Защита от статического электричества.

В установке используются вещества и материалы, обладающие диэлектрическими свойствами, что способствует возникновению зарядов статического электричества. Электрические разряды часто являются причиной пожаров и взрывов. Кроме того, из-за статического электричества нарушаются технологические процессы, снижается производительность установки, точность показаний электрических приборов и приборов автоматики.

Когда напряженность электрического поля на поверхности диэлектрика или проводника, определяемая накоплением на них зарядов, достигает критической величины, возникает статический разряд. Для воздуха пробивное напряжение составляет приблизительно 30кВ/см.

Борьба с опасными проявлениями статического электричества ведется предотвращением наложения зарядов и образования взрывоопасных концентраций газов, паров и пыли. Предотвращение опасности электростатических зарядов достигается заземлением оборудования, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией среды, уменьшением опасности статической электризации горючих жидкостей.

Чтобы обезопасить установку от статического электричества, ее необходимо заземлить. Заземление осуществляется в двух местах. Отдельно заземляются баллоны с технологическими газами. Сопротивление заземления не должно превышать 100 Ом. Также во избежание накопления статического заряда металлические части установки, с которыми контактирует оператор, рекомендуется покрывать эмалью, которая препятствует электризации.

Поверхностную проводимость диэлектриков повышают увеличением относительной влажности воздуха и применением антистатических примесей.

Антистатические примеси создают поверхностные пленки на материале с удельным сопротивлением менее 107 Ом см. Рекомендуется применять полупроводниковые керамические покрытия, проводящую резину или антистатические покрытия.

К источникам электризации относятся полы, коврики и дорожки из синтетических материалов, обувь на подошве из материалов с большим сопротивлением, одежда из синтетических материалов и т.д., для защиты людей от статического электричества в помещении, где эксплуатируется установка нанесения тонких пленок, необходимо иметь электропроводящие полы, обувь с электропроводящей подошвой и спецодежду из несинтетических тканей.

Расчет защитного заземления

Заземление какой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземляющим проводником называется проводник,соединяющий заземляемые части с заземлителем.

Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлических соединенных между собой проводников (электродов),находящихся в соприкосновении с землей.

В нашем случае электроустановка в отношении мер электробезопасности выполнена с глухозаземленной нейтралью.

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора,присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Сопротивление заземляющего устройства,к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов или выводы источника однофазного тока,в любое время года должны быть не более2, 4, 8,Ом соответственно при линейных напряжениях660, 380, 220 В источника трехфазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей,а также заземлителей повторных заземлений нулевого провода ВЛ до 1кВ при количестве отходящих линий не менее двух.

При наличии заземления сопротивление изоляции замкнутой на корпус фазы будет определяться в основном сопротивлением заземляющего устройства R3. Поэтому при определении силы тока в цепи человека,прикоснувшегося к аварийному корпусу для сети с глухозаземленной централью получим:

,

где - сопротивление заземления нейтрали,

- сопротивление тела человека;

- сопротивление одиночного заземлителя(нормируемое).

Значение тока примем равным J=1мА. Согласно справочнику по технике безопасности в таблице“характер воздействия электрического тока на организм человека”для токаJ=0.6 – 1.6 мА характер воздействия определен следующим образом: “Начало ощущения – слабый зуд,пощипывание кожи”.

Тогда для получим

,

,

Таким образом,нормируемое значение одиночного заземления принимаем равным: = 2.6 Ом

Ток, проходящий через заземлитель в землю,преодолевает сопротивление называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растеканию.

Оно имеет три слагаемых: сопротивление самого заземлителя,переходное сопротивление между заземлителем и грунтом и сопротивление грунта.Две первых величины очень малы, поэтому ими пренебрегают.

Сопротивление заземлителя растеканию тока должно удовлетворять условию:

Выберем тип заземлителя: стержневой у поверхности земли. Схема заземлителя имеет вид:

d

Сопротивление заземлителя данного вида определяется по формуле:

, ,

где - удельное сопротивление грунта,Ом;

- длина заземлителя, см;

- диаметр заземлителя, см .

Для нашего случая грунтом является глина обычная с сопротивлением (Ом см); 20см; 80 см;тогда в итоге получим:

Ом

Так как, , то вместо одиночного заземлителя применяют группу из нескольких параллельно соединенных заземлителей,расположенных на расстоянии2.5 – 5 м друг от друга.

Количество заземлителей определяют по формуле:

,

где  - коэффициент использования заземлителя, он учитывает снижение проводимости группового заземлителя из-за взаимного экранирования близко расположенных заземлителей.

Так как, отношение , то коэффициент =0.7;

где а – расстояние между заземлителями.

Тогда получим:

,

Длину полосы, соединяющие заземлители, определяем по формуле:

м

Сопротивление растеканию тока токосоединительной полосы определяем следующим образом:

Подставляя исходные данные получим:

Ом

При этом мы учитываем,что см – суммарная длина всех полос; b=80 см – ширина полосы; =Ом см

Определим сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства:

,

где - коэффициент использования соединительной полосы, зависящий от отношения и от числа заземлителей в контуре.

, Ом