Статическое электричество
Статическое электричество возникает на диэлектрических материалах. Величина заряда зависит от скорости движения трущихся тел, их материала и величины поверхности соприкосновения. Примерами трущихся тел могут быть:
ременный привод;
лента конвейера;
синтетическая одежда и обувь на теле человека;
поток непроводящих твердых частиц (пыли), газа или воздуха через сопло;
движение непроводящей жидкости, заполняющей цистерну;
автомобильные шины, катящиеся по непроводящей дороге;
резиновые ролики под стульями, когда стулья перемещаются по непроводящему полу.
Человек, идущий по синтетическому ковру, может приобрести на теле потенциал 15 кВ относительно земли и окружающих предметов (рис. ххх1.10).
Рис.1.9. Максимальное напряжение, до которого может быть заряжен человек при контакте с указанными материалами (ГОСТ Р 51317.4.2) |
Рис.1.10. Форма разрядного тока испытательного пистолета (ГОСТ Р 51317.4.2) |
Ременный привод, состоящий из диэлектрического ремня и 2-х шкивов - наиболее общий пример генератора статического электричества. Потенциал статического заряда на ремне может достигать 60...100 кВ и пробиваемый воздушный промежуток - 9 см. Поэтому на взрывоопасных производствах (элеваторы, мельницы) ремни используют с проводящими присадками или металлизацией.
Для снятия зарядов с ремней и других электризующихся предметов используют заземленный подпружиненный металлический гребешок или щетку, которые касаются движущейся поверхности. Конвейерные ленты электризуются слабее ременного привода вследствие низкой скорости движения.
Вторым способом борьбы со статическим электричеством является применение увлажнителя воздуха в помещении для получения влажности выше 50 % (рис.ххх 1.9).
Для уменьшения зарядов на теле человека используют заземление запястья работников, электропроводные полы, электропроводную одежду, увлажнение воздуха.
Электростатический заряд создает вокруг себя электрическое поле, которое при достижении напряженности поля пробоя изоляции вызывает электростатический разряд - импульсный перенос заряда между телами с разными потенциалами. В результате протекания тока разряда по проводникам появляется кондуктивная помеха, во время разряда излучается э-м импульс, а пробой изоляции может привести к потере работоспособности электронных устройств.
Форма импульса, которым испытываются электронные устройства на устойчивость к электростатическим разрядам, и приближенно соответствующая форме импульса в реальных условиях эксплуатации приборов, приведена на рис.1.10. Величина перетекающего заряда определяется емкостью заряженного тела. Напряжение при испытаниях устанавливается в зависимости от степени жесткости испытаний 2 … 8кВ при контактном разряде и до 15кВ при воздушном (табл.1.3). Воздушный разряд более приближен к реальности, но он трудно воспроизводим, поэтому при испытаниях используют также и контактный разряд.
Испытательное напряжение
Таблица 3.3.
Контактный разряд |
Воздушный разряд |
||
Степень |
Испытательное |
Степень |
Испытательное |
жесткости |
напряжение, кВ |
жесткости |
напряжение, кВ |
1 |
2 |
1 |
2 |
2 |
4 |
2 |
4 |
3 |
6 |
3 |
8 |
4 |
8 |
4 |
15 |
Результатом возникновения статических электрических зарядов может быть пробой входных каскадов ИК, появление линий на CRT (Cathode Ray Tube) мониторах, перевод триггеров в другое состояние, поток ошибок в цифровых системах, пробой изоляции гальванически изолированных цепей, воспламенение взрывоопасной смеси, э-м импульс, кондуктивная помеха от импульса тока, возникающего во время разряда.
Для защиты систем автоматики от сбоев используют электростатические экраны, соединенные с экранным заземлением, преобразователи интерфейсов с защитой от статического электричества (например, преобразователь интерфейсов NL-232C [НИЛ АП] имеет защиту от статических зарядов с потенциалом до ±8кВ по стандарту IEC1000-4-2).
В параметрах средств автоматики иногда указывают величину напряжения, которым испытывались входные, выходные и интерфейсные цепи на воздействие электростатического заряда.