ГЛАВА 10. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПОЛЯ

10.1.Источники и причины возникновения статического электричества

Статическое электричество — это совокупность явлении, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов изделий или на изолированных проводниках. Электростатическое поле (ЭСП) создается при эксплуатации электроустановок, электризации диэлектрических материалов, при работе с сыпучими продуктами и др. В технологических процессах, сопровождающихся трением, измельчением, разбрызгиванием, распылением, фильтрованием и просеиванием веществ, на самих материалах и на оборудовании образуется электрический потенциал, измеряемый тысячами и десятками тысяч вольт. Приобретение телами избыточного заряда связано в большинстве случаев с явлением контактной электризации. При соприкосновении тел, различающихся по температуре, концентрации заряженных частиц, энергетическому состоянию атомов, шероховатости поверхности и другим параметрам, происходит перераспределение между ними электрических зарядов. При этом у поверхности раздела тел на одном из них концентрируются положительные заряды, а на другом — отрицательные. Образуется двойной электрический слой, аналогичный конденсатору.

В процессе разделения контактирующих поверхностей часть зарядов нейтрализуется, а часть сохраняется на телах. Если электропроводность тел мала и процесс разделения происходит достаточно быстро, то величина заряда уменьшается незначительно. Это относится прежде всего к диэлектрикам, удельное объемное электрическое сопротивление которых превышает 108 Ом м. При удалении поверхностей друг от друга емкость уменьшается, поэтому разность потенциалов между телами увеличивается, достигая в ряде случаев очень больших значений.

Изолированные от земли тела, попадая во внешнее электрическое поле, способны приобретать заряд за счет электрической индукции. Особенно опасна индукционная электризация проводящих объектов, так как при разряде с них выделяется большое количество энергии. При транспортировке пневмотранспортом материалов происходит электризация частиц при их соударении друг с другом, а также со стенками технологического оборудования. Чем ниже относительная влажность воздуха, выше дисперсность, удельное электрическое сопротивление материала и кинетическая энергия частиц, тем интенсивнее процесс электризации. Статическое электричество на производстве может вызывать пожары и взрывы, вероятность их возникновения зависит от концентрации горючей смеси и зажигающей способности электрических разрядов.

10.2.Воздействие статического электричества на организм человека

Воздействие статического электричества на человека может проявляться в виде слабого длительно протекающего тока или в форме кратковременного разряда через его тело. Такой разряд вызывает у человека рефлекторное движение, что в ряде случаев может привести к попаданию работающего в опасную зону производственного оборудования и закончиться несчастным случаем. Кроме того, электростатическое поле повышенной напряженности отрицательно влияет на организм человека, вызывая функциональные изменения со стороны центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма.

У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются жалобы на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита, повышенную утомляемость и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.

92

10.3.Нормирование электростатических полей на рабочих местах

Оценка и нормирование электростатических полей осуществляется дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника в смену. Согласно санитарных норм, правил и гигиенических нормативов «Гигиенические требования к электромагнитным полям в производственных условиях» (утв. постановлением Министерства здравоохранения № 69 от 21.06.2010 г.) предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности электростатического поля (Епду) при воздействии 1 час или менее за смену устанавливается равным 60 кВ/м.

В диапазоне напряженностей 20 – 60 кВ/м допустимое время пребывания работников в ЭСП без применения индивидуальных средств защиты (Тдоп) в зависимости от значения напряженности ЭСП (Ефакт). При напряженностях ЭСП, превышающих 60 кВ/м, работа без применения индивидуальных средств защиты запрещается. При напряженностях ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не ограничивается. Для значений (Ефакт) в диапазоне напряженностей 20 – 60 кВ/м допустимое время пребывания работников в ЭСП без средств

где Т- время воздействия, ч.

Измерения напряженности ЭСП проводятся на 3-х уровнях от опорной поверхности с учетом рабочей позы: 0,5 м, 1,0 м и 1,4 м – в позе сидя; 0,5 м, 1,0 м и 1,7 м – в позе стоя. При гигиенической оценке напряженности ЭСП на рабочем месте с ПДУ необходимо сопоставлять наибольшее из всех зарегистрированных значений.

10.4.Методы защиты работающих от электростатических полей

Защита от статического электричества ведется по двум направлениям: уменьшением интенсивности генерации электрических зарядов и устранением уже образовавшихся зарядов, что достигается: заземлением металлических и электропроводных элементов оборудования; увеличением поверхностной и объемной проводимости диэлектриков; применением нейтрализаторов статического электричества; увеличением относительной влажности воздуха до 65-75 %; удалением зон пребывания персонала от источников электростатических полей (ограничение времени).

Одним из распространённых средств защиты от статического электричества является уменьшение генерации электростатических зарядов или их отвод с наэлектризованного материала, что достигается прежде всего заземлением электропроводных частей технологического оборудования. Заземляющие устройства, предназначенные для отвода статического электричества, объединяются с защитными заземляющими устройствами для электрооборудования. Сопротивление заземления для защиты от статического электричества допускается до 100 Ом. Агрегаты, входящие в состав технологической линии, должны иметь между собой надежную электрическую связь, а линию в пределах цеха необходимо присоединять к заземлителю не менее чем в двух местах. Металлические вентиляционные воздуховоды в пределах цеха заземляют через 40—50 м.

Уменьшение интенсивности генерации электрических зарядов при разработке технологических процессов достигается использованием слабоэлектризующихся или неэлектризующихся материалов. Правильный подбор конструкционных материалов для

93