5.5 Защита от воздействия статического электричества и атмосферного электричества

Cтатическое электричество (СЭ) – это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых материалов, веществ, изделий или на изолированных проводниках.

Наиболее ярко способность к электризации проявляется у диэлектрических материалов. Диэлектриками называются такие вещества, в которых не происходит передвижения зарядов под действием электрического поля подобно тому, как это происходит в проводниках. Эти материалы оказывают большое сопротивление прохождению через них электрического тока. Электрические свойства диэлектрика характеризуются удельной объемной емкостью, т.е. способностью единицы объема материала проводить электрический ток. Кроме объемной электропроводности большое значение имеет поверхностная электропроводность материала, которая зависит от наличия на поверхности диэлектрика загрязнений, влаги и температуры окружающей среды.

Величина СЭ зависит от многих факторов: электропроводности, интенсивности взаимодействия частиц, площади контакта частиц при соударении, влажности воздуха и др.

Образование СЭ в промышленности и на транспорте приводит к созданию опасных условий труда. Вредное воздействие СЭ проявляется в возникновении электрических искр и влиянии на обслуживающий персонал [51].

Опасность электрических искр. Электрическая искра сопровождает возникновение электрического разряда, который может возникнуть в процессе электризации при условии достижения напряженностью электрического поля величин, равных электрической прочности диэлектрика или превышающих её. Эта искра может служить причиной воспламенения горючих и взрывоопасных смесей газов, паров и пыли с воздухом.

Воздействие СЭ на обслуживающий персонал. Электризация тела человека происходит при носке одежды из синтетических тканей, работе с наэлектризованными изделиями и материалами. Также накопление зарядов СЭ происходит при изолировании человека от земли и заземленных предметов непроводящей обувью, полами, диэлектрическими перчатками. Накопившееся на людях электричество может стать причиной искрового разряда при контакте с заземленным предметом, энергии которого достаточно для зажигания практически всех газо-, паровоздушных и некоторых пылевоздушных смесей.

Разность потенциалов зарядов СЭ может достигать десятков и сотен тысяч вольт. Ток, проходящий через человека, с учетом малой емкости заряженных предметов и тела человека и большого сопротивления тела человека в обуви составляет десятки – сотни миллиампер. Такой ток опасен только при длительном прохождении через тело человека. При разряде СЭ время прохождения тока составляет несколько миллисекунд и не представляет смертельной опасности. Кратковременные импульсы тока могут вызвать электрические безболезненные или сопровождающиеся болью удары, являющиеся причиной испуга и связанных с ним травм.

В соответствии с Правилами защиты от статического электричества мероприятия по защите от СЭ проводятся во взрыво- и пожароопасных помещениях и зонах открытых установок, а также на участках, где СЭ влияет на технологический процесс и качество продукции.

К методам борьбы с накоплением зарядов статического электричества относятся:

• Установление предельно допустимых параметров безыскровой электризации. К классу электростатической искробезопасности (ЭСИБ) безыскровой электризации относятся объекты с заземленным электропроводящим оборудованием, в которых исключено применение веществ и материалов с удельным сопротивлением более 10⁵ Ом•м и отсутствуют процессы разбрызгивания, распыления, измельчения или диспергирования. Объект, включая цепь заземления, в котором отсутствуют участки с разностью электрических потенциалов свыше 380В, относят к классу ЭСИБ безыскровой электризации. Соблюдение этого требования является обязательным для заземляющих устройств всех объектов или участков объектов из электропроводящих и антистатических материалов, включая заземление человека, средств транспорта и тары.

• Установление предельно допустимых параметров класса ЭСИБ слабой электризации. К классу ЭСИБ слабой электризации относятся объекты с заземленным электропроводным оборудованием, в котором исключено применение веществ и материалов с удельным электрическим сопротивлением более 10⁸ Ом•м и отсутствуют процессы разбрызгивания, измельчения и диспергирования. Соблюдение требований класса ЭСИБ слабой электризации контролируют путем сравнения с допустимыми значениями следующих величин: плотности заряда, плотности тока электризации, электропроводности материала, длительности операции временного интервала между операциями, геометрических характеристик.

• Установление допустимых параметров для класса ЭСИБ сильной электризации. К классу ЭСИБ сильной электризации относят допустимые разряды с линейной плотностью энергии, не превышающей 40% от минимальной линейной плотности энергии зажигания.

Для устранения опасности электростатических зарядов применяются следующие мероприятия:

1. заземление оборудования;

2. повышение относительной влажности воздуха;

3. применение антистатических примесей;

4. ионизация воздуха электрическим полем высокого напряжения и радиоактивным излучением;

5. изменение режима технологического процесса;

• Изменение парамеров технологичекого процесса. При движении по трубам жидких диэлектриков количество образующихся зарядов пропорционально скорости потока и диаметру трубопровода. Уменьшая скорость потока, можно снизить величину заряда, переносимого им в емкость.