Статичното електричество (според GOST 12.1.018) е набор от явления, свързани с появата, запазването и отпускането на свободните електрически зарядвърху повърхността (или в обема) на диелектриците или върху изолирани проводници.

Генериране на статично електричество. Зарядите на статичното електричество се образуват при голямо разнообразие от промишлени условия, но най-често когато един диелектрик се трие в друг или диелектрици срещу метали. Върху триещите се повърхности могат да се натрупват електрически заряди, които лесно се вливат в земята, ако физическото тяло е проводник на електричество и е заземено. Електрическите заряди се задържат върху диелектриците за дълго време, в резултат на което се наричат ​​статично електричество.

Статичното електричество възниква в резултат на сложни процеси, свързани с преразпределението на електрони и йони, когато две повърхности на нехомогенни течни или твърди вещества влязат в контакт, имащи различни атомни и молекулярни сили на повърхностно привличане.

Мярка за наелектризиране е зарядът, притежаван от дадено вещество. Интензивността на образуването на заряди се увеличава с увеличаване на скоростта на движение на материалите, тяхното съпротивление, контактна площ и сила на взаимодействие. Степента на наелектризиране на заредено тяло характеризира неговия потенциал спрямо земята.

При производството често се наблюдава натрупване на заряди на статично електричество при: триене на задвижващи ремъци върху шайби или конвейерни ленти върху валове, особено при подхлъзване; изпомпване на запалими течности през тръбопроводи и пълнене на нефтопродукти в контейнери; движение на прах през въздуховодите; раздробяване, смесване и пресяване на сухи материали и вещества; компресия на два различни материала, единият от които е диелектрик; механична обработка на пластмаси; транспортиране на сгъстени и втечнени газове през тръби и тяхното протичане през отвори, особено ако газовете съдържат фино пулверизирана течност, суспензия или прах; движение на превозни средства, колички на гумени гуми и хора върху сухо изолационно покритие и др.

Силата на тока на електрификация на потока от нефтопродукти в тръбопроводи зависи от диелектричните свойства и кинематичния вискозитет на течността, скоростта на потока, диаметъра и дължината на тръбопровода, материала на тръбопровода, грапавостта и състоянието на вътрешните му стени, температурата на течността. При турбулентен поток в дълги тръбопроводи силата на тока е пропорционална на скоростта на течността и диаметъра на тръбопровода. Степента на електризация на движещите се диелектрични ленти (например конвейерни ленти) зависи от физичните и химичните свойства на контактните материали, плътността на контакта им, скоростта на движение, относителната влажност и др.

Опасност от разряди на статично електричество. Искровите разряди на статично електричество са голяма опасност от пожар и експлозия. Тяхната енергия може да достигне 1,4 J, което е напълно достатъчно за запалване на смеси от пара, прах и въздух от повечето горими вещества. Например, минималната енергия на запалване на ацетоновите пари е 0,25 10-3 J, метана 0,28 10-3, въглеродния окис 8 10-3, дървесното брашно 0,02, въглищата 0,04 J. Следователно, в съответствие с GOST 12.1.018, електростатичната безопасност на обект се счита за постигната само ако максималната енергия на разрядите, които могат да възникнат вътре в обекта или от неговата повърхност, не надвишава 40% от минималната енергия на запалване на вещества и материали .

Електростатичният заряд, който възниква по време на някои производствени процеси, може да достигне няколко хиляди волта. Например, когато пясък и прахови частици се трият в дъното на каросерията, когато автомобилът се движи, се генерира потенциал до 3 kV; при изпомпване на бензин през тръбопровода - до 3,6 kV; при изливане на наелектризиращи течности (етилов алкохол, бензин, бензол, етилов етер и др.) в незаземени резервоари в случай на свободно падане на течна струя в съд, който се пълни и висока скорост на изтичане - до 18 ... 20 kV; при триене на конвейерната лента по вала - до 45 kV; при триене на трансмисионни ремъци в шайби - до 80 kV.

В този случай трябва да се има предвид, че потенциал от 300 V е достатъчен за експлозия на бензинови пари; при потенциална разлика от 3 kV се запалват горими газове, а при 5 kV повечето горими прахове.

Статично електричество може да се натрупва върху човешкото тяло и при носене на дрехи от вълна или изкуствени влакна, при движение по непроводимо подово покритие или в диелектрични обувки, при контакт с диелектрици, достигайки потенциал от 7 kV или повече в някои случаи. Количеството електричество, натрупано върху хората, може да бъде напълно достатъчно за искрово разряд при контакт със заземен обект. Физиологичният ефект на статичното електричество зависи от енергията, освободена по време на разряда и може да се усети под формата на слаби, умерени или силни убождания, а в някои ситуации - под формата на леки, умерени и дори остри конвулсии. Тъй като силата на тока на разряда на статично електричество е незначителна, в повечето случаи такова излагане не е опасно. Въпреки това, рефлексните движения на човек, произтичащи от това явление, могат да доведат до сериозни наранявания поради падане от височина, захващане на гащеризони или отделни части на тялото от незащитени движещи се части на машини и механизми и др.

Статичното електричество може също да наруши нормалното протичане на технологичните процеси, да пречи на работата на електронните устройства за автоматизация и телемеханика и радиокомуникациите.

Мерките за защита от статично електричество се извършват във взриво- и пожароопасни помещения и зони на открити инсталации, свързани с класове B-I, B-I6, B-II и B-IIa. В стаи и зони, които не принадлежат на определени класове, защитата се извършва в онези области на производство, където статичното електричество оказва неблагоприятно влияние върху нормалното протичане на технологичния процес и качеството на продукта.

Мерките за защита срещу статично електричество са насочени към предотвратяване на възникването и натрупването на заряди на статично електричество, създаване на условия за разсейване на зарядите и елиминиране на опасността от вредното им въздействие.

Предотвратяването на натрупването на заряди на статично електричество се постига чрез заземяване на оборудването и комуникациите, където могат да се появят, и всяка система от взаимосвързани машини, съоръжения и конструкции, изработени от метал (пневматични сушилни, смесители, газови и въздушни компресори, мелници, затворени конвейери, устройства за пълнене и източване на течности с ниска електрическа проводимост и др.), са заземени най-малко на две места. Тръбопроводи, разположени успоредно на разстояние до 10 см, са свързани помежду си с метални джъмпери на всеки 25 м. Всички мобилни контейнери, временно разположени под пълнене или източване на втечнени горими газове и запалими течности, са свързани към земята по време на пълнене. Автоцистерните за зареждане с гориво и автоцистерните са заземени с метална верига, като дължината на контакта със земята е най-малко 200 мм.

Намаляването на интензитета на възникване на заряди на статично електричество се постига чрез подходящ избор на скоростта на движение на веществата, изключващ разпръскване, смачкване и разпръскване на вещества, отстраняване на електростатичен заряд, избор на повърхности на триене, пречистване на горими газове и течности от примеси. Безопасните скорости на транспортиране на течни и прахообразни вещества зависят от тяхното специфично обемно електрическо съпротивление ρv. Така че, за течности с ρv ≤ 105 Ohm m, допустимата скорост трябва да бъде не повече от 10 m/s, при 105 Ohm m< pv < 109 Ом· м — до 5 м/с, а при ρv >За всяка течност поотделно се задават скорости от 109 ohm m, но като правило не повече от 1,2 m/s. При подаване на течности към резервоари е необходимо да се изключи тяхното пръскане, пръскане и насилствено смесване. Тръбата за пълнене трябва да бъде удължена до дъното на съда с посоката на струята по стената му. По време на първоначалното пълнене на резервоарите течността се подава със скорост не повече от 0,5 ... 0,7 m / s.

Най-добрият начин за намаляване на интензивността на натрупването на статично електричество в ремъчните задвижвания е да се увеличи електрическата проводимост на ремъците, например чрез зашиване на вътрешната повърхност на ремъка с тънка медна тел в надлъжна посока или чрез смазване на вътрешната му повърхност повърхност с проводими съединения (съдържащи например сажди и графит в тегловно съотношение 1: 2,5 и др.). Трябва да се обърне внимание и на регулирането на напрежението на ремъците и по възможност намаляване на скоростта им до 5 m/s.

Ако не е възможно да се предотврати натрупването на заряди на статично електричество чрез заземяване, тогава трябва да се вземат мерки за намаляване на обема и повърхностното диелектрично съпротивление на обработваните материали. Това се постига чрез повишаване на относителната влажност на въздуха до 65 ... 70%, химическа повърхностна обработка, използване на антистатични вещества, прилагане на електропроводими филми, намаляване на скоростта на движение на зареждащите материали, увеличаване на чистотата на обработката на триещите се повърхности и др.

Ако е невъзможно да се използват средства за защита от статично електричество, се препоръчва неутрализиране на зарядите чрез йонизация на въздуха в местата на тяхното възникване или натрупване. За това се използват специални устройства - йонизатори, които създават положителни и отрицателни йони около електрифициран обект. Йоните, които имат заряд, противоположен на този на диелектрика, се привличат към обекта и го неутрализират. За отстраняване на статичното електричество от човешкото тяло са предвидени проводими подове или заземени зони, работни платформи, стълбищни парапети, дръжки за инструменти и др.; осигурете на работниците проводими обувки със съпротивление на подметката не повече от 108 ома, както и антистатични гащеризони.

Изучаването на проблема със статичното електричество е причинено от нарастващото използване на полимерни материали, синтетични тъкани и влакна, които могат да натрупват големи заряди на статично електричество по време на обработка или работа. Вредното проявление на статичното електричество води до различни последици:

- първо, при високи потенциали на статично електричество, достигащи десетки хиляди волта, във взривоопасна или запалима среда, в резултат на искрови повреди възникват експлозии и пожари с човешки жертви и тежки наранявания;

- второ, статичното електричество оказва неблагоприятно въздействие върху здравето на работещите с наелектризиращи материали;

- трето, в редица индустрии поради високата електрификация се нарушават технологичните процеси, появяват се дефекти и намалява производителността на труда.

Статичното електричество представлява най-голяма опасност за индустриите, свързани с обработката и транспортирането на запалими вещества и материали, особено в експлозивна въздушна среда. Използването на синтетични полимери и диелектрици при експлозивни и пожароопасни условия почти винаги е свързано с реална заплаха от възпламеняване, тъй като топлинната енергия, отделена по време на искров разряд, е многократно по-висока от минималната енергия на запалване на въздушните смеси - метан, ацетилен, бензинови пари, ацетон и много други вещества.

В допълнение към вредното въздействие върху човешкото тяло и непосредствената опасност от експлозии и пожари, статичното електричество в някои случаи причинява намаляване на производителността на труда. Вредна електрификация се наблюдава в много предприятия: в химическата, печатарската, текстилната и леката, нефтопреработващата и петролната промишленост. Статичното електричество е пречка за почти половината от технологичните процеси. Опасността от прекомерно натрупване на електростатични заряди ограничава скоростта на зареждане на нефтопродуктите до 1 m/s и принуждава много технологични процеси (например производството на полипропилен) да се извършват под налягане на инертни газове, което значително намалява производителността и увеличава себестойността на производството. Електрификацията води до повреда на синтетични тръбопроводи, нарушаване на херметичността на продуктите, повреда на полупроводникови устройства, излагане на светлочувствителни материали, прилепване на прах и намаляване на качеството на продукта. Мащабът на вредните и опасни прояви на статичното електричество е такъв, че защитата от него се превърна в един от най-неотложните проблеми.

Статичното електричество причинява много щети. Ето защо е необходимо да се разработят и приложат ефективни мерки за защита от електрификация в различни индустрии. Вече има достатъчен брой методи и средства за предотвратяване на нежелана електрификация на вещества и материали. От разнообразието от съществуващи мерки за защита от статично електричество най-ефективни са следните: повишаване на влажността на въздуха; заземяване на оборудване и хора; използването на антистатични добавки; ограничаване на скоростта на транспортиране на вещество; неутрализиране на зарядите на статичното електричество.

Установено е, че с повишаване на влажността на въздуха върху повърхността на материалите се образува тънък филм от влага с разтворени в него соли. Такъв филм има полупроводникови свойства, което допринася за разсейването на зарядите. Но този ефект не се наблюдава, ако водната пара не се адсорбира върху хидрофобни повърхности (полимерни материали, влакна и др.) или температурата на въздуха в работната зона е по-висока от температурата, при която филмът може да се държи върху диелектрика, а също и когато скоростта на диелектрика е по-голяма от скоростта на образуване на адсорбиран воден филм (това зависи от химичната структура на веществото и степента на повърхностно замърсяване). Където има увеличение на относителната влажност на въздуха ефективен инструментВ борбата с електрификацията, много проучвания показват, че с повишаване на влажността на въздуха до 65–80%, наелектризирането е почти напълно елиминирано. На практика овлажняването на закрито се извършва с помощта на климатични устройства, специални овлажнители, а в някои случаи и чрез периодично мокро почистване.

В GOST 12.4.124-83 SSBT. „Средства за защита срещу статично електричество. Общ Технически изисквания» описва различни технически средства за защита на хората от статично електричество.

Задължителна мярка за премахване на електростатични заряди от метално оборудване е заземяването. Незаземеното оборудване е източник на повишена опасност, тъй като енергията на искра от метални конструкции е многократно по-висока от енергията на разряд от диелектрик.

Оборудването се счита за електростатично заземено, ако съпротивлението на теч в която и да е точка при най-неблагоприятни условия (ниска влажност на въздуха и др.) не надвишава 10 6 ома. Електростатичните заземяващи електроди не са обект на такива строги изисквания, както при заземяване на оборудване, за да се предпази човек от токов удар. Съпротивлението на заземителния проводник при разреждане на електрически заряди е разрешено до 100 Ohm. Надеждността на свързването на оборудването със заземяващи проводници обикновено се осигурява чрез заваряване, по-рядко чрез болтове. При извършване на фланцови връзки съпротивлението между съседните фланци не трябва да бъде по-ниско от 10 Ohm и не е необходимо да се използват специални джъмпери. При инсталиране на временни заземители (резервоари, измервателни уреди и др.), изборът на вида на заземяващите проводници се определя само от тяхната механична якост.

В някои случаи е необходимо да се заземи човек, който може да се наелектризира по време на работа или поради електростатична индукция. За да направите това, използвайте електропроводими подове, заземени зони в близост до работни места в комбинация с проводими или полупроводими обувки. Електрически проводими подове включват бетонни, пенобетонни и ксилолитни подове, които не са замърсени с боя, масла и други изолационни вещества. Ако относителната влажност е достатъчно висока, дървените подове също са добри в разсейването на статичното електричество. Ако в близост до работното място се използват заземени метални подложки, тогава е необходимо напълно да се изключи възможността човек да докосне тоководещите части с опасно напрежение.

Възможностите за използване на специално защитно облекло са описани в GOST R EN 1149-5-2008 SSBT „Специално защитно облекло. електростатични свойства. Част 5. Общи технически изисквания“.

Възможно е да се придадат антистатични свойства на непроводими подове, покрити с линолеум, релин, PVC плочки чрез мокро почистване с 10-20% воден разтвор на калциев хлорид. Но е неефективно да се увеличава електрическата проводимост на подовете без използването на проводими обувки. Токопроводящите обувки са: 1 - с подметка от леко навлажнена кожа или полупроводяща гума; 2 - пробити с медни, месингови или алуминиеви нитове, които не искрят при ходене.

При обработка и използване на материали с електрическо съпротивление над 106–107 Ohm cm (за органични течности над 109–1010 Ohm cm), заземяването на метални конструкции е само допълнителна

Допълнителна мярка за отстраняване на електростатични заряди.

Трябва да се отбележи, че течните и газообразните диелектрици, които имат много високо съпротивление (над 1017–1018 Ω cm), практически не са електрифицирани. Такива високи съпротивления имат "абсолютно чисти" материали, които не съдържат примеси. В тази връзка финото пречистване на веществата може да се препоръча като една от мерките за защита на течности и газове от наелектризиране.

В повечето случаи ефективно средство за защита срещу статично електричество е намаляването на обемното съпротивление на веществата. Най-често срещаният метод е въвеждането на проводими състави в структурата на материала по време на неговото производство. Така се получават проводими гуми, линолеуми, антистатични бои и лакове и неелектрифициращи се пластмаси. Като електропроводими състави се използват сажди, графит, прахообразна мед, сребро, никел и други добавки. За да се увеличи повърхностната проводимост на твърди диелектрици, са разработени различни пасти, състави и емулсии, които се нанасят върху наелектризираща се повърхност. Успешно се прилагат метализация на повърхности, покритие с хлоридни и флуорни съединения.

Отстраняването на зарядите от външната повърхност на маркучите и тръбопроводите понякога се извършва чрез навиване на спирала от меден или стоманен заземен проводник върху тях. Конвейерните ленти и някои тъкани са зашити с тънки електрически проводници, като се използват и антистатични тъкани.

Ефективен начин за борба със статичното електричество в текстилната и редица други индустрии е смесването (комбинацията) на електрифицирани влакна или изборът на контактни двойки. Например, при тъкани, изработени от комбинация от две наелектризиращи влакна - найлон и дакрон - необходимият ефект се постига от факта, че всяко влакно поотделно по време на триене се наелектризира от взаимно неутрализиращи заряди с противоположни знаци. Чрез избора на контактни двойки по този начин при производството на части от технологично оборудване е възможно да се премахнат проявите на статично електричество в много индустрии. За да намалят електростатичните заряди, те понякога поемат по пътя на намаляване на площта на контакт на наелектризиращия материал с работна повърхностмашинни части и устройства. В този случай повърхностите на работните маси, работните шахти на машини и друго оборудване са покрити с мрежа или оребрени.

Както е известно, намаляването на електризацията може да се постигне чрез намаляване на скоростта на технологичните процеси, но тази мярка е силно нежелателна в условията на съвременното производство. Следователно, за да се елиминира електрификацията по време на транспортиране на електрифицирани течности, скоростта е ограничена само на една от секциите на тръбопровода. Това събитие е известно като "релаксация на електростатични заряди". Принципът на релаксация се основава на задържане на диелектрична течност за известно време в относителен покой в ​​резервоар за релаксация (тръбна секция с много по-голям диаметър). По време на престоя на течността в релаксатора зарядите имат време да се отцедят върху заземените му стени. Установено е, че релаксационните капацитети премахват електростатичните заряди с 95–98%.

При пълнене на резервоари с диелектрични течности може да се образуват разпръскващи заряди. Следователно пълненето на резервоарите започва при ниска скорост на движение на електрифицирани течности с постепенно увеличаване на резервоара при запълване на резервоара. Не трябва да се допускат резки огъвания на тръбопроводи и вътре в тях не трябва да има изпъкнали части, тъй като това води до допълнително наелектризиране на транспортираните течности.

Самостоятелна група защитни средства са неутрализаторите на статичното електричество. Принципът на действие на всички неутрализатори се основава на генериране на йони в зоната на зареден материал. Тези йони се привличат от силите на полето на зареденото вещество и неутрализират зарядите. Йонизацията на въздуха възниква при излагане на ултравиолетови или рентгенови лъчи, топлинно, инфрачервено или радиоактивно лъчение, както и поради коронен разряд.

Понастоящем обикновено се използва за йонизация на въздушната среда

радиоизотопно α- и β-лъчение, електрически коронен разряд и т. нар. плъзгащ разряд. Във взривобезопасните индустрии обикновено се използват йонизатори с коронен разряд на върховете за борба с електрификацията. Те дават максимална плътност на йонизация. В зависимост от това кое е по-важно в случая – минимален остатъчен заряд или неутрализиране на голямо количество електричество – се използват електрически или индукционни неутрализатори.

Индукционният неутрализатор е проводим или диелектричен прът, върху който са фиксирани заземени игли или телени бъркалки. Когато неутрализатор е монтиран над заредена повърхност, в краищата на иглите се създава електрическо поле, толкова силно, че настъпва ударна йонизация, в резултат на което получените йони неутрализират зарядите върху повърхността на наелектризирания материал. Основната разлика между електрическите и индукционните неутрализатори е, че високо (10–15 kV) директно или променливо напрежение се прилага към иглите от специален източник, което повишава ефективността на неутрализацията. Ефективността на неутрализаторите най-често се оценява по големината на йонизационния ток, протичащ през неутрализатора към заземено оборудване. Този ток е толкова по-голям, колкото по-високо е нивото на електризация на материала.

Понякога тънък проводник се използва ефективно като неутрализатор, опънат близо до заредена повърхност или по пътя на движение на течности и насипни материали. В повечето случаи няма специална нужда от намаляване на степента на наелектризиране до нула. За различни вещества и материали има минимална плътност на заряда, която не влияе на хода на технологичния процес. Следователно работата на един или друг неутрализатор може да бъде оценена от стойностите на първоначалната (преди неутрализатора) и крайната (след неутрализатора) плътност на заряда. На практика за определен тип неутрализатори могат да се изградят зависимости на началната и крайната плътност на заряда за различни параметри на процеса.

Все по-разпространени са т. нар. комбинирани неутрализатори – комбиниращи радиоизотопни и индукционни неутрализатори в едно устройство. В същото време ефективността на неутрализацията се увеличава значително, тъй като големите заряди се намаляват чрез индукция, а малките - чрез радиоизотопни неутрализатори.

Значително разширен обхватът на електрически и радиоизотопни неутрализатори, използвани за йонизиране на въздушния поток, който се инжектира в зоната, където е необходимо да се намалят електростатичните заряди. Този метод дава възможност да се гарантира безопасността от експлозия при използването дори на неутрализатори с високо напрежение. Въпреки това, ефективността на неутрализаторите с впръскване на йонизиран въздух е ниска поради рекомбинацията на йони във въздушния поток. Дори рязкото увеличаване на йонната плътност директно при източника не може значително да промени радиуса на действие на такъв неутрализатор, тъй като интензитетът на рекомбинация се увеличава с увеличаване на плътността. Най-обещаващият метод, когато е необходимо да се създаде йонизираща област, разширена в една посока, трябва да се счита за използването на лазер.

В случаите, когато отстраняването и неутрализацията на зарядите на статичното електричество е много трудно, може да се използва метод за предотвратяване на опасни разряди без отстраняване или неутрализация на зарядите. Този метод се основава на механизма на електрически разряд, за възникването на който е необходимо потенциалната разлика между зареденото тяло и заземените части на оборудването да не надвишава нивото, определено от електрическата якост на въздуха. За да намалят потенциала на заредена повърхност, те се стремят да увеличат специфичния електрически капацитет на заредена повърхност (или заредени частици) спрямо земята. С увеличаване на капацитета на тялото енергията на заряда от това тяло съответно намалява и рискът от запалване на смеси пара-газ-въздух намалява. Понякога този метод се използва за намаляване на опасността от изхвърляне от човек. За да направите това, в работните зони (понякога под изолационното подово покритие) се създават заземени зони, които служат за увеличаване на капацитета на човек. Проучванията показват, че по този начин е възможно да се увеличи капацитетът на човек с 3-4 пъти.

Понякога се използват обичайните мерки за предотвратяване на възможността от запалване - намаляване на концентрацията на горими вещества под долната граница на експлозивност, създаване на атмосфера от инертен газ, използване на електростатични щитове, замяна на горими вещества с негорими.

Трябва да се отбележи, че въвеждането на всяка мярка за предотвратяване на електрификацията трябва да бъде предшествано от задълбочено проучване на производствените условия. Като правило най-ефективното е използването на няколко от разглежданите метода наведнъж.

Съществуването на човек в определена среда е свързано с въздействието върху него (и върху околните условия) на електромагнитни полета. Какъв извод може да се направи в случай на наличие на недвижимо обвинение? И така, говорим за електростатични полета.

Основна опасност

В този случай нервната система на хората е подложена на голям стрес. Това се дължи на факта, че електрическите полета от излишно количество заряди засягат тялото, дрехите и предметите. Сърдечно-съдовата система на тялото също реагира на тези явления.

основна информация

Какво е статичното електричество? Това се случва, когато има нарушение на вътремолекулното или атомното равновесие. Това се дължи на загубата или печалбата на електрон. Обикновено атомът се характеризира с равновесно състояние. Това се дължи на еднакъв брой отрицателни и положителни частици. Говорим за електрони и протони. Първите лесно преминават от един атом в друг. В този случай възниква образуването на отрицателни и положителни йони. Така при възникване на такъв дисбаланс възниква статично електричество.

Основните причини за появата

Статично електричество може да възникне под въздействието на редица фактори, сред които са следните:


Повече за опасностите

Електрификацията на различни материали може да представлява заплаха за хората. В тази връзка всеки трябва да знае правилата за защита от статично електричество. Основната опасност се крие във възможността от искра. Това се отнася както за изолиран проводящ обект, така и за електрифицирана повърхност.

Възможност за изписване

Това се случва, когато интензитетът на съответното поле над повърхността на проводника или диелектрика (поради натрупването на заряди върху тях) достигне критична стойност. Последното понякога се нарича ударно. Тази стойност за въздуха е приблизително 30 kV/m.

Други опасности

Поради искрови разряди, запалими смеси могат да се запалят. Това ще се случи, когато освободената енергия е по-голяма от тази, която е допринесла за началото на пожара. Също така съществува общ смисъл. Тази енергия трябва да бъде по-висока от минималния подобен параметър на запалване на горимата смес.

Възможни последици

Защо трябва да знаете основните правила за защита от статично електричество? В някои случаи от въздействието му могат да възникнат нежелани нервни и болезнени усещания. Понякога това води до неволно рязко движение на човек. В резултат на това той може да получи всякакви механични наранявания. В този случай собственото статично електричество на човека играе важна роля.

Контролни функции

Има съответен GOST. Статичното електричество наистина може да бъде изключително опасно. За намаляване на рисковете са установени допустими нива на интензивност на съответните полета. Всичко това трябва да бъде строго контролирано на работното място. Също така е необходимо да се спазват санитарните и хигиенните стандарти. Тези изисквания се отнасят за полета, които възникват поради електрификацията на определени материали, както и по време на използване на инсталации. В последния случай се подразбира високо постоянно напрежение. Тяхното спазване е основната защита срещу статично електричество. GOST определя допустимите нива на напрежение на работното място. Там също пише Общи изискваниякъм защитно оборудване и контрол. Що се отнася до допустимите нива на сила на електрическото поле, те се определят, като се вземе предвид времето, прекарано от служителите на работните си места.

Избор на правилните инструменти

Може да се организира ESD защита различни начини. На първо място, трябва да вземете предвид следното:

  1. Особености на технологичните процеси.
  2. Микроклиматът на помещенията.
  3. Физични и химични свойства на преработените материали.

По този начин се разработва подход към организацията на мерките за сигурност. Премахването на статичното електричество може да се извърши по няколко начина:

  1. Елиминиране на образуваните заряди.
  2. Намаляване на тяхната интензивност.

По отношение на последния случай отговорът на въпроса как да се премахне статичното електричество е следният: това се постига чрез намаляване на силата и скоростта на триене, увеличаване на проводимостта на материалите и разликите в съответните им свойства. Следват практически препоръки:


Най-ефективните методи

Заряди могат да се генерират чрез пръскане, пръскане и пръскане на определени течности. В идеалния случай, когато подобни явления са напълно елиминирани. Ако това не е възможно, тогава трябва поне да ги ограничите колкото е възможно повече. Например при пълнене на резервоари с диелектрични течности не може да се използва свободно падаща струя. В този случай дренажният маркуч се насочва по стената, за да се избегне пръскане. В идеалния случай, ако е възможно да го намалите под нивото на течността. Колкото по-ниска е електрическата проводимост на материалите, толкова по-висок е интензитетът на образуване на заряд. По този начин е желателно да се увеличи предварително посоченият параметър на съществуващите елементи. Това може да стане чрез въвеждане на антистатични вендузи. Съответно за покриване на подовете трябва да се използва специален линолеум. Извършването на периодична антистатична обработка на килими е силно желателно. Това важи и за синтетичните тъкани. Желателно е контактуващите вещества и предмети да са направени от подобни материали. В този случай контактното наелектризиране също е изключено. Например, полиетиленовият прах трябва да се съхранява в барабани, изработени от подобни материали. По-добре е да го транспортирате и изливате само с помощта на подходящия тръбопровод и маркуч. В някои случаи това не е възможно. Тогава е допустимо да се използват материали, които са близки по диелектрични свойства. И така, можем да направим малък извод, че за защита от статично електричество е необходимо да се използват слабо или неелектрифицируващи се материали. Необходимо е също така да се стремим да премахнем следните явления при работа с диелектрични течности:

  1. Пръскане.
  2. пръскане.
  3. пръскане.
  4. Триене.

Ако няма възможност за пълно елиминиране, тогава трябва поне да ги ограничите колкото е възможно повече.

Допълнителни начини

Влажният въздух е достатъчно проводим, така че получените заряди да протичат през него. Така в подходяща среда те практически не се срещат. Въз основа на това овлажняването на въздуха е най-разпространеният и лесен начин за справяне със статичното електричество. Има и други методи за сигурност. Говорим за йонизация на въздуха. Това също е често срещан метод за справяне с електрически заряди. Факт е, че йоните допринасят за тяхното неутрализиране. Те се произвеждат от специално устройство. Домакинският йонизатор има много предимства. На първо място, той допринася за подобряване на аероионния състав на въздуха в помещенията. Това елиминира електрическите заряди, които се появяват върху дрехите, синтетичните повърхности и килимите. Що се отнася до производството, там се използват най-мощните йонизатори. Има различни дизайни. Най-често срещаните обаче са електрическите йонизатори.

Ежедневната дейност на всеки човек е свързана с неговото движение в пространството. В същото време той не само ходи пеша, но и пътува с транспорт.

По време на всяко движение има преразпределение на статичните заряди, които променят баланса на вътрешното равновесие между атомите и електроните на всяко вещество. Свързва се с процеса на електрификация, образуването на статично електричество.

В твърди веществаразпределението на зарядите се получава поради движението на електрони, а в течни и газообразни - както електрони, така и заредени йони. Всички те заедно създават потенциална разлика.

Причини за образуването на статично електричество

Най-често срещаните примери за проява на статични сили се обясняват в училище в първите уроци по физика, когато търкат стъклени и ебонитови пръчки върху вълнен плат и демонстрират привличането на малки парченца хартия към тях.

Известен е и опитът от отклоняване на тънка водна струя под действието на статични заряди, концентрирани върху ебонитов прът.

В ежедневието статичното електричество се проявява най-често:

    при носене на вълнено или синтетично облекло;

    ходене с обувки с гумени подметки или вълнени чорапи по килими и линолеум;

    използване на пластмасови предмети.


Ситуацията се влошава:

    сух въздух на закрито;

    стоманобетонни стени, от които се изграждат многоетажни сгради.

Как се създава статичен заряд?

обикновено физическо тялосъдържа равен брой положителни и отрицателни частици, поради което в него се създава баланс, осигуряващ неутралното му състояние. При нарушаването му тялото придобива електрически заряд с определен знак.

Статичното се отнася до състоянието на покой, когато тялото не се движи. Вътре в неговата субстанция може да възникне поляризация - преместване на заряди от една част в друга или прехвърлянето им от близък обект.

Електрификацията на веществата възниква поради придобиване, отстраняване или разделяне на заряди, когато:

    взаимодействие на материалите поради сили на триене или въртене;

    рязък спад на температурата;

    облъчване по различни начини;

    отделяне или разрязване на физически тела.

Те се разпределят по повърхността на обект или на разстояние от него на няколко междуатомни разстояния. При незаземени тела те се разпространяват в областта на контактния слой, а за тези, свързани със земния контур, се вливат върху него.

Придобиването на статични заряди от тялото и тяхното протичане се случват едновременно. Електрификацията се осигурява, когато тялото получава повече енергиен потенциал, отколкото изразходва във външната среда.

От тази разпоредба следва практически извод: за да се предпази тялото от статично електричество, е необходимо придобитите заряди да се отклонят от него към земната верига.

Методи за оценка на статичното електричество

Физичните вещества, според способността си да образуват електрически заряди с различен знак, при взаимодействие чрез триене с други тела, се характеризират според мащаба на трибоелектричния ефект. Някои от тях са показани на снимката.


Като пример за тяхното взаимодействие могат да се посочат следните факти:

    ходенето с вълнени чорапи или обувки с гумени подметки по сух килим може да зареди човешкото тяло до 5÷-6 kV;

    тялото на автомобил, движещ се по сух път, придобива потенциал до 10 kV;

    задвижващият ремък, въртящ макарата, се зарежда до 25 kV.

Както можете да видите, потенциалът на статичното електричество достига много големи стойности дори в условия на живот. Но не ни причинява голяма вреда, защото няма голяма мощност, а разрядът му преминава през високото съпротивление на контактните подложки и се измерва в доли милиампер или малко повече.

Освен това значително намалява влажността на въздуха. Ефектът му върху количеството на напрежението на тялото в контакт с различни материалипоказано на графиката.


От неговия анализ следва изводът: във влажна среда статичното електричество се появява по-малко. Ето защо за борба с него се използват различни овлажнители.

В природата статичното електричество може да достигне огромни нива. Когато облаците се движат на големи разстояния, между тях се натрупват значителни потенциали, които се проявяват чрез мълния, чиято енергия е достатъчна, за да разцепи вековно дърво по ствола или да изгори жилищна сграда.

Когато статичното електричество се разрежда в ежедневието, ние усещаме „прищипване“ на пръстите, виждаме искри, излизащи от вълнени неща, усещаме намаляване на жизнеността и работоспособността. Токът, на който тялото ни е изложено в ежедневието, се отразява неблагоприятно на благосъстоянието, състоянието нервна система, но не причинява очевидни, видими щети.

Производителите на измервателно промишлено оборудване произвеждат устройства, които ви позволяват да определите точно величината на напрежението на натрупаните статични заряди както върху корпусите на оборудването, така и върху човешкото тяло.


Как да се предпазите от статично електричество в дома си

Всеки от нас трябва да разбере процесите, които образуват статични разряди, които представляват заплаха за тялото ни. Те трябва да бъдат познати и ограничени. За тази цел се провеждат различни образователни събития, включително популярни телевизионни предавания за населението.


Те показват с достъпни средства начините за създаване на статично напрежение, принципите на неговото измерване и методите за прилагане на превантивни мерки.

Например, предвид трибоелектричния ефект, най-добре е да сресвате косата си с гребени от естествено дърво, а не с метал или пластмаса, както правят повечето хора. Дървото има неутрални свойства и не образува заряди при триене в косата.


За премахване на статичния потенциал от каросерията на автомобила, когато се движи по сух път, се използват специални ленти с антистатично средство, които се закрепват на дъното. Различните им видове са широко представени в продажба.


Ако няма такава защита на колата, тогава потенциалът на напрежението може да бъде премахнат чрез кратко заземяване на кутията през метален предмет, например ключ за запалване на автомобил. Особено важно е тази процедура да се извърши преди зареждане с гориво.

Когато върху дрехите, изработени от синтетични материали, се натрупа статичен заряд, той може да бъде премахнат чрез третиране на парите от специален спрей с антистатичен състав. Като цяло е по-добре да използвате по-малко такива тъкани и да носите естествени материали от лен или памук.

Обувките с гумирана подметка също допринасят за натрупването на заряди. Достатъчно е да поставите в него антистатични стелки от естествени материали, тъй като вредното въздействие върху тялото ще намалее.

Влиянието на сухия въздух, характерно за градските апартаменти в зимно време, вече беше обсъдено. Специални овлажнители или дори малки парченца навлажнена кърпа, поставени върху bytarii, подобряват ситуацията и намаляват образуването на статично електричество. Но редовното извършване на мокро почистване в помещенията ви позволява своевременно да отстранявате електрифицирани частици и прах. Това е едно от по-добри начинизащита.

Домакинските електрически уреди също натрупват статични заряди върху корпуса по време на работа. Системата за изравняване на потенциала, свързана към общия заземяващ контур на сградата, е предназначена да намали тяхното въздействие. Дори обикновена акрилна вана или стара чугунена конструкция със същата вложка са подложени на статика и трябва да бъдат защитени по подобен начин.

Как да се предпазим от статично електричество в производството

Фактори, които намаляват производителността на електронното оборудване

Разрядите, които възникват по време на производството на полупроводникови материали, могат да причинят голяма вреда, да нарушат електрическите характеристики на устройствата или дори да ги деактивират.

При производствени условия изхвърлянето може да бъде произволно и да зависи от редица различни фактори:

    стойностите на формирания капацитет;

    енергиен потенциал;

    електрическо съпротивление на контактите;

    вид преходни процеси;

    други злополуки.

В този случай в началния момент от около десет наносекунди разрядният ток се увеличава до максимум, а след това намалява в рамките на 100–300 ns.

Естеството на възникването на статичен разряд върху полупроводниково устройство през тялото на оператора е показано на снимката.

Величината на тока се влияе от: капацитета на заряда, натрупан от човек, съпротивлението на тялото му и контактните подложки.

При производството на електрическо оборудване може да се създаде статичен разряд без участието на оператора поради образуването на контакти през заземени повърхности.

В този случай разрядният ток се влияе от капацитета на зареждане, натрупан от корпуса на устройството и съпротивлението на образуваните контактни подложки. В този случай полупроводникът в началния момент се влияе едновременно от индуцирания потенциал за високо напрежение и разрядния ток.

Поради такова сложно въздействие повредата може да бъде:

1. изрично, когато производителността на елементите е намалена до такава степен, че те стават неизползваеми;

2. скрит - чрез намаляване на изходните параметри, понякога дори попадащи в установените фабрични спецификации.

Вторият тип неизправности е труден за откриване: те най-често засягат загубата на производителност по време на работа.

Пример за такава повреда от действието на високо статично напрежение е показан от графиките на отклоненията на токово-волтажните характеристики по отношение на диода KD522D и интегралната схема BIS KR1005VI1.


Кафявата линия под номер 1 показва параметрите на полупроводниковите устройства преди изпитване с повишено напрежение, а криви с номера 2 и 3 показват тяхното намаляване под действието на повишен индуциран потенциал. В случай №3 има по-голямо въздействие.

Щетите могат да бъдат причинени от:

    надценено индуцирано напрежение, което пробива диелектричния слой на полупроводниковите устройства или нарушава структурата на кристала;

    висока плътност на протичащия ток, причиняваща висока температура, водеща до топене на материалите и изгаряне на оксидния слой;

    тестове, електрическо термично обучение.

Скритите повреди може да не повлияят на производителността веднага, а след няколко месеца или дори години работа.

Методи за изпълнение на защита от статично електричество в производството

В зависимост от вида на промишленото оборудване се използва един от следните методи за поддържане на работоспособност или комбинация от тях:

1. изключване на образуването на електростатични заряди;

2. блокиране на влизането им на работното място;

3. Повишаване устойчивостта на устройствата и принадлежностите към действието на разрядите.

Методи № 1 и № 2 ви позволяват да защитите голяма група от различни устройства в комплекс, а № 3 се използва за отделни устройства.

Високата ефективност при поддържане на работоспособността на оборудването се постига чрез поставянето му вътре в клетката на Фарадей - пространство, оградено от всички страни с фина метална мрежа, свързана към заземяващия контур. Външните електрически полета не проникват вътре в него, а има статични магнитни полета.

Екранираните кабели работят на този принцип.

Статичната защита се класифицира според принципите на изпълнение на:

    физични и механични;

    химически;

    конструктивни и технологични.

Първите два метода ви позволяват да предотвратите или намалите образуването на статични заряди и да увеличите скоростта на техния поток. Третата техника предпазва устройствата от въздействието на зарядите, но не засяга тяхното източване.

Можете да подобрите подреждането на изхвърлянията чрез:

    създаване на коронация;

    увеличаване на проводимостта на материалите, върху които се натрупват заряди.

Решете тези въпроси:

    йонизация на въздуха;

    увеличаване на работните повърхности;

    избор на материали с най-добра обемна проводимост.

Благодарение на тяхното изпълнение се създават предварително подготвени линии за отвеждане на статични заряди към заземяващия контур, предотвратявайки попадането им върху работните елементи на устройствата. В същото време се взема предвид, че общото електрическо съпротивление на създадения път не трябва да надвишава 10 ома.

Ако материалите имат висока устойчивост, тогава защитата се извършва по други начини. В противен случай на повърхността започват да се натрупват заряди, които могат да се разредят при контакт със земята.

На снимката е показан пример за цялостна електростатична защита на работното място за оператор, участващ в поддръжката и настройката на електронни устройства.


Повърхността на масата е свързана към заземяващия контур чрез свързващ проводник и проводяща подложка с помощта на специални клеми. Операторът работи в специални дрехи, носи обувки с проводими подметки и седи на стол със специална седалка. Всички тези мерки позволяват висококачествено отстраняване на натрупаните заряди към земята.

Работещите въздушни йонизатори регулират влажността, намаляват потенциала на статично електричество. При използването им се има предвид, че повишеното съдържание на водни пари във въздуха се отразява неблагоприятно на човешкото здраве. Затова се опитват да го поддържат на ниво от около 40%.

Също ефективен начинможе да има редовна вентилация на помещението или използване на вентилационна система в него, когато въздухът преминава през филтрите, йонизира и се смесва, като по този начин се осигурява неутрализиране на получените заряди.

За да се намали потенциалът, натрупан от човешкото тяло, гривните могат да се използват като допълнение към комплекта от антистатично облекло и обувки. Те се състоят от проводяща лента, която е прикрепена към ръката с катарама. Последният е свързан към заземяващия проводник.

С този метод токът, протичащ през човешкото тяло, е ограничен. Стойността му не трябва да надвишава един милиампер. По-големите стойности могат да причинят болка и токов удар.

По време на изтичането на заряда към земята е важно да се осигури скоростта на неговото излитане за една секунда. За целта се използват подови настилки с ниско електрическо съпротивление.

При работа с полупроводникови платки и електронни блоковеЗащитата срещу щети от статично електричество се осигурява и от:

    принудително шунтиране на изходите на електронни табла и блокове по време на проверки;

    използване на инструменти и поялници със заземени работни глави.

Контейнерите със запалими течности, разположени върху превозните средства, се заземяват с метална верига. Дори фюзелажът на самолета е снабден с метални кабели, които при кацане действат като защита срещу статично електричество.

Върху диелектричните материали след триенето им помежду си или срещу метални предмети възниква образуването на електрически заряди с повишена плътност. Така възниква статично електричество, мерки за защита срещу което са абсолютно необходими. На първо място, това се дължи на бавното изчезване на заряда поради факта, че диелектриците имат изключително ниска електрическа проводимост.

Появата и опасността от статично електричество

Причината за наелектризирането може да бъде и индукция. На метална повърхност се появява електрически заряд с противоположна стойност, чиято плътност е еднаква на всички места. Условията за възникване на това явление могат да бъдат много различни. Често причината е изпомпваната течност, движеща се по тръбопроводи или под формата на падаща струя. Същият ефект дават сгъстени или втечнени газове, работата на ремъчните задвижвания, смилането и обработката на органични и полимерни материали.

Електрификацията на диелектричните материали често достига потенциална разлика с високо напрежение. Например, в процеса на изпомпване на бензин през тръбопровод с изолирана секция, електрическите потенциали могат да варират от 1460 до 14600 волта.

Сериозна опасност е натрупването на статично електричество. В такива случаи често се проявява силен искров разряд. Освободената искра енергия със стойност 0,01 J вече е в състояние да предизвика пожар и експлозия. Напрежение от 300 волта води до въздушен искров разряд. Предприемането на навременни специални мерки помага за предотвратяване на последиците от електрически разряди.

Защитни мерки срещу статично електричество

За да се изравнят потенциалите и да се предотврати появата на искри, всички тръбопроводи, разположени успоредно, на разстояние по-малко от 100 mm, се свързват чрез джъмпери на всеки 20-25 метра. Тръбопроводите и оборудването трябва да бъдат заземени поне на две места. Проверката на наличието на заземяване се извършва с тестер или веднъж на всеки 6 месеца и след ремонтни работи.

При товарене, изпомпване и транспортиране на нефтопродукти възникващите електростатични разряди се отстраняват чрез метална връзка между помпи, тръбопроводи, резервоари и други устройства. При разливане на диелектрични течности в съдове от стъкло и други изолационни материали е необходимо да се използват фунии от електропроводими материали. Те са заземени и свързани с медни кабели към захранващите маркучи. Всяка фуния трябва да достига до дъното на съда. Ако това не е възможно, тогава през фунията се прокарва заземен кабел, достигащ до дъното, по който ще тече течността.

Трябва да се помни, че максималното наелектризиране се случва в тръбите, чийто материал е мека стомана. При наличие на грапава повърхност се появява статично електричество, защитата срещу което е да елиминира турбуленцията на течността, която възниква по време на движение. За засилване на електрификацията, най-много благоприятни условиякоито се срещат на определени места. Зоните с по-неподходящи условия допринасят за загубата на заряди на електрифицираната течност или за поддържането им на същото ниво.

Тръбата за зареждане трябва да достига до дъното на контейнера при пълнене. Отворът за пълнене трябва да има голямо напречно сечение, така че струята да не може да влезе в контакт със стените и повърхността на течността, която се излива. Ако тези условия не могат да бъдат изпълнени, е необходимо да се намали максимално скоростта на натоварване, като се доведе до 0,5-0,7 m/s. Взети меркище гарантира, че неблагоприятните последици ще бъдат избегнати.