Статическое электричество - что это такое, как оно возникает и проблемы, связанные с ним; Школа электротехники: электротехника и электроника - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Большинство устройств имеют несколько валов, поэтому величина заряда и его полярность могут часто меняться. Лучшим способом борьбы со статическим электричеством является размещение его в зоне непосредственно перед проблемным участком. Если нейтрализовать заряд слишком рано, он может накопиться до того, как пленка достигнет проблемной зоны.

Содержание

Статическое электричество – что это такое, как оно возникает и какие проблемы с ним связаны

Статическое электричество возникает, когда внутриатомное или внутримолекулярное равновесие нарушается в результате приобретения или потери электрона. В нормальных условиях атом находится в равновесии благодаря равному количеству положительных и отрицательных частиц – протонов и электронов. Электроны могут легко перемещаться от одного атома к другому. Таким образом, они образуют положительные ионы (где не хватает электрона) или отрицательные ионы (один электрон или атом с дополнительным электроном). Когда этот баланс нарушается, возникают электростатические заряды.

Электрический заряд электрона составляет (-) 1,6 x 10 -19 кулонов. Протон того же размера имеет положительную полярность. Статический заряд в кулонах прямо пропорционален избытку или недостатку электронов, т.е. количеству нестабильных ионов.

Кулон – это основная единица статического заряда, которая описывает количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника за 1 секунду при силе тока в 1 ампер.

Положительному иону не хватает одного электрона, поэтому он может легко принять электрон от отрицательно заряженной частицы. В отличие от этого, отрицательный ион может быть либо одним электроном, либо атомом/молекулой с большим количеством электронов. В обоих случаях есть электрон, который может нейтрализовать положительный заряд.

Как возникает статическое электричество

Основными причинами статического электричества являются:

Контакт между двумя материалами и их разделение (включая трение, намотку/размотку и т.д.).

Быстрые изменения температуры (например, когда материал помещают в печь)

Излучение с высокими значениями энергии, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, сильные электрические поля (не характерны для промышленных операций).

Операции резки (например, на резательных машинах или бумагорезательных машинах).

Индукция (генерация электрического поля статическим зарядом).

Контакт поверхностей и разделение материалов являются, вероятно, наиболее распространенными причинами возникновения электростатического заряда в отраслях, имеющих дело с рулонными и листовыми пластмассами. Статический заряд образуется при разворачивании/прокатывании материалов или при движении различных слоев материалов относительно друг друга.

Этот процесс до конца не изучен, но самое верное объяснение генерации статического электричества в данном случае можно получить по аналогии с плоским конденсатором, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую при разделении пластин:

Результирующее напряжение = начальное напряжение x (конечное расстояние между плитками/начальное расстояние между плитками).

Когда синтетическая пленка касается подающего/приемного вала, низкий заряд, стекающий с материала на вал, вызывает дисбаланс. По мере того, как материал преодолевает зону контакта с валиком, напряжение увеличивается так же, как и для пластин конденсатора при их разделении.

Практика показывает, что амплитуда получаемого напряжения ограничена из-за электрического пробоя, возникающего в зазоре между соседними материалами, проводимости поверхности и других факторов. При выходе пленки из зоны контакта часто слышен легкий треск или искрение. Это происходит, когда электростатический заряд достигает уровня, достаточного для прорыва через окружающий воздух.

До контакта с валом синтетическая пленка электрически инертна, но по мере движения и контакта с подающими поверхностями поток электронов направляется к пленке и заряжает ее отрицательным зарядом. Если ролик металлический и заземлен, его положительный заряд быстро испаряется.

Большинство устройств имеют несколько роликов, поэтому величина заряда и его полярность могут часто меняться. Лучшим способом борьбы со статическим электричеством является размещение его в зоне непосредственно перед проблемным участком. Если нейтрализовать заряд слишком рано, он может накопиться до того, как пленка достигнет проблемной зоны.

Если объект обладает способностью накапливать значительный заряд и если присутствует высокое напряжение, статическое электричество может вызвать серьезные проблемы, такие как искрение, электростатическое отталкивание/притяжение или поражение персонала электрическим током.

Статические заряды могут быть положительными или отрицательными. При использовании постоянного тока (AC) и пассивных разрядников (щеток) полярность заряда обычно не имеет значения.

Проблемы, связанные со статическим электричеством

Электростатические разряды в электронике

Эта проблема требует внимания, поскольку она часто возникает при работе с электронными блоками и компонентами, используемыми в современном измерительном и контрольном оборудовании.

В электронике основная опасность от статического электричества исходит от человека, несущего заряд, и это нельзя недооценивать. Ток разряда выделяет тепло, которое разрушает соединения, разрывает контакты и прерывает пути микропроцессора. Высокое напряжение также разрушает тонкий оксидный слой на полевых транзисторах и других компонентах с покрытием.

Часто компоненты выходят из строя не полностью, что можно считать еще более опасным, поскольку неисправность проявляется не сразу, а в непредсказуемый момент во время работы устройства.

Как правило, при работе с электростатически чувствительными деталями и оборудованием всегда следует принимать меры для нейтрализации заряда, накопленного на теле.

Это, пожалуй, самая распространенная проблема, возникающая на предприятиях по производству и переработке пластмасс, бумаги, текстиля и в смежных отраслях. Это проявляется в том, что материалы меняют свое поведение – слипаются или, наоборот, отталкиваются, прилипают к оборудованию, притягивают пыль, неправильно наматываются на всасывающее устройство и т.д.

Притяжение и отталкивание регулируются законом Кулона, который основан на принципе квадрата противоположностей. В простых терминах это можно выразить следующим образом:

Сила притяжения или отталкивания (в Ньютонах) = Заряд (A) x Заряд (B) / (Расстояние между объектами 2 (в метрах)).

Поэтому интенсивность этого эффекта напрямую зависит от амплитуды статического заряда и расстояния между притягивающимися и отталкивающимися объектами. Притяжение и отталкивание происходит в соответствии с направлением линий электрического поля.

Если два заряда имеют одинаковую полярность, они отталкиваются друг от друга, если противоположную – притягиваются. Если один объект заряжен, он вызывает притяжение, создавая зеркальное отражение заряда на нейтральных объектах.

Пожарный риск

Риск пожара не является проблемой, характерной для всех отраслей промышленности. Однако вероятность возникновения пожара очень высока на полиграфических предприятиях и в других учреждениях, где используются легковоспламеняющиеся растворители.

В опасных зонах наиболее распространенными источниками возгорания являются незаземленное оборудование и движущиеся провода. Если оператор в опасной зоне носит спортивную обувь или ботинки с токопроводящей подошвой, существует риск, что его тело создаст заряд, который может воспламенить растворители. Незаземленные, токопроводящие части машины также представляют опасность. Все, что находится во взрывоопасной зоне, должно быть хорошо заземлено.

Следующая информация содержит краткое объяснение способности статических разрядов вызывать воспламенение в легковоспламеняющихся средах. Важно, чтобы неопытные дилеры знали о типах оборудования, чтобы они не совершили ошибку при выборе оборудования для работы в таких условиях.

Способность разрядов вызывать пожар зависит от многих факторов

тип разряда

тип разряда; – мощность разряда

тип разряда; – мощность разряда; – источник разряда

Энергия разряда

Наличие воспламеняющейся среды (растворители в газовой фазе, пыль или легковоспламеняющиеся жидкости)

Минимальная энергия воспламенения (МЭВ) горючей среды.

Существует три основных типа – искровой разряд, щеточный разряд и скользящий щеточный разряд. Коронный разряд здесь не рассматривается, поскольку он низкоэнергетический и происходит довольно медленно. Коронный разряд в основном безвреден и должен рассматриваться только в местах с очень высоким риском пожара и взрыва.

Обычно он возникает от умеренно проводящего, электрически изолированного предмета. Это может быть человеческое тело, часть машины или инструмент. Предполагается, что вся энергия заряда рассеивается в момент искрения. Если энергия выше, чем МэВ паров растворителя, может произойти воспламенение.

Энергия искры рассчитывается следующим образом: E (в джоулях) = ½ C U2.

Ручной разряд возникает, когда заточенные части оборудования концентрируют заряд на поверхностях диэлектрических материалов, изоляционные свойства которых приводят к накоплению заряда. Ручные разряды имеют меньшую энергию, чем искровые, и поэтому представляют меньший риск воспламенения.

Скользящая разгрузка щеток

Щеточный скользящий разряд возникает при использовании листов или рулонов синтетических материалов с высоким удельным сопротивлением, характеризующихся повышенной плотностью заряда и разной полярностью заряда на каждой стороне полотна. Это явление может быть вызвано трением или напылением порошкового покрытия. Эффект сравним с разрядом плоского конденсатора и может быть столь же опасен, как искровой разряд.

Источник и энергия разряда

Размер и геометрия распределения заряда являются важными факторами. Чем больше объем тела, тем больше энергии в нем содержится. Острые углы увеличивают напряженность поля и поддерживают разряд.

Если объект, удерживающий энергию, плохо проводит электричество, например, человеческое тело, сопротивление объекта ослабит разряд и уменьшит опасность. Для человеческого тела эмпирическое правило гласит, что все растворители с минимальной внутренней энергией воспламенения менее 100 мДж могут воспламениться, несмотря на то, что энергия, содержащаяся в теле, может быть в 2-3 раза больше.

Минимальная энергия зажигания MEV

Минимальная энергия воспламенения растворителей и их концентрация в опасной зоне являются очень важными факторами. Если минимальная энергия зажигания меньше энергии разряда, существует опасность возгорания.

В промышленных условиях риск статического удара привлекает все больше внимания. Это связано со значительным повышением требований к охране труда и технике безопасности.

Электрический удар, вызванный статическим электричеством, на самом деле не очень опасен. Это просто неприятно и часто вызывает острую реакцию.

Существуют две распространенные причины статических ударов:

Если человек находится в электрическом поле и держит в руках заряженный предмет, например, рулон пленки, возможно, что его тело зарядится.

Заряд остается в теле оператора, который носит обувь с изолирующей подошвой, до тех пор, пока он не коснется заземленного устройства. Заряд падает на землю и ранит человека. Это также происходит, когда оператор прикасается к заряженным предметам или материалам – из-за изолирующей обуви заряд накапливается в теле. Когда оператор прикасается к металлическим частям оборудования, заряд может стекать с них и вызывать поражение электрическим током.

Когда люди ходят по синтетическим коврам, в результате соприкосновения ковра с обувью возникает электростатический заряд. Электротравмы, от которых страдают водители, выходящие из автомобиля, вызваны зарядом между сиденьем и одеждой водителя, когда оно поднимается вверх. Решением этой проблемы является прикосновение к металлической части автомобиля, например, к дверной раме, перед тем как поднять сиденье. Это позволяет заряду безопасно стекать на землю через кузов автомобиля и его шины.

Электротравма, вызванная оборудованием

Этот тип поражения электрическим током возможен, но встречается гораздо реже, чем поражение током, вызванное материалом.

Если на катушке обмотки имеется значительный заряд, может случиться так, что пальцы оператора сконцентрируют заряд до такой степени, что он достигнет точки перегиба и произойдет разряд. Кроме того, если незаземленный металлический предмет находится в электрическом поле, он может зарядиться индуцированным зарядом. Поскольку металлический предмет проводит электричество, наведенный заряд разрядится на человека, который прикоснется к этому предмету.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Основные причины возникновения статического электричества следующие:

История явления

Ах, какими впечатляющими и увлекательными были эти эксперименты! Как очаровательно кричали и бледнели дамы, когда видные ученые демонстраторы высекали длинные сине-фиолетовые искры из разряженных кавалеров, когда простым поднятием рук воспламеняли спирт и горсти пороха, когда десятки держащихся за руки кавалеров получали оглушительный удар, стоило только двум крайним прикоснуться к безобидной на первый взгляд стеклянной банке…..

Все эти поразительные эффекты производились до смешного простыми средствами: стеклянная палочка терлась о сухой мех, вращающиеся стеклянные шары и цилиндры терлись о руки людей, изолированных от пола. Всеобщее увлечение электричеством, полученным в результате трения во второй половине XVIII века, можно сравнить только с энтузиазмом, вызванным столетием ранее открытием атмосферного давления.

Из определения следует, что статическое электричество как эффект является опасным явлением, угрожающим здоровью и практической деятельности каждого человека. Для того чтобы понять и осознать его природу, необходимо вспомнить, что все известные нам вещества состоят из молекул, а эти молекулы состоят из мельчайших частиц, называемых атомами. В их центре находится ядро с протонами и нейтронами, а вокруг него на разных орбитах вращаются группы электронов. Общий заряд этих частиц такой же, как и у протонов, поэтому атом в целом нейтрален.

Даже самые трезвые ученые поддались всеобщему опьянению. Как когда-то они пытались свести все к действию атмосферного давления, так теперь им удалось увидеть проявление электричества и во вращении планет вокруг Солнца, и в возникновении землетрясений, и в течении многих болезней. Не случайно 1750 – 1780 годы вошли в историю физики как “период электричества от трения”.

Конец этого периода ознаменовался “созданием устройства, которое по своему действию похоже на банку с воронкой… но работает непрерывно, т.е. его заряд возобновляется каждый раз, когда он разряжается”. И вот в 1799 году А. Вольта описал свою электрическую батарею – великое изобретение, которое радикально изменило весь ход исследований в области электричества.

Полюс Вольта, позволивший получать относительно большие токи при низких напряжениях, обратил внимание ученых на магнитные, механические и тепловые эффекты электрического тока, которые к концу 19 века уже были в центре внимания всей электротехники. Однако только в 20 веке вновь возник интерес к некогда пренебрегаемому “электричеству трения”. И причиной этого возрождения стало важное изобретение на рубеже веков – коронный разряд …

Внимание! Для взрыва паров бензина достаточно 300 вольт, для горючих газов – 3 киловольта, а для горючей пыли – около 5 киловольт.

Опасность от статического электричества

Накопленное статическое электричество представляет наибольшую опасность в промышленных условиях. Легковоспламеняющийся материал может внезапно воспламениться от искры, возникшей в результате контакта оператора с оборудованием на земле, после чего может последовать взрыв. Энергия электростатического разряда иногда составляет около 1,4 джоуля – более чем достаточно, чтобы привести смеси пыли, пара, газа и воздуха, присутствующие в любом легковоспламеняющемся веществе, в состояние воспламенения. Согласно ГОСТу, наибольшая энергия накопленных зарядов на поверхности промышленного объекта не должна превышать 40 процентов от наименьшей энергии воспламенения материала.

Во время выполнения определенных технологических операций, напр:

обработка и транспортировка песка в грузовиках;
перекачка топлива по трубопроводам;
перекачка спирта, бензола, эфира в незаземленные резервуары на высокой скорости;
Электрические потенциалы от 3 до 80 кВ возникают во время работы конвейеров и т.д.

Обратите внимание! 300 В достаточно для взрыва паров бензина, 3 киловольта для горючих газов и около 5 киловольт для горючей пыли.

Статика также негативно влияет на все точные и сверхточные приборы, оборудование радиосвязи, вызывает серьезные проблемы в работе автоматики и телемеханики. Многие детали сложных электронных устройств просто не рассчитаны на такое высокое напряжение, создаваемое статическим разрядом. Это повреждает эти детали, в результате чего устройства теряют точность.

Заряженные частицы также могут накапливаться на людях, если они носят обувь с непроводящей подошвой, шерстяную, шелковую или синтетическую одежду. Электризация происходит в результате движения (если земля не является проводящей) и взаимодействия с диэлектрическими объектами.

Воздействие электростатических зарядов на организм человека происходит в виде длительного низковольтного электрического тока или кратковременного разряда, который вызывает легкое и не всегда приятное покалывание на коже (иногда описываемое как умеренное или даже сильное укалывание). В целом, такое воздействие потенциала, не превышающего 7 джоулей, считается безвредным для здоровья, но даже слабый разряд тока может привести к рефлекторному сокращению мышц, что может вызвать различные производственные травмы (защемление в рабочих зонах машин, захват частей тела или одежды незащищенными движущимися частями машин, падения с высоты).

Если рассматривать воздействие статического электричества на организм человека на клеточном уровне, то нервно-рефлекторный механизм вызывает раздражение нейронов кожи и мельчайших капилляров. Это приводит к изменению ионного состава тканей нашего организма, что проявляется в виде повышенной дневной усталости, постоянной раздражительности, нарушении режима сна и других проблемах в функционировании центральной нервной системы. Общая производительность снижается. Постоянное воздействие статического электричества может вызвать спазм кровеносных сосудов и привести к брадикардии – снижению скорости сокращения сердечной мышцы и повышению артериального давления.

На молекулярном уровне напряжения возникают при столкновении поверхностей различных материалов, когда ионы и электроны с поверхности начинают перераспределяться. Чем больше поверхность и прилагаемые силы, тем выше степень электризации.

Основная опасность – неконтролируемый удар током. В быту это практически безвредно: например, снятие шерстяного джемпера может ударить человека током, но сила этого заряда будет очень мала.

Длительное воздействие высоковольтных электрических полей может вызвать такие проблемы со здоровьем, как головные боли, нарушения сна, раздражительность, расстройства сердечно-сосудистой и нервной систем.

Достаточно сильный разряд может вызвать пожар

Опасность статического электричества гораздо выше при производстве и транспортировке легковоспламеняющихся веществ: при слишком сильном разряде они могут взорваться или загореться. Например, пыль от диэлектрических материалов может скапливаться в вентиляционных и вытяжных каналах, которые могут легко воспламеняться и вспыхивать из-за постоянного притока воздуха. Электричество может накапливаться в автомобиле при откачке или сливе жидкостей, или даже брызг во время движения.

Важно! Хорошо “заземлиться” дома, например, ходить босиком.

Если объект с энергией не проводит электронный ток идеально, например, человеческое тело, сопротивление объекта будет подавлять разряд и уменьшать опасность. В случае с человеческим телом действует эмпирическое правило: считайте, что любой растворитель с внутренней низкой энергией воспламенения менее 100 мДж может воспламениться, даже если энергия, содержащаяся в теле, может быть в 2-3 раза выше.

Статическое электричество – что это такое, как оно возникает и связанные с ним проблемы

Статическое электричество возникает, когда внутриатомное или внутримолекулярное равновесие нарушается из-за приобретения или потери электрона. В нормальных условиях атом находится в равновесии благодаря одинаковому количеству положительных и отрицательных частиц – протонов и электронов. Электроны могут просто перемещаться от одного атома к другому. Таким образом, они образуют положительные ионы (где нет электрона) или отрицательные ионы (один электрон или атом с дополнительным электроном). Когда возникает этот дисбаланс, создается статическое напряжение.

Заряд электрона составляет (-) 1,6 x 10-19 кулонов. Протон того же размера имеет положительную полярность. Статический заряд в кулонах прямо пропорционален избытку или недостатку электронов, то есть количеству несбалансированных ионов. Кулон – это основная единица статического заряда, определяющая количество электрической энергии, проходящей через поперечное сечение проводника за 1 секунду при силе тока в 1 ампер.

Положительный ион не имеет ни одного электрона и поэтому может просто принять электрон от отрицательно заряженной частицы. Отрицательный ион, с другой стороны, может быть либо одним электроном, либо атомом/молекулой с огромным количеством электронов. В обоих случаях существует электрон, который может нейтрализовать положительный заряд.

Как создается статическое напряжение

Основными условиями, необходимыми для создания статического напряжения, являются:

1. контакт между двумя материалами и их отделение друг от друга (включая трение, намотку/размотку и т.д.).

2. быстрые изменения температуры (например, когда материал помещают в духовку).

3. излучение самой высокой энергии, УФ-излучение, рентгеновские лучи, сильные электронные поля (редко встречаются в промышленных приложениях).

4. операции резки (например, резальные машины или бумагоделательные машины).

5. самонаведение (электронное поле, индуцированное статическим зарядом).

Контакт поверхностей и разделение материалов могут быть наиболее распространенными причинами статического напряжения в промышленности по обработке рулонной и листовой пленки. Статические заряды образуются при разворачивании/прокатывании материалов или при перемещении различных слоев материалов относительно друг друга. Этот процесс до конца не изучен, но более верное объяснение генерации статического напряжения в данном случае можно получить по аналогии с планарным конденсатором, где механическая энергия преобразуется в электронную при разделении пластин:

Когда синтетическая пленка касается подающего/приемного ролика, низкий заряд, стекающий с материала на ролик, вызывает дисбаланс. По мере того, как материал преодолевает зону контакта с валиком, напряжение увеличивается так же, как и для пластин конденсатора при их разделении.

Практика показывает, что амплитуда результирующего напряжения ограничена из-за распада электронов, происходящего в зазоре между соседними материалами, поверхностной проводимости и других причин. Нередко при выходе пленки из зоны контакта слышен слабый треск или искрение. Это происходит, когда статический заряд достигает уровня, достаточного для разрушения окружающего воздуха. До контакта с валом синтетическая пленка электрически инертна, но по мере ее движения и контакта с подающими поверхностями поток электронов направляется к пленке и заряжает ее отрицательным зарядом. Если ролик железный и заземлен, его положительный заряд быстро испаряется.

Большинство устройств имеют несколько роликов, поэтому величина заряда и его полярность часто могут различаться. Лучшим методом борьбы со статическим зарядом является четкое определение его на участке непосредственно перед проблемной зоной. Если нейтрализовать заряд на ранней стадии, он может всплыть до того, как пленка достигнет этой проблемной зоны.

Теоретически возникновение статического заряда можно проиллюстрировать с помощью простой электронной схемы: C действует как конденсатор, накапливающий заряд, подобно батарее. Обычно это поверхность материала или изделия.

R – это сопротивление, которое может подавить заряд материала/механизма (обычно при слабой циркуляции тока). Если материал является проводником, то заряд стекает на землю и не создает шума. Если материал является изолятором, заряд не может стекать, и возникают трудности. Искровой разряд происходит, когда напряжение накопленного заряда достигает порогового значения.

Электрический заряд – это заряд, создаваемый, например, при скольжении пленки по валу. Заряд тока заряжает конденсатор (объект) и увеличивает его напряжение U. Когда напряжение увеличивается, ток течет через сопротивление R. Равновесие будет достигнуто, когда зарядный ток станет равным току, циркулирующему через сопротивление замкнутого контура. (Закон Ома: U = I x R).

Если объект обладает способностью накапливать значительный заряд и если присутствует высокое напряжение, статическое напряжение приводит к серьезным проблемам, таким как искрение, электростатическое отталкивание/притяжение или поражение электрическим током персонала.

Статические заряды могут быть положительными или отрицательными. Для разрядников постоянного тока (AC) и пассивных разрядников (щеток) полярность заряда обычно не имеет значения.

Трудности, связанные со статическими напряжениями

Существует 4 основные области:

Электростатические разряды в электронике

Это проблема, которую следует изучить, поскольку она часто возникает в связи с электрическими компонентами, используемыми в современных измерительных и управляющих устройствах.

В электронике основная опасность от статического электричества исходит от человека, несущего заряд, и с ним нельзя играть. Ток разряда выделяет тепло, которое разрушает соединения, разрывая контакты и разрывая пути микропроцессора. Высочайшее напряжение также разрушает тонкий оксидный слой на полевых транзисторах и других компонентах с покрытием.

Нередки случаи полного отказа компонентов, что можно считать еще более опасным, поскольку неисправность возникает не сразу, а в непредсказуемый момент в процессе эксплуатации.

Как правило, при работе с электростатически чувствительными деталями и оборудованием всегда следует принимать конструктивные меры для нейтрализации заряда, накопленного на теле человека. Более подробную информацию см. в документах стандарта Euro CECC 00015.

Это может быть более распространенной проблемой, возникающей в компаниях, которые создают и перерабатывают пластмассы, бумагу, текстиль и в смежных отраслях. Это проявляется в том, что материалы без помощи других меняют свое поведение – слипаются или наоборот, отталкиваются, прилипают к оборудованию, притягивают пыль, неправильно наматываются на приемное устройство и т.д.

Притяжение и отталкивание регулируются законом Кулона, который основан на принципе обратного квадрата. Это выражается следующим образом:

Сила притяжения или отталкивания (в Ньютонах) = Заряд (A) x Заряд (B) / (Расстояние между объектами 2 (в метрах)).

Из этого следует, что интенсивность этого эффекта напрямую зависит от амплитуды статического заряда и расстояния между притягивающимися и отталкивающимися объектами. Притяжение и отталкивание происходят в направлении линий электронного поля.

Если два заряда имеют одинаковую полярность, они отталкиваются друг от друга; если они имеют противоположную полярность, они притягиваются друг к другу. Если один объект заряжен, он будет стимулировать притяжение, создавая зеркальное отражение заряда на нейтральных объектах.

Пожарный риск

Риск возникновения пожара характерен не для всех отраслей промышленности. Однако в типографиях и других помещениях, где используются легковоспламеняющиеся растворители, вероятность возникновения пожара очень высока.

Во взрывоопасных зонах незаземленное оборудование и движущиеся провода являются более частыми источниками воспламенения. Если оператор в опасной зоне носит спортивную обувь или ботинки с токопроводящей подошвой, существует риск, что его тело создаст заряд, который может воспламенить растворители. Незаземленные, токопроводящие части машины также представляют опасность. Все, что находится во взрывоопасной зоне, должно быть идеально заземлено.

Следующая информация содержит краткое объяснение способности статических разрядов стимулировать воспламенение в легковоспламеняющихся средах. Неопытным дилерам важно заранее ознакомиться с типами оборудования, чтобы не допустить ошибок при выборе оборудования для работы в таких условиях.

Способность разряда вызвать пожар зависит от многих факторов
– тип разряда
– мощность разряда;
– источник разряда;
– Энергия разряда;
– Наличие легковоспламеняющейся среды (растворители в газовой фазе, пыль или легковоспламеняющиеся жидкости)
– Низкая энергия воспламенения (LEL) горючей среды.

Существует три основных типа – искровой разряд, щеточный разряд и скользящий щеточный разряд. Коронный разряд в данном случае не рассматривается, поскольку он низкоэнергетический и происходит довольно медленно. Коронный разряд безопасен в большинстве случаев, его следует рассматривать только в зонах с очень высоким риском пожара и взрыва.

Обычно он возникает от однородно проводящего, электрически изолированного объекта. Это может быть человеческое тело, часть машины или инструмент. Предполагается, что вся энергия заряда рассеивается в момент искрения. Если энергия паров растворителя выше МэВ, может произойти воспламенение.

Энергия искры рассчитывается следующим образом: E (в джоулях) = ½ C U2.

Щеточный разряд возникает, когда заточенные части оборудования концентрируют заряд на поверхностях диэлектрических материалов, изоляционные свойства которых приводят к накоплению заряда. Щеточные разряды имеют меньшую энергию, чем искровые, и поэтому представляют наименьшую опасность воспламенения.

Скользящая разгрузка щеток

Щеточный скользящий разряд возникает на листах или рулонах синтетических материалов с самым высоким удельным сопротивлением, характеризующихся повышенной плотностью заряда и разной полярностью заряда на каждой стороне полотна. Это явление может быть вызвано трением или напылением порошкового покрытия. Эффект сравним с разрядом плоского конденсатора и может быть столь же опасен, как искровой разряд.

Источник разряда и энергии

Размер и геометрия дисперсии заряда являются необходимыми факторами. Чем больше объем тела, тем больше энергии в нем содержится. Острые углы увеличивают напряженность поля и поддерживают разряд.

Если объект, удерживающий энергию, не является идеально проводящим, например, человеческое тело, сопротивление объекта ослабит разряд и уменьшит опасность. Эмпирическое правило для человеческого тела заключается в том, что любой растворитель с внутренней низкой энергией воспламенения менее 100 мДж может воспламениться, даже если энергия, содержащаяся в теле, может быть в 2-3 раза выше.

Низкая энергия зажигания MEV

Низкая энергия воспламенения растворителей и их концентрация в опасной зоне являются очень важными факторами. Если низкая энергия зажигания меньше энергии разряда, существует опасность возгорания. Поражение электрическим током

Риск статических ударов стал объектом повышенного внимания в промышленных условиях. Это связано со значительным повышением требований к охране труда и технике безопасности.

Электрический удар, вызванный статическим электричеством, на самом деле не особенно опасен. Это просто неприятно и часто вызывает бурную реакцию.

Существуют две общие предпосылки для возникновения статического удара:

Если человек находится в электронном поле и держит в руках заряженный предмет, например, рулон пленки, возможно, что его тело зарядится.

Заряд остается в теле оператора, который носит обувь с изолирующей подошвой, до тех пор, пока он не коснется заземленного устройства. Заряд падает на землю и ранит человека. Это также происходит, когда оператор прикасается к заряженным предметам или материалам – изолирующие ботинки вызывают накопление заряда в теле. Когда оператор прикасается к железным частям оборудования, заряд может стекать с них и вызывать поражение электрическим током.

Когда люди ходят по синтетическим коврам, при соприкосновении ковра с обувью возникает электростатический заряд. Электротравмы, от которых страдают водители, выходящие из автомобиля, вызваны зарядом между сиденьем и одеждой водителя, когда оно поднимается вверх. Решение этой проблемы заключается в том, чтобы, прежде чем подняться с места, прикоснуться к железной части автомобиля, например, к дверной раме. Это позволяет заряду безопасно стекать на землю через кузов автомобиля и его шины.

Электротравма, вызванная оборудованием

Такой вид поражения электрическим током вполне вероятен, хотя он случается гораздо реже, чем поражение током, вызванное материалом.

Если на катушке обмотки имеется значительный заряд, иногда случается, что пальцы оператора концентрируют этот заряд до такой степени, что он достигает точки перегиба и происходит разряд. Кроме того, если железный незаземленный предмет находится в электронном поле, он может зарядиться индуцированным зарядом. Поскольку железный предмет является проводником, наведенный заряд разрядится на человека, который прикоснется к предмету.

Простой пример: ношение одежды из синтетических тканей. Из-за трения о тело и последующего создания электростатических зарядов ткань начинает плотно прилипать к телу и не позволяет придать наряду желаемый вид. Единственное возможное решение в этой ситуации – распылить на него специальное средство под названием “антистатик”. Это единственный способ снять избыточный заряд с синтетического материала.

Личная защита и меры по устранению последствий

Электростатическая защита – это необходимая мера, без которой невозможно обойтись в современной жизни. Для снижения риска воздействия статического электричества был разработан ряд эффективных и действенных методов. Прежде всего, правильный выбор одежды для повседневной носки, в основе которой лежат натуральные ткани, такие как хлопок, лен и подобные несинтетические волокна. Если это невозможно, следует использовать современные, специально разработанные электростатические удалители.

Самый простой способ защиты от электрических явлений при ношении одежды – это использование антистатических составов, которые снимают заряд с поверхности тканого материала.

Очень распространены специальные моющие средства, которые содержат особые добавки для нейтрализации электростатического эффекта.

Избавиться от статического электричества помогает правильный подход к выбору обуви, которую носят каждый день, что не менее важно, чем правильный выбор ткани для одежды. Чтобы прояснить вопрос защиты человеческих ног, важно помнить, что свободные заряды, которые всегда присутствуют в земле, легче накапливаются на резиновых поверхностях. Если для постоянного ношения выбрана обувь с кожаной подошвой, то меньше причин для электростатики от земли.

Специальная обувь предусмотрена на всех предприятиях, где работники заняты в производстве точного и дорогостоящего электрооборудования и компонентов. Это помогает защитить современные микропроцессоры и другие электронные компоненты от случайных сбоев из-за статического электричества.

Хорошо известно, что вода и влажная среда являются проводниками электрических зарядов и поэтому обычно не скапливаются на влажных поверхностях. Вышеуказанное лечение осуществляется путем нанесения специальных растворов и лосьонов на кожу рук и тела. Лучше всего это делать непосредственно перед тем, как одеться, а затем увлажнять открытые участки тела в течение всего рабочего дня. Если на одежде, носимой дома, скопилось много заряда, рекомендуется замочить ее на короткое время, а затем тщательно высушить на улице.

Статическое электричество само по себе является естественной опасностью, которая может привести ко многим нежелательным последствиям и даже серьезным заболеваниям. Поэтому не только в промышленных масштабах, но и в бытовых условиях он рассматривается более подробно.

Читайте далее: