электрическим током. Сопротивление заземлителя при отведении электрических зарядов допускается до 100 Ом. Надёжность соединения оборудования с заземлителями обычно обеспечивают сваркой, реже – болтовым креплением. При выполнении фланцевых соединений сопротивление между соседними фланцами не должно быть ниже 10 Ом, при этом применять специальные перемычки не обязательно. При установке временных заземлений (цистерны, измерительные устройства и т. д.) выбор типа заземлителей определяется только их механической прочностью.

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

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

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

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

полнительное мероприятие по отводу электростатических зарядов.

Следует отметить, что жидкие и газообразные диэлектрики, имеющие очень большое удельное сопротивление (выше 1017–1018 Ом·см), практически не электризуются. Такие высокие удельные сопротивления имеют «абсолютно чистые» материалы, не содержащие примесей. В этой связи тонкая очистка веществ может быть рекомендована как одна из мер по защите от электризации жидкостей и газов.

В большинстве же случаев эффективным средством защиты от статического электричества является снижение удельного объёмного сопротивления веществ. Наиболее распространённым является метод введения проводящих композиций в структуру материала при его изготовлении. Таким образом получены проводящие резины, линолеумы, антистатические краски и лаки, неэлектризующиеся пластмассы. В качестве электропроводных композиций применяют сажу, графит, порошкообразную медь, серебро, лепестковый никель и другие добавки. Для увеличения поверхностной проводимости твёрдых диэлектриков разработаны различные пасты, составы, эмульсии, наносимые на электризующуюся поверхность. Успешно применяется металлизация поверхностей, покрытие хлористыми и фтористыми соединениями.

Снятие зарядов с внешней поверхности рукавов и трубопроводов осуществляется иногда с помощью навивки на них спирали из медного или стального заземлённого проводника. Транспортерные ленты и некоторые ткани прошивают тонкими электрическими проводниками, а также применяют антистатические ткани.

Эффективным способом борьбы со статическим электричеством в текстильной и ряде других отраслей промышленности является смешение (комбинация) электризующихся волокон или подбор контактных пар. Например, у тканей из комбинации двух электризующихся волокон – нейлона и дакрона – необходимый эффект достигается тем, что каждое волокно в отдельности при трении электризуется взаимно нейтрализующимися зарядами противоположных знаков. Подбирая подобным образом контактные пары при изготовлении деталей технологического оборудования, можно устранить проявления статического электричества во многих производствах. Для снижения электростатических зарядов иногда идут по пути уменьшения площади соприкосновения электризующегося материала с рабочей поверхностью деталей машин и приспособлений. В этом случае поверхности рабочих столов, рабочих валов машин и другое оборудование покрывают сеткой или делают ребристыми.

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

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

Самостоятельную группу защитных средств представляют нейтрализаторы статического электричества. Принцип работы всех нейтрализаторов основан на генерации ионов в зоне заряженного материала. Эти ионы притягиваются силами поля заряженного вещества и нейтрализуют заряды. Ионизация воздуха происходит при облучении ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, тепловым, инфракрасным или радиоактивным излучением, а также за счёт коронного разряда.

В настоящее время для ионизации воздушной среды обычно приме-

няют радиоизотопное α- и β-излучение, электрический коронный разряд и так называемый скользящий разряд. Во взрывобезопасных производствах для борьбы с электризацией обычно применяют ионизаторы с коронным разрядом на остриях. Они дают максимальную плотность ионизации. В зависимости от того, что в этом случае важнее обеспечить – минимальный остаточный заряд или нейтрализацию большого количества электричества – применяются электрические или индукционные нейтрализаторы.

Индукционный нейтрализатор представляет собой токопроводящий или диэлектрический стержень, на котором закреплены заземлённые иглы или метёлочки из проволоки. При установке нейтрализатора над заряженной поверхностью у концов игл создается настолько сильное электрическое поле, что происходит ударная ионизация, в результате которой образующиеся ионы нейтрализуют заряды на поверхности наэлектризованного материала. Основное отличие электрических нейтрализаторов от индукционных заключается в том, что на иглы подаётся высокое (10–15 кВ) постоянное или переменное напряжение от специального источника, что повышает эффективность нейтрализации. Эффективность нейтрализаторов чаще всего оценивается по величине ионизационного тока, протекающего через нейтрализатор на заземлённое оборудование. Этот ток тем больше, чем выше уровень электризации материала.

Иногда в качестве нейтрализатора эффективно применяется тонкий проводник, натянутый вблизи заряженной поверхности или на пути движения жидкостей и сыпучих материалов. В большинстве случаев нет особой необходимости снижать степень электризации до нуля. Для различных веществ и материалов существует минимальная плотность зарядов, не влияющая на ход технологического процесса. Поэтому работа того или иного нейтрализатора может быть оценена по значениям начальной (до нейтрализатора) и конечной (после нейтрализатора) плотности зарядов. На практике для конкретного типа нейтрализаторов могут быть построены зависимости начальной и конечной плотности зарядов при различных параметрах технологического процесса.

Всё большее распространение получают так называемые комбинированные нейтрализаторы – сочетающие в одном приборе радиоизотопный и индукционный нейтрализаторы. При этом эффективность нейтрализации существенно возрастает, так как большие заряды снижает индукционный, а малые – радиоизотопный нейтрализаторы.

Существенно расширилась область применения электрических и радиоизотопных нейтрализаторов, используемых для ионизации воздушного потока, который нагнетается в зону, где надо уменьшить электростатические заряды. Этот метод даёт возможность обеспечить взрывобезопасность применения даже высоковольтных нейтрализаторов. Однако эффективность нейтрализаторов с нагнетанием ионизированного воздуха невысока из-за рекомбинации ионов в воздушном потоке. Даже резкое увеличение плотности ионов непосредственно у источника не может существенно изменить радиус действия такого нейтрализатора, так как интенсивность рекомбинации растёт с увеличением плотности. Наиболее перспективным методом, когда необходимо создать протяжённую в одном направлении область ионизации, следует считать применение лазера.

В тех случаях, когда отвод и нейтрализация зарядов статического электричества весьма затруднены, можно применять метод предотвращения опасных разрядов без отвода или нейтрализации зарядов. В основе этого метода лежит механизм электрического разряда, для возникновения которого необходимо, чтобы разность потенциалов между заряженным телом и заземлёнными частями оборудования не превышала уровня, определяемого электрической прочностью воздуха. Для снижения потенциала заряженной поверхности стремятся повысить удельную электрическую ёмкость заряженной поверхности (или заряженных частиц) относительно земли. При увеличении ёмкости тела соответственно уменьшается энергия заряда с этого тела и понижается опасность воспламенения паро-газо-воздушных смесей. Иногда данный метод используют для уменьшения опасности разрядов с человека. Для этого в рабочих зонах создаются заземлённые площадки (иногда под изоляционным покрытием пола), которые служат для увеличения ёмкости человека. Исследования показали, что таким образом можно увеличить ёмкость человека в 3–4 раза.

Иногда применяют обычные меры предотвращения возможности воспламенения – снижают концентрацию горючих веществ ниже нижнего предела взрываемости, создают атмосферу инертного газа, применяют электростатические экраны, заменяют горючие вещества негорючими.

Необходимо заметить, что внедрению какого-либо мероприятия по предотвращению электризации должно предшествовать тщательное изучение условий производства. Как правило, наиболее эффективным оказывается использование сразу нескольких из рассмотренных методов.

Повседневная деятельность любого человека связана с его перемещением в пространстве. При этом он не только ходит пешком, но и ездит на транспорте.

Во время любого движения происходит перераспределение статических зарядов, изменяющих баланс внутреннего равновесия между атомами и электронами каждого вещества. Он связан с процессом электризации, образованием статического электричества.

У твердых тел распределение зарядов происходит за счет перемещения электронов, а у жидких и газообразных - как электронов, так и заряженных ионов. Все они в комплексе создают разность потенциалов.

Причины образования статического электричества

Наиболее распространенные примеры проявления сил статики объясняют в школе на первых уроках физики, когда натирают стеклянные и эбонитовые палочки о шерстяную ткань и демонстрируют притяжение к ним мелких кусочков бумаги.

Также известен опыт по отклонению тонкой струи воды под действием статических зарядов, сконцентрированных на эбонитовом стержне.

В быту статическое электричество проявляется чаще всего:

при ношении шерстяной или синтетической одежды;

хождении в обуви с резиновой подошвой или в шерстяных носках по коврам и линолеуму;

пользовании пластиковыми предметами.

Ситуацию усугубляют:

сухой воздух внутри помещений;

железобетонные стены, из которых выполнены многоэтажные здания.

Как создается статический заряд

Обычно физическое тело содержит в себе равное количество положительных и отрицательных частиц, за счет чего в нем создан баланс, обеспечивающий его нейтральное состояние. Когда оно нарушается, то тело приобретает электрический заряд определённого знака.

Под статикой подразумевают состояние покоя, когда тело не движется. Внутри его вещества может происходить поляризация - перемещение зарядов с одной части на другую или перенос их с рядом расположенного предмета.

Электризация веществ происходит за счет приобретения, удаления или разделения зарядов при:

взаимодействии материалов за счет сил трения или вращения;

резком температурном перепаде;

облучении различными способами;

разделении или разрезании физических тел.

Распределяются по поверхности предмета или на удалении от нее в несколько междуатомных расстояний. У незаземленных тел они распространяются по площади контактного слоя, а у подключенных к контуру земли стекают на него.

Приобретение статических зарядов телом и их стекание происходит одновременно. Электризация обеспечивается тогда, когда тело получает бо́льший потенциал энергии, чем расходует во внешнюю среду.

Из этого положения вытекает практический вывод: для защиты тела от статического электричества необходимо с него отводить приобретаемые заряды на контур земли.

Способы оценки статического электричества

Физические вещества по способности образовывать электрические заряды разных знаков при взаимодействии трением с другими телами, характеризуют по шкале трибоэлектрического эффекта. Часть их показана на картинке.

В качестве примера их взаимодействия можно привести следующие факты:

хождение в шерстяных носках или обуви с резиновой подошвой по сухому ковру может зарядить человеческое тело до 5÷-6 кВ;

корпус автомобиля, едущего по сухой дороге, приобретает потенциал до 10 кВ;

ремень привода, вращающий шкив, заряжается до 25 кВ.

Как видим, потенциал статического электричества достигает очень больших величин даже в бытовых условиях. Но он не причиняет нам большого вреда потому, что не обладает высокой мощностью, а его разряд проходит через высокое сопротивление контактных площадок и измеряется в долях миллиампера или чуть больше.

К тому же его значительно уменьшает влажность воздуха. Ее влияние на величину напряжения тела при контакте с различными материалами показано на графике.

Из его анализа следует вывод: во влажной среде статическое электричество проявляется меньше. Поэтому для борьбы с ним используют различные увлажнители воздуха.

В природе статическое электричество может достигать огромных величин. При перемещении облаков на дальние расстояния между ними скапливаются значительные потенциалы, которые проявляются молниями, энергии которых бывает достаточно для того, чтобы расколоть вдоль ствола вековое дерево или сжечь жилое здание.

При разряде статического электричества в быту мы чувствуем «пощипывания» пальцев, видим искры, исходящие от шерстяных вещей, ощущаем снижение бодрости, работоспособности. Ток, действию которого подвергается наш организм в быту, отрицательно сказывается на самочувствии, состоянии нервной системы, но он не приносит явных, видимых повреждений.

Производители измерительного промышленного оборудования выпускают приборы, позволяющие точно определить величину напряжения накопленных статических зарядов как на корпусах оборудования, так и на теле человека.

Как защититься от действия статического электричества в быту

Каждый из нас должен понимать процессы, которые образуют статические разряды, представляющие угрозу для нашего организма. Их следует знать и ограничивать. С этой целью проводятся различные обучающие мероприятия, включая популярные телепередачи для населения.

На них доступными средствами показываются способы создания статического напряжения, принципы его замера и методы выполнения профилактических мероприятий.

Например, учитывая трибоэлектрический эффект, лучше всего для расчесывания волос использовать расчески из натурального дерева, а не металла или пластика, как делает большинство людей. Древесина обладает нейтральными свойствами и при трении по волосам не образует заряды.

Для снятия статического потенциала с корпуса автомобиля при его движении по сухой дороге служат специальные ленты с антистатиком, крепящиеся к днищу. Различные их виды широко представлены в продаже.

Если такой защиты на автомобиле нет, то потенциал напряжения можно снимать кратковременным заземлением корпуса через металлический предмет, например, ключ зажигания автомобиля. Особенно важно выполнять эту процедуру перед заправкой топливом.

Когда на одежде из синтетических материлов накапливается статический заряд, то снять его можно обработкой паров из специального баллончика с составом «Антистатика». А вообще лучше меньше пользоваться подобными тканями и носить натуральные материалы из льна или хлопка.

Обувь с прорезиненной подошвой тоже споосбствует накапливанию зарядов. Достаточно положить в нее антистатические стельки из натуральных материалов, как вредное воздействие на организм будет снижено.

Влияние сухого воздуха, характерного для городских квартир в зимнее время, уже обговорено. Специальные увлажнители или даже небольшие куски смоченной материи, положенные на бытарею, улучшают обстановку, снижают процесс образования статического электричества. А вот регулярное выполнение влажной уборки в помещениях позволяет своевременно удалять наэлектризованные частички и пыль. Это один из лучших способов защиты.

Бытовые электрические приборы при работе тоже накапливают на корпусе статические заряды. Снижать их воздействие призвана система уравнивания потенциалов, подключаемая к общему контуру заземления здания. Даже простая акрилловая ванна или старая чугунная конструкция с такой же вставкой подвержена статике и требует защиты подобным способом.

Как выполняется защита от действия статического электричества на производстве

Факторы, снижающие работоспособность электронного оборудования

Разряды, возникающе при изготовлении полупроводниковых материалов, способны причинить большой вред, нарущить электрические характеристики приборов или вообще вывести их из строя.

В условиях производства разряд может носить случайный характер и зависеть от ряда различных факторов:

величин образовавшейся емкости;

энергии потенциала;

электрического сопротивления контактов;

вида переходных процессов;

других случайностей.

При этом в начальный момент порядка десяти наносекунд происходит возрастание тока разряда до максимума, а затем он снижается в течение 100÷300 нс.

Характер возникновения статического разряда на полупроводниковый прибор через тело оператора показан на картинке.

На величину тока оказывают влияние: емкость заряда, накопленного человеком, сопротивление его тела и контактных площадок.

При производстве электротехнического оборудования статический разряд может создаться и без участия оператора за счет образования контактов через заземленные поверхности.

В этом случае на ток разряда влияет емкость заряда, накопленная корпусом прибора и сопротивление образовавшихся контактных площадок. При этом на полупроводник в первоначальный момент одновременно влияют наведенный потенциал высокого напряжения и разрядный ток.

За счет такого комплексного воздействия повреждения могут быть:

1. явными, когда работоспособность элементов уменьшена до такой степени, что они становятся непригодными к эксплуатации;

2. скрытыми - за счет снижения выходных параметров, иногда даже укладывающихся в рамки установленных заводских характеристик.

Второй вид неисправностей обнаружить сложно: они сказываются чаще всего потерей работоспособности во время эксплуатации.

Пример подобного повреждения от действия высокого напряжения статики демонстрируют графики отклонения вольт амперных характеристик применительно к диоду КД522Д и интегральной микросхеме БИС КР1005ВИ1.

Коричневая линия под цифрой 1 показывает параметры полупроводниковых приборов до испытаний повышенным напряжением, а кривые с номером 2 и 3 - их снижение под действием увеличенного наведенного потенциала. В случае №3 оно имеет большее воздействие.

Причинами повреждений могут быть действия от:

завышенного наведенного напряжения, которое пробивает слой диэлектрика полупроводниковых приборов или нарушает структуру кристалла;

высокой плотности протекающего тока, вызывающей большую температуру, приводящую к расплавлению материалов и прожигу оксидного слоя;

испытания, электротермотренировки.

Скрытые повреждения могут сказаться на работоспособности не сразу, а через несколько месяцев или даже лет эксплуатации.

Способы выполнения защит от статического электричества на производстве

В зависимости от типа промышленного оборудования используют один из следующих методов сохранения работоспособности или их сочетания:

1. исключение образования электростатических зарядов;

2. блокирование их попадания на рабочее место;

3. повышение стойкости приборов и комплектующих приспособлений к действию разрядов.

Способы №1 и №2 позволяют выполнять защиту большой группы различных приборов в комплексе, а №3 - используется для отдельных устройств.

Высокая эффективность сохранения работоспособности оборудования достигается помещением его внутрь клетки Фарадея - огражденного со всех сторон пространства мелкоячеистой металлической сеткой, подключенной к контуру заземления. Внутри нее не проникают внешние электрические поля, а статическое магнитное - присутствует.

По этому принципу работают кабели с экранированной оболочкой.

Защиты от статики классифицируют по принципам исполнения на:

физико-механические;

химические;

конструкционно-технологические.

Первые два способа позволяют предотвратить или уменьшить процесс образования статических зарядов и увеличить скорость их стекания. Третий прием защищает приборы от воздействия зарядов, но он не влияет на их сток.

Улучшить стекание разрядов можно за счет:

создания коронирования;

повышения проводимости материалов, на которых накапливаются заряды.

Решают эти вопросы:

ионизацией воздуха;

повышением рабочих поверхностей;

подбором материалов с лучшей объемной проводимостью.

За счет их реализации создают подготовленные заранее магистрали для стекания статических зарядов на контур заземления, исключения их попадания на рабочие элементы приборов. При этом учитывают, что общее электрическое сопротивление созданного пути не должно превышать 10 Ом.

Если материалы обладают большим сопротивлением, то защиту выполняют другими способами. Иначе на поверхности начинают скапливаться заряды, которые могут разрядиться при контакте с землей.

Пример выполнения комплексной электростатической защиты рабочего места для оператора, занимающегося обслуживанием и наладкой электронных приборов, показан на картинке.

Поверхность стола через соединительный проводник и токопроводящий коврик подключена к контуру заземления с помощью специальных клемм. Оператор работает в специальной одежде, носит обувь с токопроводящей подошвой и сидит на стуле со специальным сидением. Все эти мероприятия позволяют качественно отводить скапливающиеся заряды на землю.

Работающие ионизаторы воздуха регулируют влажность, снижают потенциал статического электричества. При их использовании учитывают, что повышенное содержание паров воды в воздухе отрицательно влияет на здоровье людей. Поэтому ее стараются поддерживать на уровне порядка 40%.

Также эффективным способом может быть регулярное проветривание помещения или использование в нем системы вентиляции, когда воздух проходит через фильтры, ионизируется и смешивается, обеспечивая таким образом нейтрализацию возникающих зарядов.

Для снижения потенциала, накапливаемого телом человеком, могут применяться браслеты, дополняющие комплект антистатической одежды и обуви. Они состоят из токопроводящей полосы, которая крепится на руке с помощью пряжки. Последняя подключена к проводу заземления.

При этом способе ограничивают ток, протекающий через человеческий организм. Его величина не должна превышать один миллиампер. Бо́льшие значения могут причинять боль и создавать электротравмы.

Во время стекания заряда на землю важно обеспечить скорость его ухода за одну секунду. С этой целью применяют покрытия пола с малым электрическим сопротивлением.

При работе с полупроводниковыми платами и электронными блоками защита от повреждения статическим электричеством обеспечивается также:

принудительным шунтированием выводов электронных плат и блоков во время проверок;

использованием инструмента и паяльников с заземлёнными рабочими головками.

Емкости с легковоспламеняющимися жидкостями, расположенные на транспорте, заземляются с помощью металлической цепи. Даже фюзеляж самолета снабжается металлическими тросиками, которые при посадке работают защитой от статического электричества.

5.1. Общие положения

5.1.1. Для предотвращения возможности возникновения опасных разрядов с поверхности оборудования, веществ, перерабатываются, а также с тела человека необходимо предусматривать, с учетом особенностей производства и меры, которые могут обеспечить отвод заряда:

Снижение интенсивности генерации заряда статического электричества;

Отвод заряда путем заземления оборудования и коммуникаций, а также обеспечение постоянного электрического контакта с заземлением тела человека;

Отвод заряда путем уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления;

Нейтрализация заряда путем использования различных средств защиты от статического электричества по ГОСТ 12.4.124-83.

5.1.2. Для снижения интенсивности возникновения заряда:

Везде, где это технологически возможно, горючие газы должны очищаться от взвешенных жидких и твердых частиц, жидкости - от загрязнения нерастворимыми твердыми и жидкостными примесями;

Везде, где этого не требует технология производства, должно быть исключено разбрызгивание, дробление, распыление веществ;

Скорость движения материалов в аппаратах и магистралях не должна превышать значений, предусмотренных проектом.

5.1.3. Снижение чувствительности объектов, окружающей и проникающего в них среды к зажигая воздействия разрядов статического электричества следует обеспечить регламентированием параметров производственных процессов (влагосодержания и дисперсности аерозависив, давления и температуры среды и др.), влияющих на W, и флегматизацию горючих сред.

5.1.4. В случае, когда невозможно обеспечить стекание возникающих зарядов, для предотвращения зажигания искровыми разрядами статического электричества среды внутри аппаратов при передавливание легковоспламеняющихся жидкостей, пневмотранспортуванни горючих мелкодисперсных и сыпучих материалов, продувке оборудования при запуске и т.п., необходимо исключить возникновение взрывоопасных смесей путем использования закрытых систем с избыточным давлением или инертных газов для заполнения аппаратов, емкостей, закрытых транспортных систем или другими способами.

5.1.5. В случае использования оборудования, которое изготовлено из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 5 Ом · м, необходимо руководствоваться требованиями раздела 5.8 настоящих Правил.

5.1.6. В случае переработки и транспортировки в электропроводном оборудовании (см. п.5.8.1) без распыления и разбрызгивания веществ, обладающих удельное объемное электрическое сопротивление менее 10 5 Ом · м, использование средств защиты от статического электричества в соответствии с этими Правил не нужно.

5.2. Отвод заряда путем заземления

5.2.1. Заземляющие устройства для защиты от статического электричества разрешается объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования. Такие заземляющие устройства должны быть выполнены в соответствии с требованиями "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ, раздел 1), и ГОСТ 12.1.030-81, ГОСТ 21130-75, СНиП 3.5.06-85 "Электротехнические устройства".

Сопротивление заземляющих устройств, которые предназначаются исключительно для защиты от статического электричества, допускается не выше 100 Ом.

5.2.2. Все металлические и электропроводные неметаллические части технологического оборудования должны быть заземлены независимо от того, принимаются другие меры защиты от статического электричества.

5.2.3. Неметаллическое оборудование считается электростатически заземленным, если сопротивление любой точки его внутренней поверхности относительно контура заземления не превышает 10 7 Ом.

Измерения этого сопротивления должны проводиться при относительной влажности окружающего воздуха 50 ± 5% и температуре 23 ± 2 ° C, причем площадь соприкосновения измерительного электрода с поверхностью оборудования не должна превышать 20 см 2, а располагаться при измерениях электрод должен в точках поверхности оборудования, наиболее удаленных от точек контакта этой поверхности с заземленными металлическими элементами, деталями, арматурой.

5.2.4. Металлическое и электропроводное оборудование, трубопроводы, вентиляционные короба и кожухи термоизоляции трубопроводов и аппаратов, расположенных в цехе, а также на наружных установках, эстакадах и каналах, должны представлять собой по всей длине непрерывную цепь, который в пределах цеха (отделения, установки) должен быть присоединен к контуру заземления через каждые 40-50 м, но не менее чем в двух точках.

5.2.5. Присоединению к контуру заземления при помощи отдельного ответвления (независимо от наличия заземления соединенных с ними коммуникаций и конструкций) подлежат объекты на поверхности и внутри которых может образовываться заряд: аппараты, емкости, агрегаты, в которых происходит дробление, распыление, разбрызгивание продуктов; футерованные и эмалированные аппараты (емкости); машины, которые стоят отдельно, агрегаты, аппараты, не соединенные трубопроводами с общей системой аппаратов и емкостей. Эти ответвления должны быть выполнены в соответствии со СНиП 3.05.06-85 "Электротехнические устройства".

5.2.6. Резервуары и емкости объемом более 50 м 3, за исключением вертикальных резервуаров диаметром до 2,5 м, должны быть присоединены к заземлителю с помощью не менее двух заземляющих проводников в диаметрально противоположных точках.

5.2.7. Фланцевые соединения трубопроводов, аппаратов, корпусов с крышкой и соединения на розбортуванни, не окрашенные неэлектропроводных красками, имеют достаточный для отвода заряда статического электричества сопротивление (не более 10 Ом), не требуют дополнительных мер по созданию непрерывной электрической цепи, например, установки специальных перемычек.

В этих соединениях запрещается применение шайб, изготовленных из диэлектрических материалов и окрашенных неэлектропроводных красками.

5.2.8. Заземления трубопроводов, расположенных на внешних эстакадах, должно быть выполнено в соответствии с действующей "Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений" РД 34.21.122-87.

5.2.9. Наливные стояки эстакад для заполнения железнодорожных цистерн должны быть заземлены. Рельсы железнодорожных путей в пределах сливного-наливного фронта должны быть электрически соединены между собой и присоединены к заземляющему устройству, не связан заземлением электротяговый сети.

5.2.10. Автоцистерны, а также танки наливных судов, находящихся под наливом и сливом сжиженных газов и пожароопасных жидкостей, в течение всего времени заполнения и опорожнения должны быть присоединены к заземляющему устройству.

Контактные устройства для присоединения заземляющих проводников от автоцистерны и наливных судов должны быть установлены вне взрывоопасной зоны.

Гибкие заземляющие проводники поперечным сечением не менее 6 мм 2 должны быть постоянно присоединены к металлическим корпусам автоцистерн и танков наливных судов и иметь на конце струбцину или наконечник под болт М10 для присоединения к заземляющему устройству.При отсутствии постоянно присоединенных проводников заземления автоцистерн и наливных судов должно проводиться инвентарными проводниками в следующем порядке: заземляющий проводник сначала присоединяется к корпусу цистерны или танка), затем к заземляющего устройства.

Возможно использование во взрывоопасной зоне заземляющих устройств, имеющих соответствующий уровень взрывозащиты.

5.2.11. Открытие люков автоцистерн и танков наливных судов и погружение в них шлангов должно производиться только после присоединения заземляющих проводников к заземляющему устройству.

5.2.12. Резиновые или другие шланги из неэлектропроводных материалов с металлическими наконечниками, используемые для налива жидкостей в железнодорожные цистерны, автоцистерны, наливные суда и другие передвижные сосуды и аппараты, должны быть обвиты медной проволокой диаметром не менее 2 мм (или медным тросиком сечением не менее 4 мм 2) с шагом витка 100-150 мм.Один конец проволоки (или тросика) соединяется пайкой (или под болт) с металлическими заземленными частями продуктопровода, а другой - с наконечником шланга.

При использовании армированных шлангов или антиелектростатичних рукавов их обвивка не требуется при условии обязательного соединения арматуры или электропроводного резинового слоя с заземленным продуктопроводом и металлическим наконечником шланга.

Наконечники шлангов должны быть изготовлены из меди или других металлов, которые не дают механической искры.

5.3. Рассеивание заряда путем уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления

5.3.1. В тех случаях, когда заземление оборудования не предотвращает накопление опасного количества статического электричества, нужно принимать меры для уменьшения удельного объемного или поверхностного электрического сопротивления материалов, перерабатываются с помощью использования увлажняющих устройств или антиелектростатичних веществ.

5.3.2. Для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления диэлектриков рекомендуется увеличивать относительную влажность воздуха до 55-80% (если это допускается условиями производства). Для этого нужно применять общее или местное увлажнение воздуха в помещении при постоянном контроле его относительной влажности.

Примечание.

Способ уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления путем повышения относительной влажности воздуха и создания тем самым адсорбированного слоя влаги на поверхности материала не эффективен в случаях, когда:

Когда материал, электризуется, гидрофобный;

Когда температура материала, электризуется, выше температуры окружающей среды;

Когда время движения материала в зоне влияния увлажняющего воздуха меньше, чем время образования адсорбированных влажной пленки;

Когда температура воздуха в рабочее зоне выше температуры, при которой пленка влаги может удержаться на материале.

5.3.3. Для местного увеличения относительной влажности воздуха в зоне, где происходит электризация материалов, рекомендуется:

Подача в зону водяного пара (при этом электропроводящие предметы, которые находятся в зоне, должны быть заземлены;

Охлаждение поверхностей наелектризувалися, до температуры на 10 ° C ниже температуры окружающей среды;

Распыление воды;

Свободное испарение воды с больших поверхностей.

Для общего увеличения влажности в помещении может быть использована система приточной вентиляции с промывкой воздуха в оросительной камере.

5.3.4. Для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления, в случаях, когда повышение относительной влажности окружающей среды неэффективно, возможно дополнительно рекомендовать применение антиелектростатичних веществ (Приложения 5, 6, 7).

Нанесения их на поверхность материалов, электризуются, может осуществляться погружением, пропиткой или напылением с последующей сушкой, обтиранием поверхности изделия тканью, которая пропитана антиелектростатичним раствором.

Примечание.

Действие антиелектростатичних веществ при поверхностном нанесении их непродолжительная (до одного месяца) за неустойчивости к промыванию растворителями, долговременного хранения и трения.

Продолжительность антиелектростатичнои действия можно повысить введением в состав материалов, перерабатываются, различных полимерных связующих (например, поливинилацетат) или применением высокомолекулярных антиелектростатичних средств с пленкообразующими свойствами.

Введение антиелектростатичних веществ в состав материалов, перерабатываются, менее эффективно, однако свое действие эти вещества содержатся в течение нескольких лет.

Введение антиелектростатичних веществ может быть осуществлено различными способами:

Добавлением к мономеров перед их полимеризации;

Введением непосредственно в момент самой полимеризации;

Введением при вальцовке, экструзии или смешивании в смесителе.

5.3.5. Для уменьшения удельного объемного сопротивления диэлектрических жидкостей и растворов полимеров (клеев) может быть применена введения различных растворенных в них антиелектростатичних присадок, в частности, солей металлов переменной валентности, высших карбоновых, нафтеновых и синтетических жирных кислот (см. Приложения 8, 9).

5.3.6. Введение поверхностно-активных веществ и других антиелектростатичних добавок и присадок допустимо только в тех случаях, когда есть разрешение органов санитарного надзора и применение не влечет нарушений технических требований, предъявляемых к выпускаемой продукции.

5.4. Нейтрализация заряда на поверхности твердых диэлектрических материалов

5.4.1. В случаях, когда опасное воздействие электризации ограничивается каким-либо местом или небольшим количеством мест в технологическом процессе, или когда нельзя достичь отвода заряда статического электричества с помощью более простых средств (див.розд. 5.2, 5.3), рекомендуется осуществлять нейтрализацию путем ионизации воздуха в непосредственной близости от поверхности заряженного материала. С этой целью могут быть использованы нейтрализаторы статического электричества (ГОСТ 12.4.124-83), типы и основные технические характеристики которых приведены в Приложении 10.

5.4.2. Для нейтрализации зарядов статического электричества во взрывоопасных помещениях всех классов следует применять радиоизотопные нейтрализаторы, если они не запрещены другими нормативными документами. Их установка и эксплуатация осуществляется в соответствии с требованиями инструкций, к ним прилагаются.

Выбор необходимого типа радиоизотопных нейтрализаторов осуществляется согласно отраслевым методикам и рекомендациями.

Примечание.

При изготовлении продукции санитарно-гигиенического и бытового назначения (салфетки, тампоны, папиросная и мундштучный бумага, ткани и т.п.), а также тетрадных продукции применения радиоизотопных нейтрализаторов запрещается.

5.4.3. В случаях, когда материал (пленка, ткани, лента, лист) электризуется настолько сильно, что применение радиоизотопных нейтрализаторов не обеспечивает нейтрализацию заряда статического электричества, допускается установка комбинированных (индукционно-радиоизотопных) или взрывозащитных индукционных и высоковольтных (постоянной и переменной напряжения) нейтрализаторов.

5.4.4. Во всех случаях, когда позволяет характер технологического процесса и конструкция машин, следует применять индукционные нейтрализаторы.

Устанавливаться они должны таким образом, чтобы расстояние между их коронирующих электродами (иглами, струнами, лентами) и заряженной поверхностью было минимальным и не превышало 20-50 мм (в зависимости от конструкции нейтрализатора). Во взрывоопасных помещениях при этом необходимо принимать меры, исключающие возможность возникновения искрового разряда между заряженной поверхностью и коронирующих электродами.

5.4.5. В случае невозможности применения индукционных нейтрализаторов или недостаточной их эффективности в помещении, которое не является взрывоопасным, необходимо применять высоковольтные нейтрализаторы и ней-трализаторы скользящего разряда.

Примечание.

В случае использования игольчатых индукционных и высоковольтных нейтрализаторов необходимо предусмотреть меры, предупреждающие возможность травмирования обслуживающего персонала иглами нейтрализаторов.

5.4.6. Для нейтрализации заряда статического электричества в труднодоступных местах, на поверхности объектов, имеющих сложную конфигурацию, меняют непрерывно геометрические размеры, т.е. там, где невозможна установка нейтрализаторов в непосредственной близости от заряженной поверхности, следует применять аэродинамические нейтрализаторы с принудительной подачей ионов струей воздуха.

В случае, когда этот способ нейтрализации применяется в взрывоопасном помещении, ионизаторы (кроме радиоизотопных) должны быть взрывозащищенными или располагаться в соседних помещениях, не являющихся взрывоопасными.

Примечание.

В случае, когда на заряженном материале существуют как положительно, так и отрицательно заряженные участки, или когда знак заряда неизвестен, необходимо применять ионизаторы, обеспечивающих образование в воздушном потоке как положительных, так и отрицательных ионов.

Когда материал заряженный преимущественно зарядом одного знака, желательно обеспечить униполярные ионизацию воздушного потока (ионами противоположного знака). В этом случае степень ионизации воздушного потока уменьшается медленнее, чем при биполярной ионизации, что позволяет устанавливать ионизатор на большем расстоянии.

5.5. Предотвращение опасных разрядам из жидкостей

5.5.1. Когда в трубопроводах и технологической аппаратуре, в которых содержатся жидкие продукты, исключена возможность образования взрывоопасных концентраций паровоздушных смесей (температура жидкости ниже нижнего температурного предела взрываемости, среда не содержит окислителей и находится под избыточным давлением; аппараты и коммуникации заполнены инертными газами), скорости транспортировки жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты не ограничиваются.

В других случаях скорость движения жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты (резервуары) необходимо ограничить таким образом, чтобы плотность заряда, потенциал, напряженность поля в резервуаре (аппарате), которая заполняется, не превышали значения, при котором возможно возникновение искрового разряда с энергией, не превышает 0,4 минимальной энергии зажигания окружающей среды.

Максимально безопасные скорости движения жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты (резервуары) определяются в каждом отдельном случае в зависимости от свойств жидкости и содержания в ней нерастворимых примесей, размера, свойств материала стенок трубопровода (аппарата), давления и температуры в аппарате, который заполняется. При этом явно безопасным является транспортировка по заземленных металлических трубопроводах жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением до 10 5 Ом · м со скоростями до 10 м / с, а жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением до 10 9 Ом · м - со скоростями до 5м / с.

Для жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 9 Ом · м допустимые скорости транспортировки и истечения устанавливаются для каждой жидкости отдельно, безопасной скоростью истечения таких жидкостей из заземленных металлических трубопроводов в заземленные металлические резервуары (аппараты) является 1,0 м / с.

5.5.2. Для снижения до безопасного значения плотности заряда в потоке жидкости, имеющей удельное объемное электрическое сопротивление более 10 9 Ом · м, при необходимости транспортировки ее по трубопроводам со скоростями, превышающими безопасны, необходимо применять специальные устройства для отвода заряда.

Устройства для отвода заряда из жидкого продукта должны устанавливаться на загрузочном трубопроводе непосредственно у входа в аппарат (резервуар), которая заполняется так, чтобы при максимальной скорости транспортировки время движения продукта по загрузочному трубопроводе после выхода из устройства до истечения его в аппарат не превышал 10% постоянной времени релаксации заряда в жидкости. Когда это условие конструктивно не может быть выполнена, отвод возникающего в загрузочном патрубке заряда должно быть обеспечено в середине аппарата, заполняется (резервуара) до выхода заряженного потока на поверхность жидкости, которая есть в аппарате.

5.5.3. Как устройства для отвода заряда из жидкого продукта могут использоваться:

Индукционные нейтрализаторы со струнами или иглами;

Релаксационные емкости, которые представляют собой горизонтальный участок трубопровода увеличенного диаметра.

При этом диаметр этого участка трубопровода должен быть не менее:

где Д р - диаметр релаксационной емкости, м;

Д т - диаметр трубопровода, м;

V т - скорость жидкости в трубопроводе, м / с.

Длина его (м) должна быть не менее

где e - диэлектрическая постоянная жидкости;

r v - удельное объемное электрическое сопротивление жидкости, Ом · м.

5.5.4. Как устройство для отвода заряда внутри аппарата (резервуара), которая заполняется, возможно применять:

Клетки с заземленной металлической сетки, охватывающие некоторый объем около конца загрузочного патрубка таким образом, чтобы заряженный поток из патрубка поступал Внутри клетки.

При этом объем клетки должен быть не менее

где V - объем клетки, м 3;

Q - производительность перекачки жидкости (расходы), м 3 / ч;

t = ee 0 r v - постоянная времени релаксации заряда в жидкости, с;

e - диэлектрическая проницаемость жидкости, безразмерная;

e 0 - электрическая постоянная, равна 8,854 · 10 -12 ф / м;

r v - удельное объемное электрическое сопротивление жидкости, Ом · м;

Специальные насадки на конце загрузочного патрубка, которые так формируют и направляют заряженный струю, вытекающую, чтобы обеспечить максимальное время распространения его на поверхности днища и стенок аппарата (резервуара), которая заполняется;

Нейтрализаторы погружного типа, которые представляют собой толстостенную трубу из диэлектрика с установленными в ней протяженными электродами-струнами.

5.5.5. Для обеспечения отвода заряда из потока жидкости электризуется, в широком диапазоне изменений удельного объемного электрического сопротивления от 10 9 до 13 Октябрь Ом · м может использоваться автономная система устройств защиты от статического электричества, которые состоят из индукционного струнного нейтрализатора и устройства для обеспечения релаксации.

5.5.6. Для предотвращения опасных искровых разрядов нужно не допускать наличия на поверхности горючих и легковоспламеняющихся жидкостей в аппаратах и резервуарах незаземленным электропроводных плавающих предметов.

Понтоны из электропроводящих материалов, предназначенных для уменьшения потери жидкости от испарения, должны быть заземлены с помощью не менее двух гибких заземляющих проводников, присоединенных к понтону в диаметрально противоположных точках.

Примечания:

1. При применении поплавковых или буйкових уровнемеров их поплавки должны быть изготовлены из электропроводного материала и при любом положении иметь надежный контакт с заземлением.

2. В случае, когда при существующей технологии производства невозможно предотвратить наличие на поверхности жидкости незаземленным плавающих предметов, необходимо принять меры, исключающие возможность создания над ней взрывоопасной среды.

3. Использование неэлектропроводных плавающих устройств и предметов (понтонов, пластмассовых шаров и др.), которые предназначены для уменьшения потерь жидкости от испарения, разрешается только по согласованию со специализированной организацией.

5.5.7. Жидкости должны подаваться в аппараты, резервуары, тару полным сечением трубы таким образом, чтобы не допускать их разбрызгивания, распыления.

5.5.8. Налива жидкости свободно падающей струей не разрешается. Расстояние от конца загрузочной трубы до дна приемной сосуда не должно превышать 200 мм, а когда это невозможно, то струя должен быть направлен вдоль стенки. При этом форма конца трубы и скорость подачи жидкости должны быть выбраны таким образом, чтобы предотвратить ее разбрызгивание.

При верхнем наливе аппарата, резервуара, цистерны и т.д. с помощью резинового шланга необходимо предусмотреть его вертикальное расположение.

Исключение составляют лишь случаи, когда гарантирована невозможность возникновения в приемной сосуде взрывоопасных концентраций парогазовых смесей.

5.5.9. Жидкости должны поступать в резервуары ниже уровня остатка жидкости в них находится.

В начале заполнения пустого резервуара жидкости, имеющие удельное объемное электрическое сопротивление более 10 5 Ом · м, должны подаваться в него со скоростью не более 0,5 м / с до момента погружения конца загрузочной трубы.

При дальнейшем заполнении скорость надо выбирать с учетом требований п.5.5.1.

5.5.10. Ручной отбор жидкости из резервуаров и емкостей, а также измерение уровня с помощью разного рода мерных линеек и метр-штоков через люки разрешается только по истечении времени, превышающего 3 (см. п.5.5.4) после прекращения движения жидкости, когда она находится в состоянии покоя. При этом устройства для проведения измерений должны быть изготовлены из материала с удельным объемным электрическим сопротивлением менее 10 5 Ом · м и заземлены.

В случае изготовления этих устройств из диэлектрических материалов должны соблюдать условия электростатической искробезопасности согласно ГОСТ 12.1.018-93.

5.6. Предотвращение опасных разрядам в газовых потоках

5.6.1. Для предотвращения возникновения опасных искровых разрядов при перемещении газов и паров по трубопроводам и аппаратах необходимо везде, где это технологически возможно, принять меры по исключению присутствия в газовых потоках твердых и жидких частиц.

5.6.2. Конденсация паров и газов при большом перепаде давлений вызывает сильную электризацию газовых струй при утечки через неплотности. Это требует повышенного внимания к герметизации оборудования, которое удерживает пары и газы под высоким давлением.

5.6.3. Не допускается присутствие в газовом потоке незаземленным металлических частей и деталей оборудования.

5.7. Отвод заряда при переработке сыпучих и мелкодисперсных материалов

5.7.1. Переработку сыпучих (в особенности мелкодисперсных) материалов предстоит вести в металлическом или электропроводном (см. п.5.8.1) неметаллической оборудовании.

Особенно важно соблюдать это требование в установках по транспортировке, сушке и размоле материалов в газовых потоках (струях.

5.7.2. В случаях применения для переработки сыпучих материалов антиелектростатичного или диэлектрического оборудования и трубопроводов (см. пп.5.8.2, 5.8.3) для улучшения условий стекания заряда с перероблюемого материала надлежит обращать особое внимание на тщательное выполнение требований, изложенных в пп. 5.8.5, 5.8.6, 5.8.8, 5.8.10, 5.8.11.

Для уменьшения электризации при пневмотранспортуванни гранулированных, измельченных и порошкообразных полимерных материалов по неметаллических трубопроводах принадлежит применить трубы из того же или близкого по составу полимерного материала (например, транспортировка порошкообразного или гранулированного полиэтилена лучше вести по полиэтиленовых трубах).

5.7.3. В установках по транспортированию и размола материалов в воздушных потоках (струях) воздуха, подаваемого должен быть увлажнен до такой степени, чтобы относительная влажность воздуха на выходе из пневмотранспорта, а также в месте размола материалов в мельницах, составляла не менее 65%.

Когда за технологическими условиями увеличение относительной влажности воздуха не допустимо, то рекомендуется применять его ионизацию (см. розд.5.4). При этом наиболее подходящими для использования в бункерах, циклонах, на конечных участках пневмотранспортных трубопроводов есть специальные устройства со стержневыми, иголочными или струнными заземленными электродами (индукционные нейтрализаторы).

5.7.4. В случае, когда указанные в п.5.7.3 меры по каким причинам не могут быть применены, перечисленные процессы должны проводиться в потоке инертного газа.

Примечание.

Применение воздуха допускается только в случае, когда результаты непосредственных измерений степени электризации материалов в действующем оборудовании подтверждают безопасность ведения процесса.

5.7.5. С целью улучшения условий стекания заряда с тканевых рукавов, применяемых для затаривания гранулированных и других сыпучих материалов и соединение подвижных элементов оборудования с неподвижными, а также с рукавными фильтрами, принадлежит пропитывать их соответствующими растворами поверхностно-активных веществ (см. Приложение 5) с последующим просушкой, обеспечивая при креплении надежный контакт с заземленными металлическими элементами оборудования.

Для рукавных фильтров следует выбирать пропитку, которая не снижает после просушки фильтрующих свойств ткани.

Допускается применение металлизированной ткани.

5.7.6. Запрещается загрузка сыпучих продуктов непосредственно из бумажных, полиэтиленовых, полихлорвиниловых и других мешков в люки аппаратов, в которых содержатся жидкости при температуре выше их температуры вспышки.

В этом случае следует применять металлические шнековые, секторные и другие питатели.

5.7.7. Для предотвращения взрывов пыли от искровых разрядов необходимо:

Избегать образование взрывоопасных пылевоздушных смесей;

Не позволять падения и сброса пыли, образования клубов пыли и ее завихрения;

Очищать систематически оборудование и строительные конструкции в помещениях от пыли, осевший в сроки, установленные действующими нормами и правилами.

5.8. Защита футерованные и неметаллического оборудования

5.8.1. Электропроводным считается оборудования, в котором поверхности, имеющие контакт с веществами (сырья, полупродуктов, готовой продукцией), что перерабатываются, изготовленные из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 10 5 Ом · м.

5.8.2. Антиелектростатичним считается оборудования, в котором поверхности, имеющие контакт с веществами, перерабатываются, изготовленные из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 10 8 Ом · м.

5.8.3. Диэлектрической считается оборудования, в котором поверхности, имеющие контакт с веществами, перерабатываются, изготовленные из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 8 Ом · м.

5.8.4. Защита от статического электричества электропроводного неметаллического оборудования и оборудования с электропроводной футеровкой должна осуществляться методами, предусмотренными настоящими Правилами для металлического оборудования (см. разд. 5.2).

5.8.5. В случае использования антиелектростатичного и диэлектрического неметаллического оборудования не допускается наличие в них металлических частей и деталей, имеющих сопротивление относительно земли более 100 Ом.

5.8.6. Внешняя поверхность диэлектрических трубопроводов, по которым транспортируются вещества и материалы с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 5 Ом · м, должна метализуватися или краситься электропроводными эмалями и лаками (см.Приложение 11). При этом должен быть обеспечен электрический контакт между электропроводным слоем и заземленной металлической арматурой.

Вместо электропроводных покрытий допускается обматывать указанные трубопроводы металлической проволокой сечением не менее 4 мм 2 шагом намотки 100-150 мм, который должен быть присоединен к заземленной металлической арматуры.

Электропроводное покрытия (или обертывание) внешних поверхностей, сплошные электропроводные основы, отдельные электропроводящие элементы и арматура диэлектрических трубопроводов должны составлять по всей длине сплошное электрическую цепь, который в пределах цеха (отделения, установки) должен быть подсоединен к контуру заземления через каждые 20-30 м, но не менее чем в двух точках.

5.8.7. Для обеспечения необходимого контакта с заземлением антиелектростатичних неметаллических трубопроводов достаточно обвивкы их металлической проволокой согласно п.5.8.6 или укладки их на сплошной электропроводные основе.

5.8.8. Опоры трубопроводов из полимерных материалов должны быть изготовлены из электропроводных материалов и заземлены, или иметь заземлены прокладки из электропроводных материалов в местах, где на них опираются трубопроводы.

5.8.9. Жидкости с удельным объемным сопротивлением не более 10 9 Ом · м практически не электризуются при движении со скоростью до:

2 м / с - в трубопроводах и аппаратах с диэлектрических материалов и с диэлектрической футеровкой;

5 м / с - в трубопроводах и аппаратах с антиелектростатичного материала и с антиелектростатичною футеровкой.

5.8.10. Неметаллические антиелектростатични и диэлектрические емкости и аппараты должны покрываться снаружи (а когда позволяет имеющееся в аппарате среду, то и внутри) электропроводными лаками и эмалями при условии обеспечения надежного их контакта с заземленной металлической арматурой.

Надежный контакт электропроводного покрытия с заземлением может быть обеспечен путем окраски сплошным слоем электропроводной эмали всех внутренних и внешних поверхностей аппаратов (емкостей) с установкой под его опоры заземленных металлических (или электропроводящих неметаллических) прокладок.

При невозможности покрытия сплошным слоем внутренней и внешней поверхностей аппарата заземления внутреннего электропроводящего слоя допускается путем применения дополнительных электродов или проводников.

5.8.11. Для отвода статического электричества от веществ, которые находятся в середине диэлектрического оборудования и способны накапливать заряды при контактном или индуктивном воздействии от наэлектризованной поверхности этого оборудования, допускается ввод не менее двух заземленных электродов, стойких к данной среды.

При этом не должна нарушаться герметичность оборудования и электроды, которые вводятся, не должны выступать над внутренней поверхностью. Эти меры оказываются достаточными, когда удельное объемное электрическое сопротивление среды в аппарате не превышает 10 9 Ом · м для жидких сред и 10 8 Ом · м - для сыпучих.

5.9. Отвод заряда, возникающего на людях, передвижных емкостях и аппаратах

5.9.1. Передвижные аппараты и сосуды, особенно для транспортировки диэлектрических горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, следует выполнять из электропроводящих материалов (см. пп. 5.8.1, 5.8.2). Транспортироваться по цехам предприятия они должны на металлических тележках с колещатамы из электропроводящих материалов, причем должен быть обеспечен контакт сосуда или аппарата с корпусом тележки.

При транспортировке взрывоопасных веществ, электризуются, на тележках или электрокарах с неэлектропроводных покрышками колес допускается обеспечение контакта тележки или электрокары с землей и электропроводной полом (см. п. 5.9.7) с помощью присоединенного к корпусу цепочки из меди или другого металла, который не дает механической искры, имеет такую длину, чтобы несколько колец при транспортировке постоянно находились на земле или на полу.

Примечание.

Для уменьшения шума при движении металлических тележек их колеса могут быть покрыты электропроводной резиной (см. Приложение 12).

5.9.2. В местах заполнения передвижных сосудов пол должен быть электропроводной (см. п.5.9.7) или на ней должны быть положены заземленные металлические листы, на которые устанавливаются сосуды при заполнении; допускается заземление передвижных сосудов с помощью присоединения их к заземляющему устройству медным тросиком со струбциной.

5.9.3. При заполнении передвижных сосудов наконечник шланга должен быть опущен до дна сосуда на расстояние не более 200 мм.

Когда диаметр горловины сосуда вместимостью более 10 л не позволяет опустить шланг внутрь, необходимо использовать заземленную воронку из меди или другого электропроводящие материала, который не дает механической искры, конец которой должен находиться на расстоянии не более 200 мм от дна сосуда.

В случае использования короткой воронки, к концу ее должен быть присоединен цепочку из электропроводящего материала, не дает механической искры, устойчивого к переливаемои жидкости который при опускании воронки в сосуд должен ложиться на дно.

5.9.4. Для предотвращения опасных искровых разрядов, возникающих вследствие накопления на теле человека заряда статического электричества при контактном или индуктивном влиятельные наэлектризованного материала или элементов одежды, электризуются при трении друг о друга, во взрывоопасных производствах необходимо обеспечить стекание этого заряда в землю.

Основным методом выполнения этого требования является обеспечение электростатической проводимости пола и использование антиелектростатичного обуви.

Примечание.

В связи с большим распространением одежды из синтетических материалов, который сильно электризуется при движении и приводит к быстрому накоплению заряда на теле человека, устройство заземленных рукояток, перил, подмостей следует рассматривать как дополнительное средство отвода заряда с тела человека.

5.9.5. Антиелектростатични свойства обуви определяются отечественными и международными стандартами и техническими условиями на эту обувь.

В отдельных случаях для предоставления обуви антиелектростатичних свойств допускается прошивать или пробивать подошву электропроводными материалами, которые не дают механической искры, и получаются стельку.

Использование носков из шерстяной и синтетической пряжи не допускается, так как они препятствуют стоку заряда с тела человека.

5.9.6. В случае, когда работник выполняет работу в неэлектропроводных обуви сидя, заряд статического электричества, накопившегося на его теле, рекомендуется отводить с помощью антиелектростатичного халата в сочетании с электропроводной подушкой стула или с помощью электропроводных браслетов, которые легко снимаются, соединенных с землей через сопротивление 10 5 - 10 7 Ом.

5.9.7. Для обеспечения непрерывного отвода заряда с тела человека, с передвижных сосудов и аппаратов во взрывоопасных помещениях полы должны быть электростатически ведущей.

Примечания:

1. Покрытие пола считается электростатически ведущим, когда электрическое сопротивление между металлической пластиной площадью 20 см 2, положенной на пол и прижатой к ней силой в 5 кгс, и контуром заземления не превышает 10 6 Ом.

2. Рассеивающая пол - это пол, который характеризуется электрическим сопротивлением от 10 6 Ом до 10 9 Ом.

3. Астатическая пол - это пол, который характеризуется электрическим сопротивлением более 10 9 Ом и в какой сведено к минимуму возникновение зарядов при разделении контакта поверхностей или при трении с другим материалом, а именно подошвы обуви или колес.

4. Удельное объемное электрическое сопротивление некоторых покрытий пола приведена в Приложении 13.

5.9.8. Запрещается проведение работ внутри емкостей и аппаратов, где возможно образование взрывоопасных паро-, газо-и пылевоздушных смесей, в комбинезонах, куртках и другом верхней одежде из материалов, электризуются.

Примечание.

Для предоставления верхней одежде антиелектростатичних свойств рекомендуется пропитывать его растворами поверхностно-активных веществ с последующей просушкой, применение которых согласовано с органами Госсаннадзора Украине.

5.9.9. В случае, когда обслуживающий персонал при работе находится постоянно в электростатическом поле, созданном зарядом на материале, электризуется, или диэлектрическом оборудовании, в том числе дисплейных терминалах, напряженность электростатического поля на рабочих местах не должна превышать предельно допустимых значений, установленных ГОСТ 12.1. 045-84.

5.10. Отвод заряда от вращающихся и ременных передач

5.10.1. Способны электризоваться или заряжаться от наэлектризованного материала электропроводные части машин и аппаратов, которые вращаются и контакт которых с заземленным корпусом может быть нарушено благодаря наличию слоя смазки в подшипниках или применению диэлектрических антифрикционных материалов, должны иметь специальные устройства для обеспечения надежного заземления. Следует избегать применения во взрывоопасных помещениях подшипников или вкладышей к ним с неэлектропроводных материалов.

Лучшим средством для обеспечения контакта в электропроводных подшипниках является применение электропроводящих смазок.

В случае, когда нет возможности обеспечить отвод заряда от вращающихся, проще методами, допустимо применение нейтрализаторов (см. разд. 5.4).

5.10.2. В взрыво-и пожароопасных цехах рекомендуется непосредственно соединять электродвигатель с исполнительным механизмом или использовать редукторы и другие типы передач, изготавливаемых из металла и обеспечивают электрический контакт оси двигателя и исполнительного механизма.

5.10.3. При необходимости применения ременных передач они и все части установки должны изготавливаться из материалов, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление не более 10 5 Ом · м, в частности, антиелектростатични клиновые ремни, а вся установка (ограждение и другие металлические предметы вблизи паса) должна заземляться.

5.10.4. В случае использования ремней, изготовленных из материалов с удельным объемным электрическим сопротивлением более 10 5 Ом · м следует применять одно из средств предотвращения опасной электризации:

Увеличение относительной влажности воздуха в местах расположения ременной передачи не менее чем до 70%;

Электропроводящие покрытия (смазки) пасов;

В особых условиях - ионизация воздуха с помощью нейтрализаторов установленных с внутренней стороны ремня, как можно ближе к точке его схода со шкива.

Примечания:

1. Как электропроводное покрытия для кожаных и резиновых ремней рекомендуется масло такого состава: на 100 ваг.ч. глицерина 40 ваг.ч. сажи. Эта смазка имеет наноситься на внешнюю поверхность с помощью щетки при остановке механизма в сроки, которые устанавливает администрация предприятия, но не реже одного раза в неделю.

2. Нужно принимать меры по недопущению загрязнения ремней маслом и другими жидкими и твердыми веществами, которые имеют удельное объемное сопротивление более 10 5 Ом · м.

5.10.5. Запрещается смазка ремней канифолью, воском и другими веществами, которые увеличивают поверхностное сопротивление во взрывоопасных помещениях всех классов.

Статическое электричество — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов изделий или на изолированных проводниках. Заряды накапливаются на оборудовании и материалах, а сопровождающие электрические разряды могут явиться причиной пожаров и взрывов, нарушения технологических процессов, точности показаний электрических приборов и средств автоматизации.
Особую опасность в связи с накоплением статического электричества представляют предприятия пищевых производств, на которых технологические процессы связаны с дроблением, измельчением и просеиванием продукта (хлебопекарные, кондитерские, крахмальные, сахарные и др.), с очисткой и переработкой зерна, транспортированием твердых и жидких продуктов с помощью конвейеров и по трубам (склады бестарного хранения муки, пивоваренные, спиртовые заводы и Др.).
При соприкосновении тел, различающихся по температуре, концентрации заряженных частиц, энергетическому состоянию атомов, шероховатости поверхности и другим параметрам, между ними происходит перераспределение электрических зарядов. При этом у поверхности раздела тел на одной из них концентрируются положительные заряды, а на другой отрицательные. Образуется двойной электрический слой. В процессе разделения контактирующих поверхностей часть зарядов нейтрализуется, а часть сохраняется на телах.
В производственных условиях электризация различных веществ зависит от многих факторов, и прежде всего от физико-химических свойств перерабатываемых веществ, вида и характера технологического процесса. Величина электростатического заряда зависит от электропроводности материалов, их относительной диэлектрической проницаемости, скорости движения, характера контакта между соприкасающимися материалами, электрических свойств окружающей среды, относительной влажности и температуры воздуха. Особенно резко возрастает электризация диэлектрических материалов при удельном электрическом сопротивлении 109 Ом-м, а также при относительной влажности воздуха менее 50 %. При удельном сопротивлении 108 Ом-м и менее электризация практически не обнаруживается. Степень электризации жидкостей в основном зависит от ее диэлектрических свойств и кинематической вязкости, скорости потока, диаметра и длины трубопровода, материала трубопровода, состояния его внутренних стенок, температуры жидкости. Интенсивность образования зарядов наблюдается при фильтрации за счет большой площади контакта жидкости с элементами фильтра. Разбрызгивание жидкостей при заполнении резервуаров свободно падающей струей горючей жидкости, например на спиртовых заводах, сопровождается электризацией капель, вследствие чего появляется опасность электрического заряда и воспламенение паров этих жидкостей. Поэтому налив жидкости в резервуары свободно падающей струей не допускается. Расстояние от конца загрузочной трубы до дна сосуда не должно превышать 200 мм, а если это невозможно, струю направляют вдоль стены.
Гели напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика достигает критической (пробоиной) величины, возникает электрический разряд. Для воздуха пробивное напряжение примерно равно 30 кВ/см.
Электростатическая искро6езопасность —это такое состояние, при котором исключается возможность взрыва или пожара от статического электричества. Безопасная энергия искры (в Дж) определяется по формуле:

Wи=kб*Wmin

Где kб — коэффициент безопасности, применяемый равным 0,4—0,5; Wmin—минимальная энергия, которая может вызвать воспламенение рассматриваемой горючей смеси.
За предельно допустимое значение заряда принимается такое его значение, при котором максимально возможная энергия разряда Wи с поверхности данного вещества не превосходит 0,4—0,5 минимальной энергии воспламенения окружающей среды Wmin.
Энергию разряда (искры) диэлектрика (в Дж) можно определить по формуле:

W=0,5*С*V 2

Где С — электрическая емкость, разряжаемая искрой, Ф; V — разность потенциалов относительно земли, В.
Минимальную энергию воспламенения газо- и паровоздушных смесей составляют доли миллиджоуля.
Разность потенциалов на оборудовании может достигать нескольких тысяч вольт, и, как следует из формулы, при этом даже при незначительной электрической емкости, несущей электростатический заряд, энергия разряда искры может превышать минимальную энергию воспламенения взрывоопасной среды. Например, при транспортировании сыпучих материалов на конвейере с резиновой лентой потенциал относительно земли может достигать 45 000 В, а кожаного приводного ремня со скоростью 15 м/с — до 80 000 В.
Электростатические заряды, достаточные для воспламенения практически всех взрывоопасных смесей воздуха с газами, парами и некоторыми пылями, могут накапливаться на человеке (одежда из синтетических тканей, передвижение по диэлектрикам, использование электронепроводящей обуви и т. п.), а также переходить на него с наэлектризованного оборудования и материалов.
Потенциал электростатического заряда на человеке может достигать 15 000—20 000 В. Разряды такого потенциала не представляют опасности для человека, так как сила тока ничтожно мала и ощущается как укол, толчем: или судорога. Однако под их воздействием возможны рефлекторные движения, что может привести к падению с высоты, попаданию в опасную зону машины и др.
Энергия разряда при потенциале 10 000 В и емкости человека, изменяющейся от 100 до 350 пФ, составляет 5—17,5 мДж. т. е. превышает значения минимальной энергии воспламенения этилового спирта, бензола и сероуглерода (0,95; 0,2; 0,0009 мДж соответственно).
Меры защиты от статического электричества разделяются на три основные группы:

• предупреждающие возможность возникновения электростатического заряда;
• снижающие величину потенциала электростатического заряда до безопасного уровня;
• нейтрализующие заряды статического электричества.

Основным способом предупреждения возникновения электростатического заряда является постоянный отвод статического электричества от технологического оборудования с помощью заземления. Каждую систему аппаратов и трубопроводов заземляют не менее чем в двух места. Резиновые шланги обвиваются заземленной медной проволокой с шагом 10 см. Следует иметь в виду, что в отличие от электротехники, где хорошими проводниками считаются материалы с удельным сопротивлением, оцениваемым долями Ома, в электростатике границей проводника и непроводника считается величина удельного сопротивления 10 кОм*м. Поэтому предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства, используемого только для отвода электростатического заряда, не должно превышать 100 Ом.
Для предупреждения образования статического электричества на элементах металлических конструкций, трубопроводах разного назначения, расположенных на расстоянии менее 10 см параллельно друг друга, применяются замкнутые контуры, создаваемые с помощью устанавливаемых между ними металлических заземленных перемычек через каждые 20 м и менее.
Для снижения величины потенциала электростатического заряда, образующегося на оборудовании и перерабатываемых материалах, до безопасного уровня применяются технологические способы (безопасные скорости движения транспортируемых жидких и пылевидных веществ, подбор поверхностей трения, материалов взаимно компенсирующих возникающих зарядов и Т. п.), а также способы отвода путем повышения относительной влажности воздуха и материала, химической обработки поверхности, нанесения антистатических веществ и электропроводных пленок. Общее или местное увлажнение воздуха более 70 % обеспечивает постоянный отвод электростатических зарядов. Поверхностная проводимость материалов увеличивается обработкой поверхностно-активными веществами, использованием покрытий из электропроводящих эмалей, смазок. Заряды статического электричества нейтрализуются с помощью ионизации воздуха, при которой образующееся в единице его объема число пар ионов соответствует скорости возникновения нейтрализуемых электростатических зарядов. Для этого используются индукционные, радиоизотопные и комбинированные ионизаторы.
Для непрерывного снятия электростатических зарядов с человека используются электропроводящие полы, заземленные зоны или рабочие площадки, оборудование, трапы, а также средства индивидуальной зашиты в виде антиэлектростатических халатов и обуви, с кожаной подошвой или подошвой из электропроводной резины.

Электрические свойства тел определяются тем, как они проводят ток. Их разделяют на проводники и изоляторы. Если объёмное электросопротивление вещества превышает 10 5 Ом – это диэлектрик, который не проводит электрический ток. На схеме ниже представлены бытовые источники статического электричества (СЭ).

Бытовые источники статистического электричества

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

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

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

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

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

Источники статистического электричества в промышленности

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

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

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

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

Определение энергии разряда

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

Э и = к∙Э min ,

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

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

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

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

Действие на человека разряда статического электричества

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

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

Средства защиты от СЭ

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

1. предупреждение появления электростатического заряда;

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

Схема релаксационной ёмкости с заземлением

• Тонкая очистка жидкостей позволяет уменьшить электризацию. СЭ не накапливается в идеально чистых диэлектриках.

1. снижение значения потенциала заряда до уровня безопасности;

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

Нанесение антистатического аэрозоля для уровня безопасности

1. нейтрализация зарядов СЭ.

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

Схема нейтрализации зарядов СЭ потоком ионов

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

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

СЭ на изолированных проводниках

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

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

Заземление металлоконструкций для избегания электротравматизма

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

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

Видео про электричество

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

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