31. Статическое электричество и борьба с ним

Статическое электричество — явление, при котором на поверхности и в объёме диэлектриков и полупроводников возникает и накапливается свободный электрический заряд.

Электризация возникает при соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил на их поверхности (из-за различия работы выхода материалов). При этом происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах ещё и ионов) с образованием на соприкасающихся поверхностях электрических слоёв с противоположными знаками электрических зарядов. Фактически атомы и молекулы одного вещества отрывают электроны от другого вещества.

Полученная разность потенциалов соприкасающихся поверхностей зависит от ряда факторов – диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей этих тел, климатических условий. При последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд, а с увеличением расстояния между ними за счет совершаемой работы по разделению зарядов, разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт.

Электрические разряды могут взаимно нейтрализовываться вследствие некоторой электропроводности влажного воздуха. При влажности воздуха более 85% статическое электричество практически не возникает.

Явление статической электризации наблюдается в следующих основных

случаях:

- в потоке и при разбрызгивании жидкостей;

- в струе газа или пара;

- при соприкосновении и последующем удалении двух твердых разнородных тел

(контактная электризация).

У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др.

Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены ГОСТ 12.1.045-84 "Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению Контроля" и Санитарно-гигиеническими нормами допустимой напряженности электростатического поля (№ 1757-77).

Эти нормативные правовые акты распространяются на электростатические поля, создаваемые при эксплуатации электроустановок высокого напряжения постоянного тока и электризации диэлектрических материалов, и устанавливают допустимые уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах персонала, а также общие требования к проведению контроля и средствам защиты.

Меры защиты

При работе с огне- и взрывоопасными материалами электризация является опасным фактором, способным вследствие искрообразования вызвать возгорание или взрыв.

Для борьбы со статическим электричеством в промышленности используют: заземление металлических частей и объёмной проводимости диэлектриков путем введения или обработкой различными электропроводными веществами (графит и др.), применяют также ионизаторы воздуха.

Для отвода статического электричества с тела человека применяют устройство электропроводных полов, используют электропроводную обувь, хлопчатобумажную одежду, антистатические браслеты и др.

Молнии

В результате движения воздушных потоков, насыщенных водяными парами, образуются грозовые облака, являющиеся носителями статического электричества. Электрические разряды образуются между разноименными заряженными облаками или, чаще, между заряженным облаком и землей. При достижении определенной разности потенциалов происходит разряд молнии между облаками или на земле. Для защиты от молний устанавливаются молниеотводы, проводящие разряд напрямую в землю.

Помимо молний, грозовые облака могут вызывать на изолированных металлических предметах опасные электрические потенциалы из-за электростатической индукции.