Меры защиты от статического электричества
Перейти к содержимому

Меры защиты от статического электричества

  • автор:

Правила защиты от статического электричества на производстве

Средства защиты делятся на групповые и индивидуальные.

  • Заземление (сопротивление заземляющего устройства, предназначенного для защиты только от статического электричества по этому ГОСТу должно быть не более 100 Ом);
  • Нейтрализаторы (обеспечивают ионизацию поверхности или среды различными способами)
  • Индукционный (путем воздействия поля электростатических зарядов);
  • Высоковольтный (путем подачи высокого напряжения на электроды);
  • Лучевой (под воздействием излучения ультрафиолетового, радиоактивного, лазерного, теплового);
  • Радиоизотопный (ионизация воздушной среды радиоактивными источниками);
  • Аэродинамический (ионизированная среда подается к поверхности потоками воздуха).
  • Увлажняющие устройства
  • Антиэлектростатические вещества (от их воздействия должно снижаться удельное объемное электрическое сопротивление Rоб материала до 107 Ом*м, а удельное поверхностное Rп — до 109 Ом; содержание паров антистатиков на производстве не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК) по ГОСТ 12.1.005-88);
  • Экранирующие устройства (должны быть заземлены согласно ПУЭ).
  • Спецодежда (Rп < 107 Ом; R между землей и токопроводящей поверхностью одежды должно быть в пределах 106-108 Ом);
  • Спецобувь (сопротивление между подпятником и ходовой стороной подошвы 106-108 Ом). применяется совместно с рассеивающим напольным покрытием;
  • Кольца и браслеты (R между человеком и землей — 106-107 Ом);
  • Средства защиты рук.

В данном нормативе вводится такой термин как искробезопасность. Для каждого объекта определяется величина энергии разряда статического электричества, которая может возникнуть на объекте W и минимальная энергия зажигания веществ и материалов Wmin.

  • Электростатические величины: удельное объемное и поверхностное электрическое сопротивление, относительная диэлектрическая проницаемость, постоянная времени релаксации электрических зарядов;
  • Геометрические параметры;
  • Динамические характеристики процессов: скорость движения соприкасающихся сред или тел, величины взаимного давления тел, скорость деформации тел.
  • Параметры ОС: температура, давление, влажность, содержание аэрозолей, пыли, различных веществ.

Согласно ГОСТу необходимо разработать и внедрить программу управления ЭСР (электростатическими разрядами): базовую или комплексную.

  • Заземляемые рабочие поверхности;
  • Антистатические браслеты для персонала;
  • Защитная упаковка для перемещения ЧЭСР-компонентов между процессами.
  • Заземление персонала через обувь и напольное покрытие;
  • Заземленная защитная одежда;
  • Ионизация воздуха на рабочем месте.
  • Меньше 60 кВ/м до 1 часа;
  • Меньше числа, равного 60 умножить на корень из времени пребывания в часах (1-9 часов);
  • Если меньше 20 кВ/м, то время пребывания не нормируется.

Средства защиты от статического электричества

Средства защиты от статического электричества – совокупность приспособлений для предотвращения опасности вредного воздействия и возгорания среды или материалов разрядов статического электричества. Пожарная опасность статического электричества обусловлена возможностью зажигания горючих смесей искровыми электростатическими разрядами, которые не представляют опасности, если энергия разрядов ниже минимальной энергии зажигания (МЭЗ) применяемых в технологическом процессе горючих смесей.
Защите от накопления зарядов статического электричества, связанного с функционированием различных объектов, подлежат оборудование, машины, аппараты, в которых возможно взаимодействие жидких и (или) твёрдых горючих веществ, приводящее к их электризации. К этому могут приводить следующие операции: слив, налив, фильтрация и разбрызгивание жидкостей, транспортирование продуктов нефтепереработки, деформация, дробление, кристаллизация и испарение веществ, пневмотранспорт сыпучих материалов, истечение пара, воздуха или газа, содержащих капли конденсированной влаги или твёрдые частицы, перемещение автомобильного и внутрицехового транспорта; движение приводных ремней, и т.п. Системы защиты оборудования и объектов от опасного накопления зарядов статического электричества должны быть автономными от систем молниезащиты (см. Статическое электричество, Средства защиты от атмосферного электричества). Мероприятия по защите от статического электричества должны осуществляться во взрыво- и пожароопасных зонах помещений и зонах наружных технологических установок, отнесенных по ПУЭ к классам: В-1, В-1а, В-1б, В-1г, В-II, В-IIа, II-I, II-II, II-IIа, II-III.

Возникновение искровых разрядов статического электричества с оборудования, его элементов и перерабатываемых веществ и материалов может быть предотвращено заземлением всех металлических и электропроводных неметаллических частей технологического оборудования; уменьшением: удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления, скорости относительного перемещения находящихся в контакте тел, слоёв жидкости или сыпучих материалов, а также интенсивности диспергирования жидкостей и скорости деформации твердых тел; применением нейтрализаторов статического электричества, увлажняющих и экранирующих устройств. Для предотвращения образования внутри герметичного оборудования горючей среды необходимо поддерживать состав рабочей среды вне области воспламенения, применять ингибирующие и флегматизирующие добавки, использовать автоматические системы контроля и регулирования параметров процесса и герметичности оборудования.

Литература: Полов Б.Г Верёвкин В.Н., Бондарь В.А., Горшков В.И. Статическое электричество в химической промышленности. Л., 1971;

Захарченко В.В., Крячко Н.И., Мажара Е. Ф. и др. Электризация жидкостей и её предотвращение. М., 1975

Поделиться:
Другие разделы портала

img

История возникновения и развития пожарной охраны в регионе. Интересные факты, архивные фотографии и документы. Музеи и памятные места. Ветераны и династии пожарных. Виртуальные экскурсии и фотоальбомы.

img

Культура безопасности для населения

Культура безопасности для населения

Пожары всегда были и остаются страшным бедствием. Наиболее опасны среди них бытовые пожары, которые зачастую приводят к человеческим жертвам. Именно в них пострадавшие получают сильнейшие ожоги и травмы, остаются без крова и средств к существованию.

Защита от статического электричества в быту и на производстве

Повседневная деятельность любого человека связана с его перемещением в пространстве. При этом он не только ходит пешком, но и ездит на транспорте.

Во время любого движения происходит перераспределение статических зарядов, изменяющих баланс внутреннего равновесия между атомами и электронами каждого вещества. Он связан с процессом электризации, образованием статического электричества.

У твердых тел распределение зарядов происходит за счет перемещения электронов, а у жидких и газообразных — как электронов, так и заряженных ионов. Все они в комплексе создают разность потенциалов.

Причины образования статического электричества

Наиболее распространенные примеры проявления сил статики объясняют в школе на первых уроках физики, когда натирают стеклянные и эбонитовые палочки о шерстяную ткань и демонстрируют притяжение к ним мелких кусочков бумаги.

Также известен опыт по отклонению тонкой струи воды под действием статических зарядов, сконцентрированных на эбонитовом стержне.

Отклонение струи под воздействием статического поля

В быту статическое электричество проявляется чаще всего:

  • при ношении шерстяной или синтетической одежды;
  • хождении в обуви с резиновой подошвой или в шерстяных носках по коврам и линолеуму;
  • пользовании пластиковыми предметами.

Источники накопления статического электричества

  • сухой воздух внутри помещений;
  • железобетонные стены, из которых выполнены многоэтажные здания.

Как создается статический заряд

Обычно физическое тело содержит в себе равное количество положительных и отрицательных частиц, за счет чего в нем создан баланс, обеспечивающий его нейтральное состояние. Когда оно нарушается, то тело приобретает электрический заряд определённого знака.

Под статикой подразумевают состояние покоя, когда тело не движется. Внутри его вещества может происходить поляризация — перемещение зарядов с одной части на другую или перенос их с рядом расположенного предмета.

Электризация веществ происходит за счет приобретения, удаления или разделения зарядов при:

  • взаимодействии материалов за счет сил трения или вращения;
  • резком температурном перепаде;
  • облучении различными способами;
  • разделении или разрезании физических тел.

Электрические заряды распределяются по поверхности предмета или на удалении от нее в несколько междуатомных расстояний. У незаземленных тел они распространяются по площади контактного слоя, а у подключенных к контуру земли стекают на него.

Приобретение статических зарядов телом и их стекание происходит одновременно. Электризация обеспечивается тогда, когда тело получает бо́льший потенциал энергии, чем расходует во внешнюю среду.

Из этого положения вытекает практический вывод: для защиты тела от статического электричества необходимо с него отводить приобретаемые заряды на контур земли.

Способы оценки статического электричества

Физические вещества по способности образовывать электрические заряды разных знаков при взаимодействии трением с другими телами, характеризуют по шкале трибоэлектрического эффекта. Часть их показана на картинке.

Материалы с трибоэлектрическим эффектом

В качестве примера их взаимодействия можно привести следующие факты:

  • хождение в шерстяных носках или обуви с резиновой подошвой по сухому ковру может зарядить человеческое тело до 5÷-6 кВ;
  • корпус автомобиля, едущего по сухой дороге, приобретает потенциал до 10 кВ;
  • ремень привода, вращающий шкив, заряжается до 25 кВ.

Как видим, потенциал статического электричества достигает очень больших величин даже в бытовых условиях. Но он не причиняет нам большого вреда потому, что не обладает высокой мощностью, а его разряд проходит через высокое сопротивление контактных площадок и измеряется в долях миллиампера или чуть больше.

К тому же его значительно уменьшает влажность воздуха. Ее влияние на величину напряжения тела при контакте с различными материалами показано на графике.

Значение напряжений заряда тела человека при контакте с материалами

Из его анализа следует вывод: во влажной среде статическое электричество проявляется меньше. Поэтому для борьбы с ним используют различные увлажнители воздуха.

В природе статическое электричество может достигать огромных величин. При перемещении облаков на дальние расстояния между ними скапливаются значительные потенциалы, которые проявляются молниями, энергии которых бывает достаточно для того, чтобы расколоть вдоль ствола вековое дерево или сжечь жилое здание.

При разряде статического электричества в быту мы чувствуем «пощипывания» пальцев, видим искры, исходящие от шерстяных вещей, ощущаем снижение бодрости, работоспособности. Ток, действию которого подвергается наш организм в быту, отрицательно сказывается на самочувствии, состоянии нервной системы, но он не приносит явных, видимых повреждений.

Производители измерительного промышленного оборудования выпускают приборы, позволяющие точно определить величину напряжения накопленных статических зарядов как на корпусах оборудования, так и на теле человека.

Измерители статического напряжения

Как защититься от действия статического электричества в быту

Каждый из нас должен понимать процессы, которые образуют статические разряды, представляющие угрозу для нашего организма. Их следует знать и ограничивать. С этой целью проводятся различные обучающие мероприятия, включая популярные телепередачи для населения.

Замер статического электрическтва на теле человека

На них доступными средствами показываются способы создания статического напряжения, принципы его замера и методы выполнения профилактических мероприятий.

Например, учитывая трибоэлектрический эффект, лучше всего для расчесывания волос использовать расчески из натурального дерева, а не металла или пластика, как делает большинство людей. Древесина обладает нейтральными свойствами и при трении по волосам не образует заряды.

Деревянная расческа не создает электростатику

Для снятия статического потенциала с корпуса автомобиля при его движении по сухой дороге служат специальные ленты с антистатиком, крепящиеся к днищу. Различные их виды широко представлены в продаже.

Снятие статического электричества на автомобиле

Если такой защиты на автомобиле нет, то потенциал напряжения можно снимать кратковременным заземлением корпуса через металлический предмет, например, ключ зажигания автомобиля. Особенно важно выполнять эту процедуру перед заправкой топливом.

Когда на одежде из синтетических материлов накапливается статический заряд, то снять его можно обработкой паров из специального баллончика с составом «Антистатика». А вообще лучше меньше пользоваться подобными тканями и носить натуральные материалы из льна или хлопка.

Обувь с прорезиненной подошвой тоже споосбствует накапливанию зарядов. Достаточно положить в нее антистатические стельки из натуральных материалов, как вредное воздействие на организм будет снижено.

Влияние сухого воздуха, характерного для городских квартир в зимнее время, уже обговорено. Специальные увлажнители или даже небольшие куски смоченной материи, положенные на бытарею, улучшают обстановку, снижают процесс образования статического электричества. А вот регулярное выполнение влажной уборки в помещениях позволяет своевременно удалять наэлектризованные частички и пыль. Это один из лучших способов защиты.

Бытовые электрические приборы при работе тоже накапливают на корпусе статические заряды. Снижать их воздействие призвана система уравнивания потенциалов, подключаемая к общему контуру заземления здания. Даже простая акрилловая ванна или старая чугунная конструкция с такой же вставкой подвержена статике и требует защиты подобным способом.

Как выполняется защита от действия статического электричества на производстве

Факторы, снижающие работоспособность электронного оборудования

Разряды, возникающе при изготовлении полупроводниковых материалов, способны причинить большой вред, нарущить электрические характеристики приборов или вообще вывести их из строя.

В условиях производства разряд может носить случайный характер и зависеть от ряда различных факторов:

  • величин образовавшейся емкости;
  • энергии потенциала;
  • электрического сопротивления контактов;
  • вида переходных процессов;
  • других случайностей.

При этом в начальный момент порядка десяти наносекунд происходит возрастание тока разряда до максимума, а затем он снижается в течение 100÷300 нс.

Характер возникновения статического разряда на полупроводниковый прибор через тело оператора показан на картинке.

Статический разряд через тело человека

На величину тока оказывают влияние: емкость заряда, накопленного человеком, сопротивление его тела и контактных площадок.

При производстве электротехнического оборудования статический разряд может создаться и без участия оператора за счет образования контактов через заземленные поверхности.

Статический разряд через заземленную поверхность

В этом случае на ток разряда влияет емкость заряда, накопленная корпусом прибора и сопротивление образовавшихся контактных площадок. При этом на полупроводник в первоначальный момент одновременно влияют наведенный потенциал высокого напряжения и разрядный ток.

За счет такого комплексного воздействия повреждения могут быть:

1. явными, когда работоспособность элементов уменьшена до такой степени, что они становятся непригодными к эксплуатации;

2. скрытыми — за счет снижения выходных параметров, иногда даже укладывающихся в рамки установленных заводских характеристик.

Второй вид неисправностей обнаружить сложно: они сказываются чаще всего потерей работоспособности во время эксплуатации.

Пример подобного повреждения от действия высокого напряжения статики демонстрируют графики отклонения вольт амперных характеристик применительно к диоду КД522Д и интегральной микросхеме БИС КР1005ВИ1.

Характер изменения вольт амперных характеристик

Коричневая линия под цифрой 1 показывает параметры полупроводниковых приборов до испытаний повышенным напряжением, а кривые с номером 2 и 3 — их снижение под действием увеличенного наведенного потенциала. В случае №3 оно имеет большее воздействие.

Причинами повреждений могут быть действия от:

  • завышенного наведенного напряжения, которое пробивает слой диэлектрика полупроводниковых приборов или нарушает структуру кристалла;
  • высокой плотности протекающего тока, вызывающей большую температуру, приводящую к расплавлению материалов и прожигу оксидного слоя;
  • испытания, электротермотренировки.

Скрытые повреждения могут сказаться на работоспособности не сразу, а через несколько месяцев или даже лет эксплуатации.

Способы выполнения защит от статического электричества на производстве

В зависимости от типа промышленного оборудования используют один из следующих методов сохранения работоспособности или их сочетания:

1. исключение образования электростатических зарядов;

2. блокирование их попадания на рабочее место;

3. повышение стойкости приборов и комплектующих приспособлений к действию разрядов.

Способы №1 и №2 позволяют выполнять защиту большой группы различных приборов в комплексе, а №3 — используется для отдельных устройств.

Высокая эффективность сохранения работоспособности оборудования достигается помещением его внутрь клетки Фарадея — огражденного со всех сторон пространства мелкоячеистой металлической сеткой, подключенной к контуру заземления. Внутри нее не проникают внешние электрические поля, а статическое магнитное — присутствует.

По этому принципу работают кабели с экранированной оболочкой.

Защиты от статики классифицируют по принципам исполнения на:

  • физико-механические;
  • химические;
  • конструкционно-технологические.

Первые два способа позволяют предотвратить или уменьшить процесс образования статических зарядов и увеличить скорость их стекания. Третий прием защищает приборы от воздействия зарядов, но он не влияет на их сток.

Улучшить стекание разрядов можно за счет:

  • создания коронирования;
  • повышения проводимости материалов, на которых накапливаются заряды.

Решают эти вопросы:

  • ионизацией воздуха;
  • повышением рабочих поверхностей;
  • подбором материалов с лучшей объемной проводимостью.

За счет их реализации создают подготовленные заранее магистрали для стекания статических зарядов на контур заземления, исключения их попадания на рабочие элементы приборов. При этом учитывают, что общее электрическое сопротивление созданного пути не должно превышать 10 Ом.

Если материалы обладают большим сопротивлением, то защиту выполняют другими способами. Иначе на поверхности начинают скапливаться заряды, которые могут разрядиться при контакте с землей.

Пример выполнения комплексной электростатической защиты рабочего места для оператора, занимающегося обслуживанием и наладкой электронных приборов, показан на картинке.

Схема применения электростатических защит для рабочего места

Поверхность стола через соединительный проводник и токопроводящий коврик подключена к контуру заземления с помощью специальных клемм. Оператор работает в специальной одежде, носит обувь с токопроводящей подошвой и сидит на стуле со специальным сидением. Все эти мероприятия позволяют качественно отводить скапливающиеся заряды на землю.

Работающие ионизаторы воздуха регулируют влажность, снижают потенциал статического электричества. При их использовании учитывают, что повышенное содержание паров воды в воздухе отрицательно влияет на здоровье людей. Поэтому ее стараются поддерживать на уровне порядка 40%.

Также эффективным способом может быть регулярное проветривание помещения или использование в нем системы вентиляции, когда воздух проходит через фильтры, ионизируется и смешивается, обеспечивая таким образом нейтрализацию возникающих зарядов.

Для снижения потенциала, накапливаемого телом человеком, могут применяться браслеты, дополняющие комплект антистатической одежды и обуви. Они состоят из токопроводящей полосы, которая крепится на руке с помощью пряжки. Последняя подключена к проводу заземления.

При этом способе ограничивают ток, протекающий через человеческий организм. Его величина не должна превышать один миллиампер. Бо́льшие значения могут причинять боль и создавать электротравмы.

Во время стекания заряда на землю важно обеспечить скорость его ухода за одну секунду. С этой целью применяют покрытия пола с малым электрическим сопротивлением.

При работе с полупроводниковыми платами и электронными блоками защита от повреждения статическим электричеством обеспечивается также:

  • принудительным шунтированием выводов электронных плат и блоков во время проверок;
  • использованием инструмента и паяльников с заземлёнными рабочими головками.

Емкости с легковоспламеняющимися жидкостями, расположенные на транспорте, заземляются с помощью металлической цепи. Даже фюзеляж самолета снабжается металлическими тросиками, которые при посадке работают защитой от статического электричества.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Защита от статического электричества

Со статистическим электричеством мы знакомимся ещё в детстве. Снимая зимой свитер в тёмной комнате, даже с закрытыми глазами видим и чувствуем треск от реакции шерсти с волосами. Редкая представительница прекрасного пола в холодный период года, надевая шарф, не вскрикивала от мини разряда тока. А сколько эмоций вызывало касание к стиральной машине или микроволновке и маленькие разряды тока, которыми мы потом хвастались перед друзьями во дворе? Да, статическое электричество сопровождает нас на протяжении всей жизни. Но одно дело – это мелкое бытовое поражение, а другое дело – это серьёзная травма на рабочем месте.

Где встречается статическое электричество?

Статическое электричество широко применяется в перекачивании жидкостей по диэлектрическим трубам, при переливании жидкостей, подверженных горению, в изолированные от земли контейнеры, а также при сушке и просеивании.

Есть и такие виды производств, где статическое электричество применяется в нормах, выше допустимой. Тогда могут произойти различные травмоопасные ситуации. Например, взрывы, пожары, смерть работника, поломка дорогого оборудования, сбой на линии производства, денежные потери предприятия, ложные срабатывания систем производства и многие другие неприятные инциденты. Для предотвращения этого необходимы измерения напряженности электростатического поля.

Какие средства защиты от статического электричества существуют?

Средства защиты от статического электричества призваны защитить работника от поражения его организма этим фактором. Они подразделяются на групповые и индивидуальные.

К групповым средствам защиты от статического электричества относят:

  • Заземление.
  • Нейтрализаторы. Эти средства делятся на лучевые, аэродинамические, высоковольтные, индукционные, радиоизотопные.
  • Устройства для увлажнения.
  • Вещества с антиэлектростатическими свойствами.
  • Экранирующие устройства.

К индивидуальным средствам защиты от статического электричества относят:

  • Специальную одежду.
  • Специальную обувь.
  • Специальные средства для защиты рук.
  • Кольца и браслеты как средства защиты от электричества.

Как защитить работника от статического электричества на рабочем месте?

Для защиты работника от статического электричества на территории работодателя используют целый ряд методов. Основной из них – это обязательное использование средств индивидуальной защиты. Далее следует выполнение всех мер безопасности. Также проводят мероприятия по снижению электростатического заряда с помощью увеличения проводимости тока через материалы и коронирования. Для этого требуется правильный выбор материалов с отличной проводимостью, увеличение поверхностей для работы, ионизирование воздуха рабочей зоны.

Как избавиться от поражения статическим электричеством в быту?

Для того, чтобы не страдать от мини поражений статическим электричеством в бытовых условиях и навсегда избавиться от болевых ощущений от контакта с кожей такого вида электричества следует воспользоваться следующими советами:

  • Пользоваться лаками для волос или спреями с антистатическим эффектом.
  • Отказаться от одежды из синтетики.
  • Стирка одежды с применением соды.
  • Использовать для хранения одежды металлические вешалки.
  • Крепить к одежде металлические булавки.
  • Перед тем, как надеть кофту, положить её в морозильную камеру.
  • Пользоваться деревянными расчёсками.
  • Смазывать руки и кожу лица кремом.

Такие простые советы помогут оградить от воздействия статического электричества и перестать пугаться его треска и боли.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *