54 Статическое электричество.Способы защиты.

Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией зарядов. Заряды возникают при трении, дроблении, облучении УФ, химических реакциях. Длительное время заряды сохраняются на поверхности полупроводников и диэлектриков с удельным сопротивлением ρ≥105 Ом*м. релаксация зарядов происходит в следующих формах – растекание по поверхности и в объёме тела, стекание зарядов с поверхности тела в воздух. Опасность статического электричества заключается в возможности воспламенения горючих смесей, находящихся в помещении. Необходимо выполнение условия: , где W доп – допустимая энергия разряда, Дж; Wmin =0,5Сφ2, Дж; где С – ёмкость, φ – потенциал.
Меры защиты:
1.снижение силового воздействия
2.снижение скоростей перемещения слоёв сыпучих материалов и жидкостей
3.изготовление контактирующих тел из материалов с близким удельным сопротивлением
4.нанесение на поверхность токоведущих тел лакокрасочных покрытий

5. обработка антистатиками
6.увеличение относительной влажности выше 65%
7.заземление оборудования
8.ионизация воздуха вблизи мест образования зарядов с помощью нейтрализаторов различного типа
9.токопроводящая обувь, полы , обивки стульев
10.легкосъёмные токопроводящие браслеты
Поражающие факторы атмосферного электричества.
1.прямой удар молнией и защита с помощью молниеотводов
2.явление электромагнитной индукции, т.е. вследствие возникновения, мощного переменного во времени электрического поля, способного индуцировать ЭДС различной величины в металлических конструкциях, при сближении которых могут происходить электрические разряды на заземлённые предметы, след-но, возникновение опасного электротравматизма, воспламенение горючих смесей и т.п. для защиты в местах сближения металлических конструкций до 20 см между ними необходимо устраивать металлические перемычки

3.электростатическая индукция, т.е. наведение заряда противоположного знака по сравнению с зарядом облака на металлических предметах, изолированных от земли. Релаксация зарядов с этих предметов происходит на ближайшие заземлённые предметы, след-но, электротравматизм, воспламенение.
4.занос высоких потенциалов по металло-комуникациям, входящих в здание. Защита: заземление крюков фазных проводов.

< Предыдущая		Следующая >

Как избавиться от статического электричества на производстве и в быту 🏆 Dr.Statik

Человек постоянно перемещается в пространстве. Он ходит и пользуется транспортом, а при любом движении быстро образующиеся статические заряды, как известно, перераспределяются. В итоге нарушается внутренний баланс между взаимосвязанными электронами и атомами. В результате начинает происходить электризация, то есть образуется статическое электричество. Избавиться от статического электричества можно различными способами. Однако, прежде всего, необходимо знать природу данного явления.

Оглавление

Что такое статика

Усугубить положение могут сухой воздух в комнате или в цеху, а также наличие железобетонных стен. Убрать статику – первоочередная задача для работников любого предприятия. Важно правильно бороться с ее формированием. Однако, прежде всего необходимо понимать физические законы и причины образования.

Электрополе формируется при контакте между двумя материалами, резке рулонных материалов и под влиянием электрического поля. Первоочередная производственная задача – эффективная нейтрализация напряжения.

Как создается статика: причины

В физическом теле есть гармоничный баланс отрицательных и положительных частиц. Он обеспечивает нейтральное состояние физического тела. Заряд возникает, когда баланс заряженных частиц явно нарушается. Подразумевает состояние физического тела без движения. При разделении зарядов начинается электризация. Заряд перемещается с находящегося вблизи предмета или с одной части изделия на другую. Причинами могут выступать такие факторы:

• резкий температурный перепад;
• трение различных материалов;
• вращение материалов;
• облучение;
• разделение физических тел.

По всей поверхности предмета распределяются заряды. Если тело не заземлено, то они находятся на контактной поверхности. Если же предмет будет подключен к земному контуру, то статическое напряжение будет быстро стекать с физического тела. Электризация возникает, если предмет получает большое число зарядов, которые не расходуются впоследствии во внешнюю среду. С таким положением требуется активно бороться. Важно обеспечивать своевременную эффективную защиту оборудования и оператора.

Подобное положение указывает на то, что все предметы необходимо заземлять. В быту и на производстве крайне важно избавиться от приобретаемых предметами зарядов. Поэтому необходимо знать, как снимать статическое электричество.

Эффективная борьба на производстве

Существуют различные методы, чем снять электрический заряд с разных материалов. Однако, прежде всего, требуется дать оценку уровню напряжения.

На любом производстве неизбежно возникновение очень высокого напряжения. Особенно явно это может наблюдаться в производстве текстиля, различных ПВХ-пленок, фольги, бумаги. Важно понимать, что высокая электростатика часто является причиной возгорания материалов и производственных травм.

Избавиться от статики можно, зная о взаимодействии различных материалов. Положительные заряды накапливают:

• стекло;
• кварц;
• нейлон;
• шелк;
• воздух;
• кожа;
• асбест;
• алюминий;
• слюда.

Нейтральными зарядами обладают бумага, древесина, сталь, хлопок. Отрицательные заряды распределяются по поверхности:

• силикона;
• тефлона;
• селена;
• латуни;
• меди;
• никеля;
• латекса;
• янтаря;
• полиуретана;
• полистирола.

Вышеуказанные знания дают возможность понимать, как взаимодействуют при трении различные тела. Пример взаимодействия тел: хождение человека в шерстяных носках по ковру. В такой ситуации тело человека приобретет определенный заряд. Заряд около 10 кВ приобретает каждый едущий по сухой дороге автомобиль. В обычном быту потенциал может быть весьма велик. Однако в большинстве случаев заряд не обладает сильной мощностью, поэтому не опасен. Стоит знать, что при повышенной влажности статический ток меньше проявляется.

Если работа ведется с полупроводниковой платой, то стоит обеспечить высокую скорость ухода заряда. Для этого применяют напольное покрытие с небольшим электросопротивлением. Также используются принудительное шунтирование электроплат и специнструмент с заземленной головкой.

При работе с легко воспламеняющими жидкостями заземляют транспорт, их перевозящий. Металлическим тросом также снабжается самолет. Трос обеспечивает надежную защиту от накопившейся статики.

Основными методами защиты являются:

• отвод накопленного заряда в окружающую среду;
• понижение генерации;
• увеличение проводимости твердых тел;
• сокращение перенапряжения в конструкциях;
• нейтрализация зарядов при применении на производстве специальных индукционных нейтрализаторов, а так же радиоизотопных современных средств.

При нейтрализации заряды компенсируются противоположными по знакам. Генерируются они специальным прибором. На предприятии обязательно должны присутствовать средства защиты.

Другие меры снижения статполя:

1. Везде, где только возможно согласно технологии производства, важно исключить распыление легко воспламеняющихся веществ, разбрызгивание составов, дробление.

2. Если технологически это допустимо, необходимо очищать горючие газы от взвешенных твердых/жидких частиц. В свою очередь жидкости следует чистить от загрязнения примесями.

3. Необходимо следить, чтобы скорость в аппаратах и производственных магистралях движение материалов превышало тех показателей, которые предусмотрены проектом.

Обратите внимание! На взрывоопасных производствах рекомендуется любое транспортное и технологическое оборудование производить исключительно из тех материалов, которые имеют удельное объемное электросопротивление не более, чем 105 ом·м.

Чем и как снять с себя статику

Многочисленные исследования доказывают вред такого поля. От него страдает здоровье человека. При взаимодействии с наэлектризованным предметом может отказать бытовая и производственная техника. Подобное часто становится причиной травмы на предприятии и в быту. Также стоит учесть, что слишком частое прохождение разрядов через тело человека вызывает различные отклонения в слаженной работе организма. Поэтому крайне важно знать, чем снять статическое электричество. Разряды накапливаются на спецодежде, рабочих халатах, обуви.

Как снимать статическое электричество — должен знать каждый работник любого производства. Наиболее действенными способами являются:

1. Заземление оборудования.
2. Прикосновение человека к заземленной батарее.
3. Прикосновение к заземленному промышленному трубопроводу.
4. Использование антистатических покрытий.
5. Применение антистатического спрея.

Рассмотрим данные методы подробнее. На предприятии обязаны соблюдаться определенные техники безопасности. Особенно важно их применение при взаимодействии с легко воспламеняющими материалами. Любая искра может стать причиной пожара. Поэтому крайне необходимо предотвратить проникновение статического электричества в рабочую зону. Важно повысить проводимость материалов, увеличить устойчивость всех механизмов и снизить скорости обработки используемых предметов. Помните, что создание грамотного заземления и знание, как снять статическое электричество, станут эффективными мерами безопасности на производстве.

Чтобы действовали правила безопасности на производстве, важно:

1. Повысить устойчивость различных механизмов и блокировать формирование наэлектризованности на рабочем месте.
2. Защитить работоспособность оборудования металлической сеткой.
3. Исключить образование разряда.

Различные физические, механические и химические принципы предотвращают либо уменьшают формирование заряда. Улучшить ситуацию можно за счет:

• коронирования;
• ионизации воздуха;
• возвышения рабочей поверхности;
• грамотного подбора взаимодействующих материалов.

Вышеуказанное дает полное представление, как снимать статическое электричество в производственных условиях и чем именно ликвидировать заряд.

Большой вред может причинить разряд, который возникает при производстве полупроводниковых материалов. Приборы в цеху могут выйти из строя. Разряд может образоваться и случайно. Причинами подобного часто становятся:

• высокая энергия потенциала;
• переходной процесс;
• электросопротивление контактов.

Ток возрастает на протяжении минимально короткого срока, достигает максимума и затем снижается. Однако разряд может успеть пройти через тело оператора прибора.

Как избавиться от статического электричества на одежде

Снять статическое электричество с одежды можно различными способами. Если на вас надета шерстяная одежда, то снимать ее следует очень медленно. Для защиты тела вещи из шелка следует предварительно обработать антистатическим спреем.

Также существуют некоторые простые и действенные способы:

1. Намочите руки водой и проведите мокрыми ладонями по одежде.
2. Прикрепите к одежде с изнаночной стороны английскую булавку.
3. Проведите вывернутый наизнанку рабочий халат сквозь металлическую вешалку-тремпель.
4. Используйте антистатический спрей или лак для волос.

Всем сотрудникам производства важно знать, чем именно снимать заряд. Важно защитить здоровье рабочих в их повседневной деятельности. В шкафчике с рабочей одеждой непременно должны быть металлические и деревянные вешалки-плечики.

Булавка и антистатический спрей помогут одежде не липнуть к телу. При использовании этих средств значительно уменьшается электризация материала. Булавку можно прикрепить на ярлык одежды, чтобы она не мешала.

Как снять статическое электричество с помощью спрея? Применение антистатика требует особой осторожности. Безопасным для различных материалов является средство с содержанием спирта. Таким спреем можно обрабатывать одежду только в проветриваемой комнате. Спирт быстро испаряется с ткани, однако оставляет специфический запах. Есть и другой вид антистатиков. Водная основа данных средств содержит ПАВ. Эти активные вещества совершенно безопасны для здоровья человека, однако не подходят для слишком чувствительной кожи. Попав на кожный покров, они могут вызвать сильное раздражение. Учитывая вышеуказанное, следует с большим вниманием подходить к выбору антистатического средства.

Как убрать статику с пластика

Удаление ее имеет большое значение при производстве ПВХ-изделий. По производственным технологиям не допускается накапливание разрядов. Однако в производственных цехах имеются пластиковые окна, трубопроводы, воздуховоды. Чем можно снять напряжение с пластика? В данном случае важно обязательно регулировать влажность в помещении. Рабочие цеха также должны носить индивидуальные средства защиты от тока. Правила защиты подробно описаны в действующих нормативах безопасности на производстве.

Применение различного антистатического оборудования – эффективный способ борьбы с током. Он может быть удален с помощью:

• антистатических щеток;
• ионных воздушных ножей;
• разряжающих планок;
• ионизирующих пистолетов;
• разряжающих блоков питания;
• других нейтрализаторов накопленного заряда.

Комплексные решения позволяют предотвратить накопление заряда и предупредить возгорание. Особенно важно использовать специальные нейтрализаторы напряжения во взрывоопасных зонах. Простым и при этом экономическим решением является установка недорогих антистатических шнуров и щеток. Приспособления позволят минимизировать возможные риски и эффективно нейтрализуют статическое поле на рабочих местах. Антистатическое оборудование широко востребовано на различных предприятиях.

Пластик является прекрасным диэлектриком. Стоит заметить, что материал не проводит электрический ток, потому и формируется на его поверхности поле. Защита от зарядов особенно необходима на предприятиях, которые производят различные полимеры, бумагу и ткани. Важно грамотно оборудовать рабочее место оператора и постоянно использовать антистатическую защиту и спецобувь.

Нейтрализовать разряд на пластике временно можно такими способами:

1. Используйте изопропиловый спирт. Протирать нужно периодически им поверхность пластика.
2. Проведите ионизацию антистатическими планками и воздушными ножами.
3. Добавьте в производство материала внутренние антистатические добавки.

Также можно использовать полимерный антистатик универсального действия. Свойства данного средства не зависят от влажности окружающей среды. Однако такой продукт стоит дорого, поэтому его применение целесообразно, когда требуется длительная защита полимеров. Также на производстве важно использовать спецблоки, которые уменьшают накопление заряда материалом.

Как убрать статическое электричество в быту

Обычно накопление телом заряженных частиц происходит из-за быстрого трения. Все материальные тела состоят из атомов. Вокруг ядра атома двигаются электроны. Как только человек снимает с себя кофточку и бросает вещь на диван, электроны стираются с собственных орбит и переходят на изделие. Электронами являются отрицательно заряженные частицы. И кофта становится отрицательно заряженной. В структуре материала электроны теперь находятся в избытке. А тело человека становится положительно заряженным. Если в этот момент прикоснуться к другому человеку или металлическому предмету, то можно ощутить явный разряд током. При этом человеческое тело вберет в себя недостающее число электронов, и энергетика сбалансируется. То есть, плюс и минус снова уравновесятся.

Как уже указывалось, статическое электричество в человеческом теле накапливается из-за дисбаланса заряженных частиц. При этом совершенно нет необходимости что-либо с себя снимать из одежды. К примеру, вы можете просто сидеть в автомобиле, и тело ваше при езде транспорта будет тереться о сидение. Любое трение, безусловно, провоцирует переход определенного количества электронов. Как только заряженное материальное тело соприкоснется с проводником, оно разрядится. То есть, вберет недостающие электроны от предмета.

Накопление телом заряды может ощущаться человеком в виде покалывания пальцев, снижения работоспособности, потери энергии. Большие дозы статического электричества крайне вредны для здоровья человека. При этом считается, что небольшой ток не несет опасности для человека. Однако стоит постоянно следить за напряженностью поля.

Получить заряд можно:

• от шерстяных вещей;
• при взаимодействии с различными техническими приборами;
• при расчесывании волос;
• при движении по ковру.

Если вы дома носите резиновые шлепки, то целесообразно положить в них кожаные стельки. Такая мера способствует снятию заряда. Чем еще можно уменьшить вредное формирование статического тока? Регулярно делайте дома влажную уборку, ликвидируйте с предметов пыль, проветривайте помещения. Снизить формирование наэлектризованность помогут расположенные на горячей батарее мокрые материи. Также можно использовать специальный увлажнитель воздуха.

Заряд накапливают многие бытовые приборы. Техника должна работать при уравнивании потенциалов. Стоит знать, что сильно электризуются акриловые и чугунные ванны, а также другие конструкции из данных материалов. Необходимо обеспечить определенную защиту от воздействия статического электричества в доме.

Важно помнить одно основное правило – статическое электричество не накапливают заземленные предметы. То есть, те тела, которые постоянно контактируют с поверхностью земли. Именно поэтому так важно, чтобы используемая обувь была с токопроводящими подошвами. Однако, к сожалению, современная обувь изготавливается из резины, каучука, синтетического полимерного материала. Спецобувь, в свою очередь, производят с учетом снятия статического напряжения на рабочем месте. И ее должны носить все операторы.

Повышение влажности воздуха в помещении – одна из самых действенных мер, когда снять наэлектризованность в цеху необходимо срочно. Разрядкой для заряженного тела становится в таком случае сам воздух. При повышенной влаге не формируется статический ток. Он также не возникнет, если человек намок под дождем. Это доказанный учеными факт.

Вывод

Статполе является опасным и малоприятным явлением, поэтому его формирование необходимо предотвращать не только в производственном цеху, но и в привычном быту. Током может биться любой металлический предмет. Если же вы накопите заряд и прикоснетесь к другому человеку, то при прикосновении тоже ощутите удар электричеством.

Важно научиться правильно снимать заряды с себя и грамотно обезопасить свое рабочее место. Для этого необходимо понимать природу образования разряда. Он проскакивает только между положительно и отрицательно заряженными объектами. Поскольку человеческое тело состоит из 80% воды, то оно является отличным проводником электрического тока.

В схеме защиты рабочего места обязательно должны присутствовать:

• токопроводящий коврик;
• заземляющий провод;
• излучатель ионизированного воздуха;
• провод, соединяющий поверхность стола с ковриком;
• клеммы заземления.

При этом оператор оборудования должен быть обут в токопроводящую обувь. Немаловажное значение имеет токопроводящая обивка рабочего стула. Оператор оборудования должен работать в спецодежде, которая не накапливает электричество. Скапливающиеся заряды при принятии вышеуказанных мер будут отводиться в землю.

Потенциал статики значительно снижают качественные ионизаторы воздуха. Их следует держать на производстве постоянно включенными. Такая мера предотвращает накопление статического электричества. Однако при этом следует учитывать, что высокая концентрация водяных паров в атмосфере пагубно влияет на человеческое здоровье. Влажность в помещении следует поддерживать на уровне 40%.

Эффективными мерами являются частые проветривания, применение вентиляции, фильтрация воздуха. Когда воздушный поток проходит сквозь фильтр, возникающие заряды нейтрализуются.

Кроме антистатической обуви и вещей, стоит носить специальные антистатические браслеты. Они включают специальную токопроводящую полосу, которая способствует заземлению заряда. Крепится подобное изделие к кисти руки специальной удобной пряжкой. Этот элемент подключается к заземляющемуся проводу. Использование браслета позволяет снизить мощность электрополя.

По вине статического электричества на производстве воспламеняются горючие материалы, происходят электротравмы, выходит из строя оборудование. Поэтому электростатическая защита является крайне важной для любого предприятия.

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

автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Особенности электризации полимерных запечатываемых материалов и разработка способов защиты от статического электричества

Автореферат диссертации по теме «Особенности электризации полимерных запечатываемых материалов и разработка способов защиты от статического электричества»

На правах рукописи

АНОХИНА ЕВГЕНИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ ЗАПЕЧАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Специальность 05.02.13 — Машины, агрегаты и процессы (печатные средства информации)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

13 МАЙ 2015

005568601

Москва-2015

005568601

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова» (МГУП имени Ивана Федорова) на кафедре «Инновационные технологии в полиграфическом и упаковочном производстве»

Научный руководитель: Баблюк Евгений Борисович,

доктор технических наук, с. н.с. МГУП имени Ивана Федорова, заведующий кафедрой «Инновационные технологии в полиграфическом и упаковочном производстве»

Официальные оппоненты: Дебердеев Рустам Якубович,

доктор технических наук, главный научн. сотр. Казанский национальный исследовательский технологический университет, кафедра «Технология переработки полимеров и композиционных материалов»

Безнаева Ольга Владимировна, кандидат технических наук, Московский государственный университет пищевых производств, вед. спец. отдела подготовки научно-педагогических кадров

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

институт кино и телевидения

Защита диссертации состоится «10»июня 2015 г. в 1300 на заседании диссертационного совета Д 212.147.01 при Московском государственном университете печати имени Ивана Федорова по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета печати имени Ивана Федорова.

Автореферат разослан« » 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.147.01 Пр 5

доктор технических наук, профессор Е.Д. Климова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Сегодня интенсивное развитие как у нас в стране, так и за рубежом получила индустрия упаковки. При этом с увеличением производительности как оборудования по изготовлению упаковочных материалов, печати на них, так и упаковочного оборудования, возникают проблемы, связанные со статической электризацией полимерных пленок. Наиболее широкое распространение как за рубежом, так и в России в качестве упаковочных материалов получили пленки из синтетических полимеров: полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) и полиэтилентерефталата (ПЭТФ).

Статическая электризация (трибоэлектризация) способствует накоплению пыли на поверхности полимерных упаковочных материалов, приводит к залипанию изделий на этикетировочных машинах. Задача данной работы — путем проведения систематических научных исследований предложить эффективные методы защиты технологических процессов изготовления упаковочных материалов и процессов упаковывания от статического электричества.

Проводя такого вида исследования необходимо учитывать и условия дальнейшей эксплуатации запечатанного полимерного материала. Поэтому исследования Особенностей электризации полимерных запечатываемых материалов и разработка способов защиты от статического электричества являются весьма актуальными.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель диссертационной работы заключается в разработке научно обоснованных, технологичных способов снижения трибоэлектризации полимерных упаковочных материалов. На основе результатов анализа научной и патентной литературы в области исследований сформулированы основные задачи диссертационной работы:

• разработка технологических приемов снижения трибоэлектризации полимерных пленок на различных стадиях процесса создания упаковки;

• изучение процессов накопления и релаксации электростатического заряда в зависимости от типа полимерной пленки и технологических приемов антиэлектростатической защиты;

• разработка технологических приемов и параметров процесса, обеспечивающего снижение уровня трибозаряда.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Показано, что обработка полимерных пленок в коллоидном растворе серебра с концентрацией серебра 100 мкг/л позволяет в 5 раз снизить элек-тризуемость. При обработке пленки в растворе с концентрацией серебра 5000 мкг/л полимеры практически не подвержены трибоэлектризации.

2. Установлено, что снижение величины трибозаряда на поверхности полимерных пленок, обработанных в коллоидном растворе серебра, связано с образованием на поверхности полимера тонкого слоя го частиц аморфного серебра, которые образуются при рН раствора не менее 9,0.

3. Нанесение на поверхность полимерных пленок водных дисперсий сополимеров, в частности сополимера метилметакрилата и малеинового ангидрида, приводит к снижению трибоэлектризации более чем в 2 раза. Такой эффект обусловлен увеличением микрошероховатости поверхности полимерного материала.

4. Установлена концентрационная зависимость уровня трибоэлектризации от содержания сополимера метилметакрилата и малеинового ангидрида в водной дисперсии, наносимой на полимерные пленки.

Решенная научная задача

Снижен уровень трибоэлектризации полимерных пленок в различных технологических процессах полиграфического и упаковочного производства путем нанесения на поверхность пленок сополимера метилметакрилата и малеинового ангидрида или обработки в растворе коллоидного серебра, что открывает возможность повышения производительности технологического оборудования.

Практическая ценность состоит в получении научных результатов, позволивших гарантированно обеспечить защшу от статического электричества полимерных упаковочных материалов на различных стадиях создания упаковки. Сформулированы граничные условия (концентрация сополимера в дисперсии, толщина наносимого покрытия, размер частиц сополимера) обеспечивающие защиту полимерных пленок от зарядов статического электричества.

Предложена рецептура водной дисперсии сополимера метилметакрилата и малеинового ангидрида, а также концентрации серебра в обрабатывающем коллоидном растворе, обеспечивающие высокий уровень защиты от трибоэлектризации.

Апробация результатов работы. Содержание основных разделов диссертационной работы докладывались: на расширенном заседании кафедры

«Инновационные технологии в полиграфическом и упаковочном производстве» в 2012, 2013, и 2014 гг.; на международной научно-практической конференции «Упаковочная индустрия», Алушта 2013 г.; на международной молодежной конференции «Тенденции развития планарных нанотехнологий на основе современного полиграфического оборудования», Москва 2012 г.; на международной конференции «Леонардо да Винчи», Берлин 2013 г.

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 7 научных статей, включая тезисы докладов на научных конференциях из них 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, библиографического списка. Основной текст диссертации содержит 110 страниц, включая 11 таблиц и 47рисунков.

Положения, выносимые на защиту:

1. Рецептура и граничные условия (концентрация сополимера в дисперсии, толщина наносимого покрытия, размер частиц сополимера), позволяющие гарантированно обеспечивать защиту полимерных упаковочных материалов от зарядов статического электричества.

2. Способ обработки полимерных пленок в коллоидном водном растворе серебра, обеспечивающий снижение уровня трибоэлектризации до допустимого уровня, не влияющего на процессы создания гибкой полимерной упаковки.

Личный вклад соискателя

Личный вклад соискателя — основной на всех этапах процесса работы над диссертацией. Все экспериментальные результаты получены, обработаны и интерпретированы соискателем самостоятельно.

Содержание работы

Во введении обсуждается актуальность темы диссертации, сформулирована цель и основные задачи работы.

В аналитическом обзоре диссертации проведен анализ публикаций, посвященных проблемам трибоэлектризации и способам защиты полимерных материалов от зарядов статического электричества. При этом учитывается влияние природы полимерных материалов на уровень их трибоэлектризации. На основании анализа научной литературы сформулированы направления проведенных в диссертации исследований.

Объекты исследования

В качестве объектов исследования были выбраны промышленно выпускаемые полимерные пленки, наиболее часто используемые для создания упаковки и этикеточной продукции. Это пленки из полиэтилена, полипропилена и полиэтилентерефталата.

В процессе проведения исследований были разработаны композиции водных дисперсий, содержащие сополимер метилметакрилата и малеино-вого ангидрида (ММА:МА) в соотношении (80:20) соответственно. Содержание сополимера в водной дисперсии от 0,5 до 20,0 % об.

Методы исследования

Электрический заряд на поверхности полимерных пленок создавали двумя способами: путем трибоэлектризации и активации полимерных пленок коронным разрядом. Трибоэлектризацию образцов осуществляли путем трения по поверхности полимерных пленок пластмассовым валиком, соблюдая определенную последовательность действий. Обработку коронным разрядом проводили как в переменном, так и постоянном поле.

Оценку величины поверхностной плотности заряда и напряженности электростатического поля на образцах пленок производили с помощью прибора измерения параметров электростатического поля ИПЭП-1.

Водные дисперсии антиэлектростатических композиций наносили на образцы полимерных пленок с использованием флексографского пробо-печатного устройства FlexiProof 100.

Для изучения картины распределения заряда на поверхности полимерных пленок использовали ксерографический порошок.

Морфологию поверхности исходных и модифицированных полимерных пленок исследовали методами атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии. Для исследования химического состава поверхностных слоев образцов полимерных пленок использовался метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).

Для генерации ионов серебра в воде использовали генератор коллоидных ионов серебра.

Оценку качества печатных оттисков на полимерных пленках, поверхность которых была модифицирована путем нанесения водной дисперсии сополимера ММА и МА, производили на флексографском пробо-печатном устройстве Р1ех1РгооГ 100. При этом оценивались такие показатели как воспроизводимость штриховых изображений и адгезионная прочность на границе полимерная пленка — печатная краска.

Экспериментальные результаты

При оценке напряженности электрического поля, а также поверхностной плотности заряда было установлено, что при измерении с помощью прибора ИПЭП-1 получаются усредненные значения, так как значительная часть измеряемой поверхности перекрывается измерительным окном прибора. Результаты исследований опубликованы в работе [1].

Использование электрографического порошка позволяет наблюдать реальную картину распределения электрического заряда на поверхности пленки как обработанной коронным разрядом, так и в случае заряда, полученного в результате трибоэлектризации.

Как показали результаты проведенных многочисленных экспериментов, картины распределения электрического заряда по поверхности полимерных пленок во многом определяются природой материала заземленного электрода.

Рис. 1. Распределение заряда на образцах ПЭТФ пленки обработанных в постоянном поле коронного разряда, покрытие заземленного электрода -полиэтилен. Интервал времени обработки между образцами а и б, г и д составил 2 часа, между образцами бив, дие-6 часов. На образцах а, б и в покрытие заземленного электрода из полиэтилена наг, д и е из фторопласта

Если не менять заземленный электрод и материал диэлектрического покрытия электрода, то картина распределения электрического заряда на поверхности пленки практически не будет меняться. Это хорошо показано на изображениях рис. 1.

Если изменить материал диэлектрического покрытия заземленного электрода, то картина распределения заряда изменится (образцы г,дие. на рис. 1). Изображения получены при использовании покрытия из полиэтилена. Причем картина распределения разряда практически не меняется при увеличении коронирующего напряжения. Сравнивая между собой изображения, представленные на рисунке 1, можно утверждать, что более высокие диэлектрические свойства покрытия заземленного электрода способствуют более равномерному распределению электрического заряда на поверхности.

Экспериментальные исследования показали, что измеренные параметры электрического заряда изменяются во времени, при этом, чем выше уровень полученного электрического заряда, тем интенсивнее его релаксация во времени.

На рис.2 представлены кинетические зависимости поверхностной плотности зарядов, полученных в процессе обработки коронным разрядом и при трибоэлектризации.

Рис. 2. Изменение поверхностного заряда, полученного при обработке коронным разрядом в отрица-тельной короне — 1, высокочастотной ко-роне -2 и путем трибоэлектризации — 3

Полученные зависимости свидетельствуют о разной природе инжекции заряда на поверхность пленки. Анализируя эти экспериментальные результаты, нетрудно заметить, что обработка полимерных материалов в коронном разряде постоянного поля приводит к значительной электризации поверхности полимера, при этом образовавшийся заряд очень стабилен во времени. Как следует из результатов, представленных на рис.2, обработка полимерной пленки коронным разрядом приводит к большей электризации поверхности, нежели трибоэлектризация. Вместе с тем обработка поверхности полимерных

В рем я. с

пленок коронным разрядом является необходимой процедурой, в том случае если в дальнейшем на полимерных пленках производится печать или наносятся какие-либо дополнительные слои.

Таким образом, проведенные исследования показывают, что для правильной трактовки результатов измерения электрических параметров зарядов различной природы на поверхности полимерных пленок, необходимо учитывать особенности измерительных приборов и природу электрических зарядов. Не учитывая эти особенности можно получить недостоверные и противоречивые результаты.

Ниже представлены результаты исследования трибоэлектризации различных полимерных пленок (рис.3).

В результате исследования образцов различных полимерных пленок было замечено снижение уровня начальной плотности электростатического заряда в процессе хранения образцов. При этом интенсивность снижения поверхностной плотности электрического заряда различна для различных полимерных материалов.

Как видно из результатов, представленных на рис.3, для исходных образцов пленок из ПЭ и ПЭТФ наблюдаются более высокие значения начальной плотности электростатического заряда, чем на образцах пленок из ПП. Однако снижение плотности электростатического заряда во времени наиболее существенно для пленок из ПЭТФ. Вместе с тем для всех трех образцов электростатический заряд не релаксирует полностью за время эксперимента — т.е. 200 с.

То есть остаточный заряд представляет потенциальную опасность для проведения различных технологических операций в процессе изготовления упаковки.

»мР

20

т

В р е м я, с

Рис. 3. Изменение трибозаряда во времени для образцов пленок из ПП (1), ПЭТФ (2) и ПЭ (3),—допустимый уровень трибозаряда

Анализ научной литературы, а также результаты собственных исследований [2] показали, что трибоэлектризация, при которой достигаются значения поверхностной плотности заряда менее 0,04 мкКл\м2 является несущественной и не оказывет отрицательного влияния на технологические процессы производства полимерных пленок и упаковки из них. , нм 18 12 29

R„ нм 40 31 97

Rmax>HM 83 58 150

Как видно из табл.1, параметры шероховатости поверхности выражены наноуровнем. И этот уровень не обеспечивает защиту полимерных пленок от зарядов статического электричества (кривые 1, 2 и 3 на рис.3 расположены выше допустимого значения плотности заряда).По-видимому для более значительного антиэлектростатического эффекта необходимо создать шероховатость не на нано-, а на микроуровне.

__I ■ I , I-J-1—-1-1-

6О 100 140 180

Время, е

Ф» 4

Ври МП. с б

Рис. 4. Изменение трибозаряда во времени для образцов пленок из ПП (1) и ПЭТФ (2) и ПЭ (3) с нанесенным слоем сополимера, при концентрации сополимера в водной дисперсии — 5 % (в), и 15% (б), — допустимый уровень трибозаряда

Как показали проведенные исследования, созданная на поверхности микрошероховатость путем нанесением дисперсии сополимера мегалметакрилата и малеиновош ангидрида существенно влияет как на величину трибозаряда, так и на кинетику его релаксации. Это доказывается полученными зависимостями (рис.4).

При проведении исследований, связанных с оценкой влияния концентрации дисперсии сополимера ММА и МА в наносимой на полимерные материалы композиции, минимальное значение периода полустекания наблюдалось при нанесении дисперсии с концентрацией сополимера 15% (рис.5).

Рис. 5. Зависимость периода полустекания трибозаряда во времени для образцов пленок из ПП (1), ПЭТФ (2) и ПЭ (3) от концентрации сополимера в наносимой на образцы дисперсии

При этой концентрации снижение величины трибозаряда на поверхности ПП, ПЭТФ и ПЭ пленок в 2 раза происходит за 40, 30 и 65 секунд соответственно [6].

Для исходных образцов (без слоя водной дисперсии сополимера) этот показатель равен 165 с. для ПП, 100 с. для ПЭТФ, а для ПЭ этот показатель не достигается и за 200 секунд.

По-видимому, наличие дисперсии на поверхности полимерных пленок создает определенную микрошероховатость, которая способствует стеканию накапливающегося трибозаряда. Концентрационная зависимость Г|/2 скорее всего связана с плотностью распределения частиц сополимера по поверхности полимерной пленки.

Это подтверждается микрофотографиями поверхности ПЭТФ пленки со слоем полимерной дисперсии различной концентрации в сравнении с

о

15 20

5

Концентрация сополи/дсрл а дисперсии, %

исходным образцом (без слоя сополимера), (рис.6). Аналогичные фотографии были получены и для пленок из ПЭ и ПП.

Рис. б. Микрофотографии образцов поверхности ПЭТФ пленок:

1 — исходный без слоя сополимера; 2 — со слоем сополимера, нанесенного из дисперсии 10%-ной концентрации; 3 — 15%-ной концентрации и 4 — 20%-ной концентрации

Анализ результатов, представленных на рисунках 5 и 6, позволяет предположить, что оптимальная микрошероховатость поверхности полимерных пленок достигается при 15%-ной концентрации дисперсии сополимера в обрабатывающей композиции. Дальнейшее же увеличение концентрации приводит к образованию агломератов частиц дисперсии и, как следствие, снижению микрошероховатости поверхности.

При оценке эффективности применения обработки полимерных пленок в растворе коллоидных частиц серебра были получены результаты, также иллюстрирующие эффективность данного метода для снижения величины трибозаряда. Результаты этих исследований представлены ниже, а также были опубликованы в статье [7].

На рис.7 представлены обзорный и детальный спектры РФЭС образцов пленок из ПЭТФ, обработанных в водном коллоидном растворе серебра. Анализ этих спектров свидетельствует о наличии частиц серебра на поверхности полимера.

оь

(

Энергия с

а

Энергия связи, эВ

б

Рис. 7. Обзорный (а) и детальный по серебру (б) спектры поверхности пленки ПЭТФ с нанесенным серебром из коллоидного раствора

В результате обработки полимерных пленок в растворе коллоидного серебра на их поверхности формируются частицы серебра. При этом можно наблюдать два вида частиц: в виде микрокристаллов серебра, которые имеют различную форму и размеры; в виде слоя из частиц аморфного серебра.

Рис. 8. Изображения поверхности ПЭТФ пленки, обработанной в коллоидном растворе серебра, полученные методом СЭМ, где а -кристаллическая форма серебра, б — аморфные частицы серебра

При анализе изображений, полученных методом СЭМ, после проведения элементного анализа с использованием ЭДС-спектроскопии было установлено, что на образцах, где серебро на поверхности полимерной пленки формируется в виде микрокристаллов, в поверхностном слое за-

фиксировано наличие хлора. Форма микрокристаллов, это кубы и октаэдры, напоминает микрокристаллы галогенидов серебра.

При сравнении трибоэлектризуемости образцов, на которых серебро сформировано в виде микрокристаллов и виде слоя аморфного серебра, было установлено, что образцы, на поверхности которых формируется слой аморфного серебра, практически не подвержены трибоэлектризации.

Поэтому дальнейшие исследования были направлены на создание условий, которые не привели бы к образованию микрокристаллов А§С1. Процессы кристаллизации серебросодержащих соединений хорошо изучены в научной фотографии. При этом известно, что процессы кристаллизации во многом зависят от условий их проведения (температура, рН среды, присутствие примесей, воздействие ультразвуком и др.)

Для повышения рН водных растворов был использован метабисуль-фит натрия (Ма28205), позволяющий при добавлении небольших количеств плавно повышать значение рН и одновременно способствовать процессу восстановления серебра из его галогенидов.

Изменяя количество Ка28205 в интервале 2-5 г на 1 литр воды, удалось получить различные значения рН водного раствора от 7.8 до 9.8. При рН > 9,4 микрокристаллы А§С1 практически не образуются и поверхность полимерной пленки покрывается слоем аморфного серебра (рис.8 б).

На рис. 9 представлены экспериментальные результаты по кинетике трибозаряда для образцов полимерных пленок, обработанных в коллоидном растворе серебра при рН — 7 и рН — 9,4.

Рис. 9. Изменение трибозаряда во времени для образцов пленок из ПП (1), ПЭТФ (2) и ПЭ (3), обработанных в коллоидном растворе серебра при рН=7. 0 (а)

и при рН=9.4 (б)

Как показал эксперимент, концентрации серебра в исходном растворе в количестве 100 мкг/л достаточно для того, чтобы при обработке в течение 20 с. снизить поверхностную плотность заряда, образующегося на поверхности пленки из ПЭТФ, в 5 раз, а при концетрации серебра в исходном растворе 5000 мкг/л поверхностный трибозаряд на пленке не образуется (рис.10).

Содержание серебра о коллоидном рэелгсорр, мкг/л

Рис. 10. Влияние концентрации серебра в исходном растворе при рН -9,4 на величину трибо-заряда на поверхности пленки из ПЭТФ (- — допустимый уровень трибозаряда )

Поскольку антибактериальные свойства серебра хорошо известны, то в процессе проведения экспериментов по обработке полимерных пленок в коллоидном растворе серебра была проведена серия экспериментов по определению бактерицидного эффекта пленок с нанесенными частицами серебра Результаты этих исследований опубликованы в работах [3,4] и представлены в табл2.

Таблица 2

Зависимость антибактериальных свойств пленки из ПЭТФ от количества серебра на ее поверхности

№ образца Концентрация серебра в растворе, мкг/л Доля серебра в поверхностном слое пленки, % Доля погибших болезнетворных бактерий, %

1 250 0,08 39,5

2 10000 0,3 83,8

3 20000 0,8 97,5

4 20000 0,9 99,3

5 20000 1,25 99,5

Это свойство пленки с нанесенными на неё частицами серебра можно использовать в упаковке пищевых продуктов в качестве материала для изготовления бактерицидной упаковки пищевых продуктов.

Для оценки качества печати были изготовлены отпечатки флексо-графским способом, и далее методом оптической микроскопии изучено качество печати. Экспериментально было установлено, что отпечатки, выполненные с использованием воднодисперсионной краски и краски, растворимой в органических растворителях, практически не отличаются. При этом сравнение геометрических размеров штрихов на отпечатках с изображением на форме флексографской печати позволило установить, что изменение ширины штриха не превышает 40%. Для флексографского способа печати это является удовлетворительным результатом.

В табл. 3 представлены экспериментальные результаты по количественной оценке адгезионной прочности на границе печатная краска — полимерная пленка с нанесенным слоем сополимера ММА:МА.

Таблица 3

Результаты оценки адгезионной прочности на границе печатная краска — полимерная пленка

Тип печатной краски Адгезионная прочность, Н/см2

ПЭТФ

Исх. обр. Концентр, сополимера (5%) Концентр, сополимера (15%)

Воднодисперсионная 24,4 14,2 21,3

На органическом растворителе 28.6 15,4 20,6

ПЭ

Воднодисперсионная 20,5 12,6 18,2

На органическом растворителе 22,4 13,4 18,5

ПП

Воднодисперсионная 22,6 10,6 20,4

На органическом растворителе 24,6 13,2 19,6

На основе анализа результатов, представленных в табл. 3, было установлено, что в случае нанесения водной дисперсии сополимера ММА:МА обработку коронным разрядом можно исключить. Тип краски оказывает незначительное влияние на адгезионную прочность.

Таким образом на основании исследования свойств печатных оттисков можно сделать вывод о том, что дополнительная обработка поверхности полимерных пленок путем нанесения водных дисперсий сополимера метилметакрилата и малеинового ангидрида не создаст затруднений при флексографском способе печати на таких пленках.

Выводы

1. Получены научные результаты, позволяющие гарантированно обеспечивать антиэлектростатическую защиту полимерных упаковочных материалов на различных стадиях создания упаковки.

2. Нанесение на поверхность полимерных пленок водных дисперсий сополимеров, в частности сополимера метилметакрилата и малеинового ангидрида, приводит к снижению трибоэлектризации более чем в 2 раза.

3. Установлена концентрационная зависимость уровня трибоэлектризации от содержания сополимера метилметакрилата и малеинового ангидрида в водной дисперсии, наносимой на полимерные пленки.

4. Разработана рецептура полимерной дисперсии и технологические особенности ее нанесения на гибкие полимерные упаковочные материалы, обеспечивающие защиту от зарядов статического электричества.

5. Экспериментально установлено, что обработка полимерных пленок в коллоидном водном растворе серебра с концентрацией серебра 100 мкг/л позволяет в 5 раз снизить уровень трибоэлектризации. При обработке пленки в растворе с концентрацией серебра 5000 мкг/л полимеры практически не подвержены трибоэлектризации.

6. Установлено, что снижение величины трибозаряда на поверхности полимерных пленок, обработанных в коллоидном растворе серебра, связано с образованием на поверхности полимера слоя из частиц аморфного серебра, которые образуются при рН раствора не менее 9,4.

7. Экспериментально установлено, что полимерные пленки, обработанные в коллоидном растворе серебра, обладают бактерицидными свойствами.

Публикации по теме диссертационной работы Статьи в ведущих научных изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. Е.Б. Баблюк, А.Г. Летяго, Е.А. Анохина. Об особенностях измерения параметров электрического поля полимерных пленок // Известия ВУЗов. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2012. — № 3. -С. 3-8.

2. Е.А. Анохина, Е.Б. Баблюк, Н.В. Уварова, И.В. Нагорнова. Влияние обработки поверхности полимерных пленок в коллоидном растворе серебра на их трибоэлектризацию // Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2015. — №1. — С. 3-9.

Статьи в других научных изданиях:

3. Анохина Е.А., Зубкова Т.А., Нагорнова И.В. Разработка антибактериальной упаковки с использованием наночастиц серебра // Доклады международной молодежной конференции «Тенденции развития пла-нарных нанотехнологий на основе современного полиграфического оборудования». — Москва, 2012. — С.74-77.

4. Е.А. Анохина, Т.А. Зубкова, И.В. Нагорнова. Методика нанесения наночастиц серебра из его коллоидных растворов на полимерную пленку // Сборник трудов Международной технической конференции имени Леонардо да Винчи. — Берлин, 2013. -№1. -С. 21-23.

5. Т.П. Евсеева, Е.А. Анохина, Е.Б. Баблюк. Разработка способа защиты упаковочных материалов от статического электричества // Вестник МГУП. — 2010. — № 11.-С. 206-216.

6. Е.Б. Баблюк, В.Л. Дубинина, Е.А. Анохина. Защита полимерных упаковочных материалов от статического электричества // Packaging. -2014.-№3,-С. 30-34.

7. Е.Б. Баблюк, Е.А. Анохина, Т.А. Зубкова. Способы защиты упаковочных материалов от статического электричества // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Упаковочная индустрия». — Алушта, 2013. — С. 86-91.

Подписано в печать 16.04.15. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,05 Тираж 100 экз. Заказ № 104.

Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова. 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 2А. Отпечатано в Издательстве МГУП имени Ивана Федорова.

Способы защиты от электричества. Статическое электричество — что такое, причины возникновения. Что это такое

Статическое электричество возникает вследствие сохранения зарядов электростатического поля на диэлектрических материалах. Оно отрицательно влияет на жизнь человека и эксплуатацию электрических устройств. Образование искр от статического электричества способствует пожарам и взрывам. Мощности энергии вполне хватит для возгорания газовоздушных смесей и пыли.

Заряд статического электричества может накапливаться на теле человека, если на нем одежда из шерсти или из химических волокон. Величина потенциала около 7 Джоулей не составляет опасности для человека, однако способна вызвать судороги и сокращения мышц. А это в свою очередь может создать условия для травмы на работе, падения с высоты и т.д.

Статическое электричество отрицательно влияет на функционирование точных приборов, радиосвязи, вызывает неисправности в работе. Работники, на которых постоянно воздействует статическое электричество, чаще болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями и болезнями нервной системы.

Только защита от статического электричества способна свести к нулю или вовсе не допустить возникновение этого отрицательного явления.

Источники статического электричества

• Действие различных излучений.
• Резкое изменение температуры.
• Взаимодействие тел друг с другом при движении.

Это явление оказывает негативное влияние и представляет опасность. Защита от статического электричества позволяет полностью предотвратить или значительно уменьшить его действие.

В бытовых условиях статическое поле часто возникает на шерсти животных, при снятии синтетической одежды, расчесывании волос, при ношении резиновой обуви, хождении по ковру в шерстяных носках, пользовании пластмассовыми изделиями.

Электростатическое поле не угрожает жизни человека, при разряде образуется слабый ток, который не способен слишком навредить организму человека. Он может создать лишь некоторое некомфортное состояние. Для предотвращения такого эффекта необходимо соблюдать всего лишь несколько простых правил: в морозную и сухую погоду не гладить животных, медленнее снимать шерстяную одежду, либо обработать ее специальным составом, при расчесывании волос применять деревянную или металлическую расческу.

Накапливанию электростатической энергии способствуют:

• Железобетонные стены здания.
• Слишком сухой воздух.

Для электронных устройств заряд электростатического поля является злейшим врагом. Некоторые элементы электронных устройств не способны выдержать высокие напряжения, возникающие при разряде. Чувствительные элементы могут выйти из строя или ухудшить свои параметры работы.

Если объектом воздействия электрического поля станут легковоспламеняющиеся жидкости, это создаст условия для их воспламенения. Эти жидкости при перевозке в цистернах могут накопить статический заряд. Также заряд возникает и от механизма или человека, подошедшего к ним близко. Поэтому в промышленном производстве, где имеются легковоспламеняющиеся жидкости, большое внимание уделяют устройству заземления подвижных конструкций, механизмов. Для пошива обуви и специальной одежды на производстве также применяются специальные ткани, которые не способны накапливать электрический заряд.

Принцип действия

Разберемся, как образуется статический заряд. В нормальном состоянии физические тела обладают одинаковым числом отрицательных и положительных частиц. За счет этого баланса создается нейтральное состояние тела. При нарушении нейтрального состояния тело получает электрический заряд одного полюса.

Статикой называется состояние тела в покое, когда оно находится без движения. В веществе тела может возникать поляризация, которая выражается в передвижении зарядов между частями тела, либо от находящегося рядом предмета.

Вещества электризуются из-за разделения тел, изменения зарядов во время трения, резкого изменения температуры, облучения. Заряды электрического поля находятся на поверхности тела или удалены от поверхности на расстояние, равное межатомному расстоянию. Если тела не заземлены, то заряды концентрируются на контактной площади, а при наличии заземления заряд уходит в контур заземления.

Процессы накапливания зарядов и их стекание происходят в одно время. Тело электризуется при условии получения им большего заряда энергии, по сравнению с расходуемым зарядом. В результате становится понятно, что защита от статического электричества должна отводить накапливаемые заряды на заземляющий контур.

Величина статического электричества

Все физические вещества имеют свою характеристику на трибоэлектрической шкале, в зависимости от их способности создавать электрические заряды различных полюсов при трении. Основные такие вещества изображены на рисунке.

Чтобы иметь представление о размерах возникающих статических зарядов, рассмотрим несколько примеров:

• Вращающийся шкив с приводным ремнем способен зарядиться до 25000 вольт.
• Кузов автомобиля, движущегося по сухой дороге, может получить заряд до 10000 вольт.
• Человек в шерстяных носках при хождении по сухому ковру способен накопить заряд на теле до 6000 вольт.

В результате становится понятно, что напряжение электростатического поля может достигнуть значительных размеров даже в быту. Этот заряд не причиняет человеку значительного вреда ввиду его малой мощности. Разряд протекает через большое сопротивление и исчисляется в нескольких долях миллиампера.

Влажность воздуха также снижает электростатический заряд. Она влияет на значение потенциала тела во время прикосновений с разными материалами. Поэтому защита от статического электричества может заключаться в применении .

В природной среде существует статическое электричество, достигающее огромных значений. Например, при движении облаков между ними возникают большие потенциалы энергии, которые выражаются в разрядах молнии. Мощность этих разрядов вполне хватит, чтобы сжечь деревянный дом или расколоть ствол многолетнего дерева.

В бытовых условиях при разрядах электростатического поля человек чувствует мелкие пощипывания в пальцах, видны искры от трения шерстяной одежды, снижается работоспособность человека. Электростатическое поле негативно влияет на состояние человека, но явных повреждений не наносит.

Существуют измерительные приборы, способные точно измерить значение статического потенциала накопленного заряда на теле человека и на корпусе какого-либо устройства.

Защита от статического электричества

Существуют различные методы защиты от разрядов электростатического поля, как в быту, так и в промышленных условиях. Они имеют свои отличия. Рассмотрим подробнее каждые из них.

Защита в бытовых условиях

Каждый человек должен представлять опасность, которую несут статические разряды для организма. Их необходимо знать, и уметь их ограничивать. Для решения этой задачи организуются разные мероприятия по обучению людей методам защиты, в том числе телепередачи.

На этих мероприятиях людям объясняют, откуда и как появляется статическое поле, методы его измерения и приемы выполнения профилактической работы. Например, чтобы избежать неприятных ощущений статического поля, для расчесывания волос целесообразно использовать деревянные расчески, вместо пластиковых. Дерево имеет нейтральные характеристики, и во время трения не создает заряды электростатического поля. В магазинах можно без труда приобрести деревянную расческу любой формы и вида.

Чтобы предотвратить образование статического потенциала на кузове автомобиля при езде по сухому дорожному покрытию, применяют специальные антистатические ленты, которые фиксируются сзади автомобиля на днище кузова. В торговой сети можно без труда выбрать любой вариант такой ленты.

Если автомобиль ничем не защищен от возможного разряда накопленного заряда потенциала, то напряжение можно снимать временным заземлением кузова автомобиля путем его соединения с землей через металлическую часть. Для этого можно использовать ключ зажигания. Снимать напряжение в обязательном порядке необходимо перед тем, как заправлять автомобиль бензином.

Когда на одежде из химических волокон образуется статический заряд, то рекомендуется пользоваться «Антистатиком». Это специальный баллончик в виде аэрозоля, который продается в магазинах. Он снимает статическое электричество с одежды, тканей, с синтетических чехлов на сиденьях автомобиля, особенно в зимнее время, когда воздух сухой. Но, чтобы не использовать различные баллончики и химию, рекомендуется носить одежду из натуральных материалов: хлопка и льна.

Если на обуви прорезиненная подошва, то это создает условия для накопления потенциала напряжения. Чтобы этого не произошло, достаточно в обувь положить специальные антистатические стельки, которые сделаны из натуральных материалов. В результате негативное влияние на человека уменьшится.

Слишком сухой воздух зимой в городских квартирах способствует накапливанию электростатического заряда. Для этого существуют специальные устройства – увлажнители воздуха. Если такого устройства нет, то вполне подойдет большая влажная салфетка, которую необходимо положить на батарею. В результате процесс накопления заряда уменьшится, обстановка в квартире улучшится. Также рекомендуется регулярно производить влажную уборку. Это позволит вовремя удалять пыль и наэлектризованные участки. Такой способ является лучшим.

Электрические устройства в быту при эксплуатации также накапливают статический заряд на корпусе. Для снижения действия статического заряда выполняют систему уравнивания потенциалов. Она подключается к заземляющему контуру всего дома. Акриловая ванна подвержена накоплению на ней статического заряда, и ее необходимо защищать системой уравнивания потенциалов. Даже чугунная ванна с акриловым вкладышем также подвержена этому негативному явлению.

Защита от статического электричества на производстве

В промышленном производстве применяют несколько способов сохранения функциональности оборудования:

• Увеличение стойкости устройств и оборудования к воздействию электростатического разряда.
• Блокировка проникновения заряда на рабочее место.
• Недопущение возникновения электростатических зарядов.

Два последних способа дают возможность осуществлять защиту многих устройств, а первый способ применяется только для отдельных видов оборудования.

Высокую защиту от разрядов статического поля и сохранения функциональности устройства обеспечивает . Это металлическая клетка в виде сетки с мелкой ячейкой. Клетка ограждает оборудование со всех сторон. Она подключается к заземляющему контуру. Внутрь клетки не проходят электрические поля, в то же время магнитному статическому полю, клетка Фарадея не мешает. По такому же принципу защищают кабели, оснащая их металлическим экраном.

Защита от статического электричества делится по методам выполнения:

• Конструкционно-технологические.
• Химические.
• Физико-механические.

Последние два метода дают возможность снизить образование зарядов и повысить скорость их ухода в землю. Первый метод выполняет защиту устройств от зарядов, но не отводит их на заземление.

Оптимизировать снижение электростатического заряда можно следующим образом:

• Увеличением токопроводимости материалов.
• Созданием коронирования.

Такие задачи решают с помощью:

• Выбора материалов с хорошей объемной проводимостью.
• Увеличением рабочих поверхностей.
• Ионизацией воздушного пространства.

Для реализации этих задач создают магистрали для протекания на землю статических зарядов, минуя рабочие компоненты устройств. Если материалы имеют высокое сопротивление, то применяют другие способы.

15.1. Мероприятия по защите от статического электричества необходимо осуществлять в соответствии с действующими нормативами.

15.2. Разработка технологических процессов и оборудования должна проводиться с учетом предотвращения опасной электризации веществ при их производстве и применении. Основные мероприятия по предотвращению опасных проявлений статического электричества должны быть указаны в директивном технологическом процессе.

При пуске нового или реконструкции производства следует проверить наличие и достаточность действующих устройств защиты от статического электричества и при необходимости обеспечить дополнительную его защиту.

15.3. Технологический регламент должен содержать параметры обрабатываемых в производстве веществ, характеризующие их электрические свойства (удельные электрические сопротивления) и чувствительность к электростатическим разрядам (минимальную энергию воспламенения), и описание средств защиты от статического электричества, а в технологических инструкциях и инструкциях по технике безопасности должен быть описан порядок их применения.

15.4. Наиболее вероятно возникновение и накопление электростатических зарядов на таких операциях, как просеивание, измельчение, смешение, загрузка и выгрузка из аппаратов, пневмо- и вакуум-транспортирование. Допустимые параметры технологического процесса, обеспечивающие электростатическую безопасность переработки каждого из видов продуктов, устанавливаются разработчиком директивного технологического процесса и регламента технологического процесса.

15.5. Для предупреждения возможности возникновения опасных электростатических разрядов необходимо предусматривать с учетом особенностей производства следующие меры защиты:

Заземление электропроводящего оборудования и коммуникаций;

Применение нейтрализаторов;

Подбор пар контактирующих материалов, электризующихся зарядами разных знаков;

Увлажнение окружающей атмосферы;

Применение электропроводных материалов для оборудования;

Применение спецодежды.

15.6. Для снижения интенсивности возникновения зарядов статического электричества следует:

Всюду, где это технологически возможно, паро- и пылевоздушные смеси очищать от взвешенных жидких и твердых частиц, жидкости — от загрязнений твердыми и жидкими примесями;

Поддерживать концентрацию горючих сред вне пределов взрываемости;

Всюду, где этого не требует технология производства, исключить разбрызгивание, дробление, распыление веществ;

Технологические процессы вести в соответствии с установленными параметрами;

Уменьшать скорости транспортирования и переработки, турбулентность потоков пыле-парогазовых смесей и жидкостей;

Исключать конденсацию и кристаллизацию паров и газов при истечении из трубопроводов, шлангов, форсунок, сопел.

15.7. Все технологическое оборудование (аппараты, емкости, коммуникации, покрытия рабочих столов и стеллажей, оснастка и др.), где возможно образование и накопление зарядов статического электричества, должно быть изготовлено из металла или электропроводных материалов и заземлено (электропроводными материалами являются такие, удельное объемное электрическое сопротивление которых не превышает 1Е5 Ом. м).

Аппараты, емкости, агрегаты, трубопроводы, в которых происходит перемещение, дробление, распыление, разбрызгивание продуктов, отдельно стоящие машины, агрегаты, аппараты, соединенные трубопроводами с общей системой аппаратов и емкостей, должны быть присоединены к внутреннему контуру заземления при помощи отдельного ответвления независимо от заземления соединенных с ними коммуникаций.

Последовательное включение в заземляющую шину (провод) нескольких заземляющих аппаратов, агрегатов или трубопроводов не допускается.

Допускается объединение заземляющих устройств для защиты от статического электричества с защитным заземлением электрооборудования.

Заземление смесительно-зарядной машины перед загрузкой должно осуществляться в соответствии с п. 9.6 настоящих Правил.

15.8. В конструкторской документации на технологическое оборудование должны быть указаны места для присоединения заземляющих проводников и способ их крепления.

В каждом производственном здании должна быть составлена схема (карта) заземления, в которой должны быть перечислены все оборудование, оснастка, инвентарь и т.п., подлежащие заземлению.

15.9. Сопротивление заземления любой наиболее удаленной точки внутренней поверхности оборудования, изготовленного из электропроводных (неметаллических) материалов, относительно внутреннего контура заземления не должно превышать 1Е6 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного только для защиты от статического электричества, должно быть не более 100 Ом.

15.10. Заземляющие проводники и контур заземления должны быть проложены открыто, чтобы обеспечить возможность их осмотра. При этом должна быть обеспечена их устойчивость к механическим и химическим воздействиям.

Заземлители, наружный и внутренний контуры заземления должны быть выполнены в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок и норм и правил по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

Заземляющие проводники, предназначенные для защиты от статического электричества, окрашиваются в черный цвет с нанесением в местах присоединения к технологическому оборудованию и внутреннему контуру заземления одной поперечной полосы шириной 15 мм красного цвета. Допускается в соответствии с оформлением помещения окрашивать заземляющие проводники в иные цвета (кроме красного) с маркировкой красной полосой, как указано выше.

15.11. Соединение элементов контура заземления, присоединение заземлителей и заземляемых конструкций должны быть выполнены сваркой. В случае невозможности применения сварки допускается присоединение заземляющих проводников с помощью надежного резьбового соединения. При этом заземляющие проводники должны иметь на концах неразрезанное кольцо, электрически соединенное с основной жилой. Резьбовые соединения должны быть защищены от коррозии.

15.12. Трубопроводы, расположенные параллельно на расстоянии до 0,1 м друг от друга, должны соединяться между собой перемычками через каждые 20 м. При пересечении трубопроводов друг с другом, с металлическими лестницами и конструкциями на расстоянии менее 0,1 м они должны также соединяться перемычками.

Защитное заземление трубопроводов, расположенных на наружных эстакадах, должно отвечать требованиям норм и правил по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

Металлические воздуховоды вентиляции должны быть заземлены через каждые 20 м с помощью проводников из алюминиевых сплавов диаметром не менее 5 мм, ленты сечением не менее 24 мм2.

15.13. Способные электризоваться движущиеся части машин и аппаратов, контакт которых с заземленным корпусом может быть нарушен, должны иметь специальные устройства (токосъемники) для обеспечения заземления.

Аппараты, в которых имеет место интенсивная электризация веществ, а также подвижные узлы виброоборудования (вибролотки, сита с механическим приводом и т.п.) должны быть заземлены не менее, чем в двух точках.

15.14. Для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления веществ, составов и конструкционных материалов там, где это допускается условиями технологического процесса, рекомендуется поддерживать относительную влажность воздуха не ниже 65%.

15.15. Пересыпание веществ следует производить с возможно малой высоты. Повсеместно следует систематически, в сроки, установленные инструкциями, влажным способом очищать от осевшей пыли оборудование, воздуховоды вентиляции и другие конструкции в помещении.

Запрещается загрузка сыпучих продуктов непосредственно из бумажных, полиэтиленовых, полихлорвиниловых и других электризующихся мешков в люки аппаратов, содержащих пары горючих жидкостей. В этом случае следует применять загрузочные устройства из проводящих материалов, обеспечивающие наименьшее пыление веществ.

Отбор проб сыпучего вещества, измерение технологических параметров посредством вносимых пробоотборников и приборов следует производить после осаждения пыли.

15.16. Измерение параметров электризации в условиях производства проводится периодически в соответствии с утвержденным графиком проведения измерений, но не реже двух раз в год. Для проведения измерений должны применяться приборы в искробезопасном и взрывозащищенном исполнении, допущенные к применению для данных производств, обеспечивающие электростатическую безопасность измерений и прошедшие государственные или ведомственные испытания.

15.17. Приемка в эксплуатацию устройств защиты от статического электричества должны производиться одновременно с приемкой технологического и энергетического оборудования.

В процессе эксплуатации устройств защиты от статического электричества необходимо:

Перед началом работы проверить надежность электрического контакта заземляющих проводников в местах соединения и непрерывность электрической цепи по всей длине;

Не допускать загрязнения, механических повреждений, длительного воздействия щелочей, кислот, органических растворителей на элетропроводные покрытия технологического оборудования, рабочих мест.

15.18. Осмотр и измерение электрических сопротивлений заземляющих устройств технологического оборудования, трубопроводов и т.п. рекомендуется проводить одновременно с проверкой заземления электрооборудования. Результаты проверочных испытаний, а также ревизий и ремонтов заземляющего устройства должны заноситься в паспорт. Результаты измерения сопротивления заземления технологических аппаратов, оборудования, подвижного оборудования, транспортных устройств, оснастки должны регистрироваться в специальном журнале.

Статическое электричество — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов изделий или на изолированных проводниках. Заряды накапливаются на оборудовании и материалах, а сопровождающие электрические разряды могут явиться причиной пожаров и взрывов, нарушения технологических процессов, точности показаний электрических приборов и средств автоматизации.
Особую опасность в связи с накоплением статического электричества представляют предприятия пищевых производств, на которых технологические процессы связаны с дроблением, измельчением и просеиванием продукта (хлебопекарные, кондитерские, крахмальные, сахарные и др.), с очисткой и переработкой зерна, транспортированием твердых и жидких продуктов с помощью конвейеров и по трубам (склады бестарного хранения муки, пивоваренные, спиртовые заводы и Др.).
При соприкосновении тел, различающихся по температуре, концентрации заряженных частиц, энергетическому состоянию атомов, шероховатости поверхности и другим параметрам, между ними происходит перераспределение электрических зарядов. При этом у поверхности раздела тел на одной из них концентрируются положительные заряды, а на другой отрицательные. Образуется двойной электрический слой. В процессе разделения контактирующих поверхностей часть зарядов нейтрализуется, а часть сохраняется на телах.
В производственных условиях электризация различных веществ зависит от многих факторов, и прежде всего от физико-химических свойств перерабатываемых веществ, вида и характера технологического процесса. Величина электростатического заряда зависит от электропроводности материалов, их относительной диэлектрической проницаемости, скорости движения, характера контакта между соприкасающимися материалами, электрических свойств окружающей среды, относительной влажности и температуры воздуха. Особенно резко возрастает электризация диэлектрических материалов при удельном электрическом сопротивлении 109 Ом-м, а также при относительной влажности воздуха менее 50 %. При удельном сопротивлении 108 Ом-м и менее электризация практически не обнаруживается. Степень электризации жидкостей в основном зависит от ее диэлектрических свойств и кинематической вязкости, скорости потока, диаметра и длины трубопровода, материала трубопровода, состояния его внутренних стенок, температуры жидкости. Интенсивность образования зарядов наблюдается при фильтрации за счет большой площади контакта жидкости с элементами фильтра. Разбрызгивание жидкостей при заполнении резервуаров свободно падающей струей горючей жидкости, например на спиртовых заводах, сопровождается электризацией капель, вследствие чего появляется опасность электрического заряда и воспламенение паров этих жидкостей. Поэтому налив жидкости в резервуары свободно падающей струей не допускается. Расстояние от конца загрузочной трубы до дна сосуда не должно превышать 200 мм, а если это невозможно, струю направляют вдоль стены.
Гели напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика достигает критической (пробоиной) величины, возникает электрический разряд. Для воздуха пробивное напряжение примерно равно 30 кВ/см.
Электростатическая искро6езопасность —это такое состояние, при котором исключается возможность взрыва или пожара от статического электричества. Безопасная энергия искры (в Дж) определяется по формуле:

Wи=kб*Wmin

Где kб — коэффициент безопасности, применяемый равным 0,4—0,5; Wmin—минимальная энергия, которая может вызвать воспламенение рассматриваемой горючей смеси.
За предельно допустимое значение заряда принимается такое его значение, при котором максимально возможная энергия разряда Wи с поверхности данного вещества не превосходит 0,4—0,5 минимальной энергии воспламенения окружающей среды Wmin.
Энергию разряда (искры) диэлектрика (в Дж) можно определить по формуле:

W=0,5*С*V 2

Где С — электрическая емкость, разряжаемая искрой, Ф; V — разность потенциалов относительно земли, В.
Минимальную энергию воспламенения газо- и паровоздушных смесей составляют доли миллиджоуля.
Разность потенциалов на оборудовании может достигать нескольких тысяч вольт, и, как следует из формулы, при этом даже при незначительной электрической емкости, несущей электростатический заряд, энергия разряда искры может превышать минимальную энергию воспламенения взрывоопасной среды. Например, при транспортировании сыпучих материалов на конвейере с резиновой лентой потенциал относительно земли может достигать 45 000 В, а кожаного приводного ремня со скоростью 15 м/с — до 80 000 В.
Электростатические заряды, достаточные для воспламенения практически всех взрывоопасных смесей воздуха с газами, парами и некоторыми пылями, могут накапливаться на человеке (одежда из синтетических тканей, передвижение по диэлектрикам, использование электронепроводящей обуви и т. п.), а также переходить на него с наэлектризованного оборудования и материалов.
Потенциал электростатического заряда на человеке может достигать 15 000—20 000 В. Разряды такого потенциала не представляют опасности для человека, так как сила тока ничтожно мала и ощущается как укол, толчем: или судорога. Однако под их воздействием возможны рефлекторные движения, что может привести к падению с высоты, попаданию в опасную зону машины и др.
Энергия разряда при потенциале 10 000 В и емкости человека, изменяющейся от 100 до 350 пФ, составляет 5—17,5 мДж. т. е. превышает значения минимальной энергии воспламенения этилового спирта, бензола и сероуглерода (0,95; 0,2; 0,0009 мДж соответственно).
Меры защиты от статического электричества разделяются на три основные группы:

• предупреждающие возможность возникновения электростатического заряда;
• снижающие величину потенциала электростатического заряда до безопасного уровня;
• нейтрализующие заряды статического электричества.

Основным способом предупреждения возникновения электростатического заряда является постоянный отвод статического электричества от технологического оборудования с помощью заземления. Каждую систему аппаратов и трубопроводов заземляют не менее чем в двух места. Резиновые шланги обвиваются заземленной медной проволокой с шагом 10 см. Следует иметь в виду, что в отличие от электротехники, где хорошими проводниками считаются материалы с удельным сопротивлением, оцениваемым долями Ома, в электростатике границей проводника и непроводника считается величина удельного сопротивления 10 кОм*м. Поэтому предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства, используемого только для отвода электростатического заряда, не должно превышать 100 Ом.
Для предупреждения образования статического электричества на элементах металлических конструкций, трубопроводах разного назначения, расположенных на расстоянии менее 10 см параллельно друг друга, применяются замкнутые контуры, создаваемые с помощью устанавливаемых между ними металлических заземленных перемычек через каждые 20 м и менее.
Для снижения величины потенциала электростатического заряда, образующегося на оборудовании и перерабатываемых материалах, до безопасного уровня применяются технологические способы (безопасные скорости движения транспортируемых жидких и пылевидных веществ, подбор поверхностей трения, материалов взаимно компенсирующих возникающих зарядов и Т. п.), а также способы отвода путем повышения относительной влажности воздуха и материала, химической обработки поверхности, нанесения антистатических веществ и электропроводных пленок. Общее или местное увлажнение воздуха более 70 % обеспечивает постоянный отвод электростатических зарядов. Поверхностная проводимость материалов увеличивается обработкой поверхностно-активными веществами, использованием покрытий из электропроводящих эмалей, смазок. Заряды статического электричества нейтрализуются с помощью ионизации воздуха, при которой образующееся в единице его объема число пар ионов соответствует скорости возникновения нейтрализуемых электростатических зарядов. Для этого используются индукционные, радиоизотопные и комбинированные ионизаторы.
Для непрерывного снятия электростатических зарядов с человека используются электропроводящие полы, заземленные зоны или рабочие площадки, оборудование, трапы, а также средства индивидуальной зашиты в виде антиэлектростатических халатов и обуви, с кожаной подошвой или подошвой из электропроводной резины.

Под данным термином принято понимать сохранение электрических зарядов на диэлектрических поверхностях. Статическое электричество является негативным явлением для жизни человека и работы электроаппаратов, т.к. искры, возникающие впоследствии, способны привести к пожарам и взрывам. Их энергии хватит для воспламенения пыли и газовоздушных смесей.

Разряд накопившегося на теле человека статического электричества

Заряд также накапливается и на теле человека при ношении синтетики и шерстяной одежды. Само по себе значение потенциала не более 7 кДж не опасно для здоровья человека, но может вызывать сильные сокращения мышц и даже судороги, и как следствие, падение с высоты, травматизм на рабочих местах.

Научно подтвержден факт благотворного воздействия хождения босиком по земле, что является снятием статического заряда с тела человека.

Наличие разрядов вблизи высокоточных приборов может вызывать нарушения в работе (устройства радиосвязи и др.).

Персонал, который постоянно подвергается влиянию электрических зарядов, чаще страдает хроническими заболеваниями нервной и сердечно-сосудистой систем.

У тех, кто работает в непосредственной близости с электрополем, часто возникают жалобы на чрезмерную раздражительность и головные боли, расстройство сна.

Причины возникновения

Возникает это физическое явление вследствие трения диэлектриков друг о друга или о металлы. На поверхностях начинают накапливаться заряды, которые способны удерживаться на большие промежутки времени. Интенсивность возникновения зарядов увеличивается пропорционально скорости трения, площади соприкосновения, приложенной силе и удельному сопротивлению материалов.

Второй причиной считают электроиндукцию, вследствие которой изолированные от земли поверхности накапливают заряженные частицы. Например, на металлических предметах, находящихся вблизи высоковольтных ЛЭП, может накапливаться статическое электричество в сухую погоду.

В химической отрасли явление наблюдается по время плавления пластичных материалов. В радиоэлектронике разряды возникают во время производства техники, где применяются диэлектрики. Такая же картина наблюдается при сматывании в рулоны бумаги, полиэтиленовой пленки, пересыпании и пневмотранспортировке диэлектриков (измельченного стекла, эбонита), перевозке жидкостей (бензина и аналогичных по составу). Дома это проявляется на экранах мониторов, на которых собирается большое количество протонов, вызванных электрическими пучками лучевой трубки.

Ситуации, где велика вероятность получить удар электрическим током

Разработан ряд технологий и средств защиты, направленных на минимизацию и предотвращение данного явления.

Уменьшение интенсивности зарядов

Мероприятия направлены на обеспечение безопасности технологических процессов:

• согласно действующим ГОСТам на производстве обеспечивается контроль скорости перемещаемого по трубам сырья;
• перед переработкой рабочие газы и жидкости должны быть очищены от примесей и посторонних взвесей;
• в процессах переработки и транспортировки недопустимо разбрызгивание жидкостей и газов;
• на производстве, где невозможно организовать естественное стекание статических зарядов, применяют закрытые транспортные системы (при пневмотранспортировке жидкостей, продувке оборудования).

Заземление электроприборов и токоведущих частей:

• согласно ПУЭ, действующим ГОСТам и СНиП, ЗУ электроустановок допускается объединять с заземляющими приспособлениями от статических зарядов;
• сопротивление ЗУ для защиты от статического электричества не должно быть больше 100 Ом;
• все электропроводящие поверхности и токоведущие части оборудования должны иметь качественное зануление;
• пневмотрубопроводы, вентиляционные шахты должны образовывать единую цепь, присоединенную к заземлителям через каждые 40 м, минимальное количество точек – 2 шт;
• в обязательном порядке отдельным ЗУ к общему контуру подключают аппараты, на поверхностях (внутри) которых может образовываться заряд: дробилки, распылители и др.;
• крупногабаритная тара подлежит заземлению корпуса в двух противоположных точках по ГОСТу;
• цистерны во время налива (слива) газов должны быть присоединены к ЗУ, которые, в свою очередь, должны располагаться вне взрывоопасных зон; разгерметизацию люков цистерн производят после присоединения корпуса к контуру заземления;

Заземление приборов с целью защиты человека от поражения электрическим током

• шланги, через которые наливаются сжиженные газы и жидкости, должны быть обвиты медными проволоками или тросами, диаметром не менее 4 мм. Проводник должен быть соединен одной стороной с краем шланга, а другим – к заземленной части существующего контура.

Снятие зарядов с твердых поверхностей

Процесс состоит в нейтрализации зарядов ионизацией воздуха вблизи технологического процесса. Согласно действующим ГОСТам, для этого применяют нейтрализаторы:

• во взрывоопасных цехах устанавливают радиоизотопные нейтрализаторы;
• для производства гигиенической продукции запрещено применение радиоизотопных нейтрализаторов, в таких случаях целесообразно применение индукционных или высоковольтных нейтрализаторов;
• если невозможно использовать индукционные нейтрализаторы, целесообразно применить нейтрализационные устройства скользящего разряда;
• если оборудование имеет сложные геометрические формы, и невозможно обеспечить отвод заряда стандартными методами, используют аэродинамические нейтрализаторы, посредством которых принудительно впрыскиваются ионы в необходимое пространство.

Заряды в газовых смесях

• для обеспечения безопасных условий, согласно действующим ГОСТам технологических процессов, необходимо применять предварительно очищенные от твердых частиц газы;
• оборудование должно иметь качественную герметизацию;
• недопустимо присутствие в газовых смесях металлических частиц и мелких деталей.

Снятие заряда с сыпучих материалов

• Согласно действующим ГОСТам, перерабатывать сыпучие материалы необходимо в металлических емкостях, или токопроводящих неметаллических.
• Порошкообразное сырье допускается транспортировать в схожих по составу трубопроводах (если это полимеры, то трубы должны быть из полиэтилена).
• В производственных помещениях влажность воздуха должна составлять не менее 65%. При невозможности организовать это условие, прибегают к ионизации воздуха.
• Для улучшения процесса стекания, рабочие поверхности пропитывают поверхностно-активными смазками.
• Запрещено производить выгрузку сыпучего сырья из целлюлозных, ПВХ и полиэтиленовых пакетов в емкости, температура жидкости в которых выше температуры их воспламенения. В таких случаях используют шнековые установки.

Во избежание возникновения взрывов (вследствие образования искры), следует предотвращать образование взрывоопасных смесей, не допускать скопления пыли, регулярно чистить оборудование от пылевоздушных смесей.

Правила защиты

Правила защиты от статического электричества в производствах химической промышленности:

• Устройства для снятия статического электротока должны быть установлены у входа в резервуары загрузочных трубопроводов.
• Для обеспечения безопасности технологического процесса, согласно действующим ГОСТам, применяют: индукционные нейтрализаторы, нейтрализаторы погружного типа, специальные насадки для направления потока, релаксационные емкости.
• Жидкости при загрузке (выгрузке) не должны разбрызгиваться.

Отвод зарядов с поверхностей передвижных составов, аппаратов и людей:

• Согласно действующим ГОСТам, передвижные составы должны быть изготовлены из электропроводящих материалов. Перемещение по территории выполняется на металлических погрузчиках.
• В помещениях, где происходит наполнение передвижных цистерн, пол выполняется из электропроводных материалов.
• Рабочие должны пребывать в помещении в антиэлектростатической обуви.
• Не допускается проведение работ в емкостях, внутри которых могут возникать взрывоопасные смеси, в рабочей одежде из синтетических волокон.

Отвод заряда от ременных передач:

• Согласно действующим ГОСТам, на производстве недопустимо использование подшипников, выполненных из нетокопроводящих элементов.
• Для повышения надежности работы электроаппаратов применяют электропроводящие смазки.
• В цехах, где нет возможности применить другие защитные меры, применяют нейтрализаторы.
• Недопустимо применение смазок типа воска, канифоли. Эти вещества способствуют увеличению поверхностного сопротивления электроустановок.
• Нельзя допускать загрязнение ремней маслом, и легковоспламеняющимися веществами.
• В цехах необходимо поддерживать влажность атмосферы не менее 70%, согласно нормативам.

Антенны, установленные на крыше, принято считать потенциально опасным оборудованием: на них скапливаются заряды от действия ветра и трения облаков. Поэтому на высотных зданиях, где поблизости нет соответствующих защит, необходимо сооружение качественного молниеотвода.

Проявление в быту

На ковровых покрытиях (из шерсти или синтетики) накапливаются заряды, под действием которых может возникнуть искра, и затем пожар.

Источники накопления статического электричества дома

Накопление пыли на поверхностях может стать причиной бытовых пожаров. Частое явление в регионах с тяжелой экологической ситуацией, вблизи металлургических и машиностроительных предприятий.

Для предотвращения вредного влияния статического электричества необходимо:

• предусмотреть в домах молниеотводы;
• предусмотреть в квартирах и домах зануление и заземление электропроводки;
• регулярно проводить тестирование электропроводки и электроприборов;
• регулярно проводить уборки в помещениях;
• не допускать пылевых скоплений на коврах и полках;
• во время строительно-монтажных и ремонтных работ соблюдать правила электро,- и пожаробезопасности.

Присутствие статического электричества в волосах

Видео про электричество

Как образуется статическое электричество и чем оно опасно, рассказывает видео ниже.

Защита от статического электричества обеспечивается современными технологиями на высоком уровне. Знания о явлении и мерах борьбы с ним поможет избежать негативного влияния на здоровье человека и аварийных ситуаций.

Лекция 11. Защита от воздействия производственных излучений

Широкое использование во всех областях хозяйствен­ной деятельности диэлектрических материалов и органи­ческих соединений (полимеров, бумаги, твердых и жид­ких углеводородов, нефтепродуктов и т.п.) неизбежно сопровождается образованием зарядов статического электричества, которые не только осложняют проведение технологических процессов, но и зачастую становят­ся причиной пожаров и взрывов, приносящих боль­шой материальный ущерб. Нередко это приводит к гибе­ли людей.

Статическое электричество — это совокупность яв­лений, связанных с возникновением, сохранением и ре­лаксацией свободного электрического заряда на поверх­ности, или в объеме диэлектриков, или на изолированных проводниках (ГОСТ 12.1.018). Образование и накопление зарядов на перерабатываемом материале связано с двумя следующими условиями:

♦ наличие контакта поверхностей, в результате чего создается двойной электрический слой, возникновение

которого связано с переходом электронов в элементарных донорско-акцепторных актах на поверхности контакта. Знак заряда определяет неодинаковое сродство материала поверхностей к электрону;

♦ хотя бы одна из контактирующих поверхностей должна быть из диэлектрического материала.

Заряды будут оставаться на поверхностях после прек­ращения контакта только в том случае, если время разру­шения контакта меньше времени релаксации зарядов. Последнее в значительной степени определяет величину зарядов на разделенных поверхностях.

Смешанное заряжение наблюдается тогда, когда наэлектризованный мате­риал поступает в какие-ли­бо емкости, изолированные отземли. Этот вид заряжения наиболее часто встреча­ется при заливке горючих жидкостей в емкости, при подаче резиновых клеев, тканей, пленок в передвиж­ные емкости, тележки и т.д. Образование зарядов стати­ческого электричества при контакте жидкого тела с твердым или одного твердо­го тела с другим во многом зависит от плотности соприкос­новения трущихся поверхностей; их физического состоя­ния, скорости и коэффициента трения, давления в зоне контакта, микроклимата окружающей среды, наличия внешних электрических полей и т.д.

Заряды статического электричества могут накапли­ваться и на теле человека (при работе или контакте с на­электризованными материалами и изделиями). Высокое поверхностное сопротивление тканей человека затрудня­ет отекание зарядов, и человек может длительное время находиться под большим потенциалом.

Основной опасностью при электризации различных ма­териалов является возможность возникновения искрового разряда как с диэлектрической наэлектризованной по­верхности, так и с изолированного проводящего объекта.

Наряду с пожарной опасностью статическое электриче­ство представляет опасность и для работающих.

Легкие «уколы» при работе с сильно наэлектризован­ными материалами вредно влияют на психику работаю­щих и в определенных ситуациях могут способствовать травмам на технологическом оборудовании. Сильные иск­ровые разряды, возникающие, например, при затарива­нии гранулированных материалов, могут приводить к бо­левым ощущениям. Неприятные ощущения, вызываемые статическим электричеством, могут явиться причинами развития неврастении, головной боли, плохого сна, разд­ражительности, покалываний в области сердца и т.д. Кро­ме того, при постоянном прохождении через тело, челове­ка малых токов электризации возможны неблагоприят­ные физиологические Изменения в организме, приводящие к профессиональным заболеваниям. Систематиче­ское воздействие электростатического поля повышенной напряжённости может вызывать функциональные Изме­нения центральной нервной, сердечно-сосудистой и дру­гих систем организма.

Использование для одежды искусственных или синте­тических тканей приводит также к накоплению зарядов статического электричества на человеке. В ГОСТ 29191 (МЭК 801-2-91) приводятся сведения о том, что синтети­ческие ткани могут заряжаться до потенциала, равного 15 кВ. Поэтому ток, протекающий через тело человека, одетого в костюм или халат из синтетической ткани, мо­жет достигать 3 мкА. Прикосновение к заземленным участкам рабочего места или к незаряженному телу вызы­вает искровой разряд с силой тока до 30 А.

Статическое электричество сильно влияет также на ход технологических процессов получения и переработки мате­риалов и качество продукции. При больших плотностях за­ряда Может возникать электрический пробой тонких поли­мерных пленок электро- и радиотехнического назначения, что приводит к браку выпускаемой продукции. Особенно большой ущерб наносит вызванное электростатическим притяжением налипание пыли на полимерные пленки.

Электризация затрудняет такие процессы, как просеи­вание, сушку, пневмотранспорт, печатание, транспорти­ровку полимеров, диэлектрических жидкостей, формова­ние синтетических волокон, пленок и т.п., автоматическое дозирование мелкодисперсных материалов, посколь­ку они прилипают к стенкам технологического оборудова­ния и слипаются между собой.

Допустимые уровни напряженности электростатиче­ских полей устанавливаются ГОСТ 12.1.045 и СанПиН 11-16-94.

Средства защиты от статического электричества долж­ны применяться во всех взрыво- и пожароопасных поме­щениях и зонах открытых установок, отнесенных по клас­сификации ПУЭ к классам B-I, B-Ia, B-I6, В-1г, В-П, В-Ца, П-I, П-П.

При организации производства следует избегать про­цессов, сопровождающихся интенсивной генерацией за­рядов статического электричества. Для этого необходимо правильно подбирать поверхности трения и скорости дви­жения веществ, материалов, устройств, избегать процес­сов разбрызгивания, дробления, распыления, очищать го­рючие газы и жидкости от примесей и т.д.

Эффективным методом снижения интенсивности гене­рации статического электричества является метод кон­тактных пар. Большинство конструкционных материа­лов по диэлектрической проницаемости расположены в трибоэлектрические ряды в такой последовательности, что любой из них приобретает отрицательный заряд при соприкосновении с последующим в ряду материалом и положительный — с предыдущим. При этом с увеличени­ем расстояния в ряду между двумя материалами абсолют­ная величина заряда, возникающего между ними, возрас­тает.

Для предупреждения возможности накопления стати­ческого электричества на поверхностях оборудования, пе­рерабатываемых материалов, а также на теле работающих выше минимальной энергии зажигания горючих смесей не­обходимо, с учетом особенностей производства, обеспечить стекание возникающих зарядов с заряженных объектов.

В соответствии с ГОСТ 12.4.124 это достигается использо­ванием средств коллективной и индивидуальной защиты.

Средства коллективной защиты от статического элект­ричества по принципу действия делятся на следующие ви­ды: заземляющие устройства, нейтрализаторы, увлажня­ющие устройства, антиэлектростатические вещества, эк­ранирующие устройства.

Заземление относится к основным методам защиты от статического электричества и представляет собой предна­меренное электрическое соединение с землей или ее экви­валентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно является наиболее простым, но необходимым средством защиты в связи с тем, что энергия искрового разряда с проводящих незаземленных элементов технологического оборудования во много раз выше энергии разряда с диэлектриков.

Величина сопротивления заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от стати­ческого электричества, должна быть не выше 100 Ом.

Особое внимание необходимо уделять заземлению пе­редвижных объектов или вращающихся элементов обору­дования, не имеющих постоянного контакта с землей. Например, передвижные емкости, в которые насыпают или наливают электризующиеся материалы, должны быть перед заполнением установлены на заземленные ос­нования или присоединены к заземлителю специальным проводником до того, как будет открыт люк.

Нейтрализация зарядов статического электричества производится в тех случаях, когда не представляется воз­можным снизить интенсивность его образования техноло­гическими и иными способами.

В некоторых случаях эффективно использование луче­вых нейтрализаторов статического электричества, кото­рые обеспечивают ионизацию материала или среды под воздействием ультрафиолетового, лазерного, теплового, электромагнитного и других видов излучения.

Отвод зарядов статического электричества путем сни­жения удельного и поверхностного электрического сопро­тивления используют в тех случаях, когда заземление оборудования не предотвращает накопления зарядов до безопасной величины.

Для уменьшения удельного поверхностного электри­ческого сопротивления диэлектриков можно повысить от­носительную влажность воздуха до 65-70%, если это до­пустимо по условиям производства. Для этой цели приме­няют общее или местное увлажнение воздуха в помеще­нии при постоянном контроле его относительной влаж­ности. При этом на поверхности твердых материалов обра­зуется электропроводящая пленка воды, по которой отво­дятся заряды статического электричества на заземленное технологическое оборудование.

Для снижения удельного объемного электрического сопротивления в диэлектрические жидкости и растворы полимеров (клеев) вводят различные растворимые в них антиэлектростатические присадки (антистатики), в частности, соли металлов переменной валентности выс­ших карбоновых, нафтеновые и синтетические жирные кислоты. К таким присадкам относятся «Сигбол», АСП-1, АСП-2, а также присадки на основе олеатов хрома, ко­бальта, меди, нафтенатов этих металлов, солей хрома и т.д. За рубежом наибольшее применение нашли присадки, разработанные фирмами «Экко» и «Шелл» (присадка ASA-3).

Для этого используют электропро­водящие полы из материалов, у которых удельное объем­ное электрическое сопротивление не должно быть выше 10 6 Ом×м. К непроводящим покрытиям относятся ас­фальт, резина, линолеум и др. Проводящими покрытиями являются бетон, пенобетон, ксилолит и т.д. Заземленные помосты и рабочие площадки, ручки дверей, поручни лестниц, рукоятки приборов, машин, механизмов, аппа­ратов являются дополнительными средствами отвода за­рядов с тела человека.

К индивидуальным средствам защиты от статического электричества относятся специальные электростатиче­ские обувь и одежда. Для изготовления такой одежды должны применяться материалы с удельным поверхност­ным электрическим сопротивлением не более 10 7 Ом×м, а электрическое сопротивление между токопроводящим элементом антиэлектростатической одежды и землей должно быть от 10 6 до 10 8 Ом. Электрическое сопротивле­ние между подпятником и ходовой стороной подошвы обу­ви должно быть от 10 6 до 10 8 Ом.

В некоторых случаях непрерывный отвод зарядов ста­тического электричества с рук человека может осущес­твляться с помощью специальных заземленных браслетов и колец. При этом они должны обеспечивать электриче­ское сопротивление в цепи человек — земля от 10 6 до 10 7 Ом и свободу перемещения рук.

Защита от электромагнитных полей (ЭМП)

В производстве широко применяются электромагнитные поля радиочастот и промышленной частоты, постоянные магнитные и электростатические поля, опасность воздействия которых усугубляется тем, что они не обнаруживаются органами чувств. Их используют для нагрева металла при плавке и ковке, получения плазменного состояния вещества, при термообработке различных материалов, в радиотехнических и электронных приборах. Степень и характер воздействия ЭМП на организм человека определяется плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимов облучения (непрерывный, продолжительный), размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особенностями организма, комбинированным действием совместно с другими вредными факторами производственной среды (повышенная температура окружающей среды, наличие рентгеновского излучения, шум и другое).

В зоне действия ЭМП человек подвергается тепловому и биологическому воздействию: перегрев, облучение глаз, функциональные изменения центральной нервной и сердечно-сосудистой системы (головные боли, утомляемость, ухудшение самочувствия, нервно-психическое расстройство и др.) могут наблюдаться трофические расстройства: похудание, выпадение волос, ломкость ногтей, изменение в крови.

Средства и способы защиты: уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике излучения, экранирование источников излучения, экранирование рабочего места, ограничение времени пребывания персонала в зоне действия ЭМП, увеличение расстояния между источником излучения и рабочим местом, применение предупредительной сигнализации, применение средств индивидуальной защиты и др.

Соединение и заземление — Контроль статического электричества

Несколько лет назад я расследовал инцидент, связанный с возгоранием, возникшим в результате переноса горючей жидкой смеси. Водитель поставщика химикатов доставлял товар покупателю. Продукт состоял из раствора растворителя, содержащего толуол и другие легковоспламеняющиеся ингредиенты. Когда водитель наполнял металлический контейнер емкостью 350 галлонов через верхнее сопло, внезапно возник пожар, в результате чего водитель получил ожоги.Он получил ожоги второй и третьей степени примерно на 20% тела.

В ходе расследования этого инцидента было установлено, что искра, возникшая в результате статического разряда, воспламенила пары растворителя. Есть два основных метода защиты от опасностей статического электричества — заземление и склеивание. Эти методы должны строго соблюдаться в зонах хранения, распределения или использования легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. В этой статье описывается, как возникает статический разряд и как соединение и заземление помогают предотвратить потенциальные пожары из-за электростатических разрядов.

Статическое электричество
Статическое электричество возникает в результате взаимодействия разнородных материалов. Это может произойти при трении материалов друг о друга, например, в классическом примере ходьбы по ковру в сухой зимний день в шерстяных носках. Однако статические разряды также могут возникать, когда жидкость проходит через трубу, через отверстие в резервуар и / или при перемешивании или взбалтывании смеси. Жидкость перемещает разные электроны от одного к другому, и трение электронов создает статическое электричество.Электростатический разряд (также называемый статической искрой) — это разряд электричества через промежуток между двумя не соприкасающимися точками, возникающий в результате разницы в электрическом потенциале. Искра, возникающая при скачке электрического заряда через зазор, обычно содержит достаточно энергии для воспламенения легковоспламеняющихся паров, если они находятся в концентрациях, поддерживающих горение. Нельзя полностью исключить возникновение статического электричества, поскольку оно обычно присутствует на каждом интерфейсе. Однако есть способы снизить вероятность накопления статического заряда при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей.Двумя наиболее важными способами предотвращения статических искр являются соединение и заземление.

Соединение
Соединение выполняется для устранения разницы в электрическом потенциале между двумя или более объектами. Адекватная связь между двумя или более проводящими объектами позволит зарядам свободно перемещаться между объектами, что не приведет к разнице в электрическом потенциале. Связывание не устраняет статический заряд, но выравнивает потенциал между соединенными объектами, так что между ними не возникает искры.Таким образом, вероятность искры между объектами существенно снижается.

Соединение может быть выполнено путем присоединения проводящего провода между объектами. Для безопасного склеивания важны следующие факторы:

Размер соединительной проволоки: Размер соединительной проволоки зависит от механической прочности, а не от допустимой нагрузки по току. Используйте толстый многожильный провод 12-го калибра, который выдержит длительное использование. Связующие провода поставляются промышленными поставщиками на катушках или в индивидуальной указанной длине.

Точка крепления на обоих объектах: Точка крепления на обоих объектах должна быть прочной и надежной и находиться на голой металлической поверхности. Использование зажимного устройства (навинчиваемого или подпружиненного) — хороший способ обеспечить надежное соединение. Соединение должно быть выполнено до начала передачи материала между емкостями. Если соединение выполняется после переноса, накопление статического заряда может привести к искре, поскольку соединительный провод подключается к одному из контейнеров.

Заземление
Заземление объекта служит другой цели, чем соединение. Связывание устраняет разницу в электрическом потенциале между контейнерами, соединенными вместе, но не устраняет разность потенциалов между объектом и землей. Чтобы гарантировать, что статический заряд не вызовет искру в результате этой разницы, должен быть обеспечен токопроводящий путь к земле. Правильное заземление обеспечит средство для непрерывной разрядки заряженного проводящего тела на землю.

Заземление может быть достигнуто путем присоединения проволочного проводника между контейнером и водопроводной трубой или 8-футового стального стержня, покрытого медью, встроенного в землю по всей длине. Общее сопротивление заземления должно быть ниже одного мегаом. При использовании заглубленного стержня сопротивление зависит от влажности почвы. Важно проверить систему заземления, чтобы убедиться в ее целостности и надлежащем сопротивлении.

Скорость статического разряда
Электрические заряды могут накапливаться в легковоспламеняющихся жидкостях, когда жидкости протекают через системы трубопроводов или когда они перемешиваются в резервуарах для хранения в результате механического движения или разбрызгивания.Правильного соединения и заземления системы часто бывает достаточно, чтобы контролировать накопление статического электричества. Однако, если для переноса жидкости в резервуар для хранения или контейнер используются высокие скорости потока, на поверхности жидкости в резервуаре могут возникать высокие электрические потенциалы.

Скорость накопления статического заряда может быть намного больше, чем способность жидкости переносить его в заземленный металлический резервуар для хранения. Если накопленный в контейнере заряд накапливается достаточно, может возникнуть статическая искра, когда уровень жидкости приближается к телу с другим потенциалом.Такого рода статическую ситуацию можно контролировать, уменьшая скорость потока, избегая сильного разбрызгивания в бак и давая время, пока статические заряды не рассеются. Заполнения брызгами можно избежать, используя заливную трубу, разработанную в соответствии с NFPA 77.

В обзоре
При рассмотрении инцидента, описанного ранее, водителю не удалось подключить соединительный кабель к металлическому контейнеру. Драйвер также создал высокий уровень статического разряда из-за разбрызгивания продукта во время наполнения.Эти ошибки могут быть вызваны недостаточным обучением, отсутствием процедур компании и / или отсутствием контроля и контроля со стороны руководства. Контейнер также не имел должного заземления. Однако контейнер принадлежал заказчику и находился на его территории. При перемещении легковоспламеняющихся материалов на рабочем месте с несколькими работодателями может потребоваться определенное планирование и координация, чтобы гарантировать соблюдение безопасных методов соединения и заземления.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Рекомендуемая практика для статического электричества.

Версия для печати

Поделитесь этой статьей!

Как уменьшить статическое электричество в доме

Вы не одиноки. Повышенное статическое электричество является обычным явлением, особенно зимой. В холодные и сухие зимние месяцы в доме может накапливаться статическое электричество. Если это ваша текущая ситуация, вы можете искать способы уменьшить или удалить ее из своего пространства.

От того, какие ткани носить, до того, как избавить ковры от статического электричества, — у нас есть все, что вам нужно.Возьмите простыни для сушки и обувь на кожаной подошве, и скоро вы начнете зиму, не испытывая дискомфорта от чрезмерного накопления статического электричества в доме.

Как победить статическое электричество: домашние хитрости

Узнайте все о статическом электричестве, посмотрев это видео Ted-Ed:

1. Купить увлажнитель воздуха

Вот почему важна влажность. Летом в воздухе достаточно влажности, чтобы электроны могли оттекать от вашего тела.Это предотвращает накопление заряда. В сухую зиму с меньшей влажностью воздуха ваше тело неизбежно накапливает больший заряд. Влажный воздух лучше проводит электричество, чем сухой.

Во время дисбаланса зарядов, когда одно тело заряжено более положительно или отрицательно, чем другое, электроны ухватываются за шанс восстановить «равновесие нейтральных зарядов». Вот почему, когда вы касаетесь металла, кажется, что ваша кожа электрически заряжена — потому что это так! Электроны перетекают от вас к объекту, которого вы касаетесь, вызывая удар.Они больше не статичны — они прыгнули!

Система увлажнения всего дома или покупка автономного увлажнителя для конкретной комнаты поможет снизить статическое электричество в воздухе. Для достижения наилучших антистатических результатов рекомендуется поддерживать относительную влажность в помещении выше 30–50%.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о важности увлажнения всего дома.

Увлажнителя может быть достаточно, чтобы все вместе исправить вашу ситуацию.Если нет, есть еще много решений.

2. Позаботьтесь о коврах

Используйте антистатическую обработку на коврах и ковриках. Распыление антистатического химического вещества уменьшит статический разряд вокруг вашего дома. Между вашими ногами и ковром не будет образовываться заряд, что снижает вероятность поражения электрическим током.

3. Протрите обивку салфеткой для сушки мебели

Возьмите простыни для сушки не для белья, а для обивки.Если протереть мебель и даже сиденья в автомобиле простынями для сушки, это уменьшит накопление статического электричества на этих поверхностях. Листы сушилки действуют как нейтрализаторы электрического заряда (и запаха). Держите немного в кармане.

Эти приложения помогут снизить статическое электричество в вашем доме. Для более комплексных действий есть способы снять статическое электричество с вашего тела. В совокупности вы сможете победить зимние удары.

1. Оставайтесь увлажненными

Поддержание гидратации кожи — один из способов уменьшить эффект статического шока.Использование лосьонов и увлажняющих кремов перед тем, как одеваться, и в течение дня поможет предотвратить накопление статического электричества на вашем теле. Как мы узнали ранее, чем суше воздух или ваша кожа, тем выше вероятность того, что вас поразит удар.

2. Носите низко-статические ткани и обувь

Обувь на резиновой подошве является изолятором и накапливает статическое электричество на вашем теле. Добавьте к этому шерстяной свитер или шерстяные носки, и вы получите идеальное снаряжение для бега. Все синтетические волокна, включая полиэстер и нейлон, вызывают накопление статического электричества.Вместо этого носите обувь с кожаной подошвой и одежду из натуральных волокон, например, хлопчатобумажные носки и одежду.

Итак, Резина — нет. Кожа — да. Шерсть — нет. Хлопок — да.

3. Добавьте пищевую соду в прачечную

Знаете ли вы, что пищевая сода действует как барьер между положительными и отрицательными зарядами от накопления статического электричества? Он также действует как смягчитель воды и ткани.

Стирайте одежду не только из материалов с низким статическим зарядом, таких как кожа и хлопок, но и с помощью этой антистатической обработки. Добавьте ¼ стакана пищевой соды в обычный цикл стирки, чтобы предотвратить накопление статического электричества в белье.

Возможно, вам потребуется отрегулировать количество пищевой соды от пары столовых ложек для небольшой загрузки до ½ стакана для большей загрузки. ¼ чашки — это среднее рекомендуемое измерение.

Бонус: Билл Най, ученый!

По мере того, как наступают зимние месяцы, есть способы бороться с холодом, а также со статическим электричеством в вашем доме.Спросите, чем Hiller может помочь вам этой зимой и в предстоящем новом году, если у вас есть уход за печью, увлажнители воздуха для всего дома или даже генератор для всего дома.

С наступающим 2020 годом от Hiller!

Защита от статического электричества посредством соединения и заземления

Сегодня во многих электрических установках некоторые потребности в защите выходят за рамки требований Кодекса к установке. Статическое электричество и накопление статических зарядов являются серьезной проблемой во многих установках, таких как центры обработки данных, полупроводниковые предприятия и многие опасные (классифицированные) места.В мире информационных технологий (ИТ) минимизация статического электричества и циркулирующих токов является проблемой для защиты чувствительного электронного оборудования и событий, ведущих к потере данных. С другой стороны, в опасных (классифицированных) местах электрическая проводка, включая цепи заземления и соединения, чрезвычайно важна для безопасности людей и имущества. Поскольку во взрывоопасных средах первоочередное внимание уделяется источникам возгорания, часто необходимо обеспечить более усиленную систему защиты от статического электричества во взрывоопасных зонах.Поэтому многие инженерные решения в этих типах электроустановок включают систему защиты от статического электричества. В этой статье дается общий обзор некоторых из этих проблем, некоторых основ статического электричества и некоторых методов защиты, которые можно использовать для обеспечения дополнительной защиты от статического электричества.

Фото 1. Оборудование статического заземления в работе при перекачке топлива

Влажность и ее влияние

Заземление оборудования не обязательно является решением статических проблем.Каждая проблема требует своего изучения и решения, хотя влажность играет важную роль в степени беспокойства. Чем выше влажность, тем меньше вероятность возникновения статического разряда. В некоторых отраслях промышленности повышение влажности в зоне статического разряда было признано эффективным для рассеивания заряда. Один из примеров — полиграфическая промышленность.

Хотя увлажнение действительно увеличивает поверхностную проводимость материала, заряд рассеивается только при наличии проводящего пути к земле.Поверхностное сопротивление многих материалов можно контролировать с помощью влажности окружающей среды. При влажности 65% и выше

Фото 2. Подключение оборудования статического разряда и заземления к подвижной цистерне в процессе погрузки

Поверхность

большинства материалов будет адсорбировать достаточно влаги, чтобы обеспечить поверхностную проводимость, достаточную для предотвращения накопления статического электричества. Когда влажность падает ниже 30 процентов, эти же материалы могут стать хорошими изоляторами, и в этом случае накопление заряда увеличится.Следует еще раз подчеркнуть, что увлажнение не является решением всех возникающих проблем статического электричества, потому что некоторые изоляционные материалы не адсорбируют влагу из воздуха, а высокая влажность не приведет к заметному снижению их поверхностного сопротивления. Примерами таких изоляционных материалов являются незагрязненные поверхности некоторых полимерных материалов, таких как пластиковые трубы, емкости и поверхность большинства жидкостей нефти [NFPA 77 6.4.2.3].

Источник зажигания статическим электричеством

Следует четко понимать, что основной целью обеспечения статической защиты является устранение источника возгорания в виде треугольника огня.Необходимая степень дополнительной защиты зависит от каждого встречающегося состояния. Не существует обязательных требований электротехнического кодекса для обеспечения такой защиты; однако опасности все же существуют, и их необходимо учитывать в целях безопасности. Как правило, тип установки, тип взрывоопасной или воспламеняющейся атмосферы (пыль или газы) и окружающая среда — все это факторы, влияющие на степень или степень статического электричества как источника воспламенения. Чтобы разряд статического электричества стал источником возгорания, должны одновременно существовать следующие четыре условия:

1.Должны присутствовать эффективные средства разделения заряда.

2. Должны быть доступны средства для накопления разделенных зарядов и поддержания разности электрических потенциалов.

3. Должен произойти разряд статического электричества достаточной энергии.

4. Разряд должен происходить в горючей смеси [NFPA 77 — 4.3.1].

Искры от незаземленных заряженных проводников, включая тело человека, являются причиной большинства пожаров и взрывов, вызванных статическим электричеством.Искры обычно представляют собой интенсивные емкостные разряды, возникающие в зазоре между двумя заряженными проводящими телами, обычно металлическими. Способность разрядной искры вызывать воспламенение или взрыв напрямую зависит от ее энергии, которая составляет некоторую долю от общей энергии, запасенной в проводящем объекте.

Помимо NEC

NEC посредством мелкого шрифта ссылается на Рекомендуемую практику по статическому электричеству, NFPA 77-2000. Важно подчеркнуть, что эти методы защиты от статического электричества и источников статического возгорания должны перекрывать требования Кодекса и никогда не предназначены для замены этих требований.

Определения

Статический электрический разряд . Выделение статического электричества в виде искры, коронного разряда, щеточного разряда или распространяющегося щеточного разряда, которое может вызвать возгорание при определенных обстоятельствах [NFPA 77 3.1.16].

Статическое электричество . Электрический заряд, который имеет значение только для эффектов его составляющей электрического поля и не проявляет значимой составляющей магнитного поля [NFPA 77 3.1.17].

Основы статического электричества

Рис. 1. Две металлические пластины (проводники), каждая с одноименными зарядами

Любая материя, будь то жидкая или твёрдая, состоит из атомов различного расположения. Атомы состоят из положительно заряженных протонов и нейтронов без заряда, которые вместе образуют ядро ​​или ядро ​​атома; отрицательно заряженные электроны окружают ядро. В нормальном состоянии атомы считаются электрически нейтральными; в основном это означает, что присутствуют равные количества положительного и отрицательного заряда.Атомы могут стать так называемыми «заряженными», когда существует избыток или недостаток электронов относительно нейтрального состояния (см. Рисунки 1 и 2).

Рисунок 2. Две металлические пластины (проводники) с разноименными зарядами

В электропроводящих материалах, таких как металлы черных и цветных металлов, электроны перемещаются свободно. В материалах, состоящих из изоляционных материалов, таких как пластик, стекло, моторное масло и т. Д., Электроны более плотно связаны с ядром атома и не могут двигаться.Некоторыми примерами электропроводящих материалов являются провода, металлические корпуса, шины и т. Д., В то время как изоляционные материалы включают такие предметы, как стекло, нефтепродукты, бумага, резина и т. Д.

В изоляционных материалах в виде жидкостей электрон может отделяться от одного атома и свободно перемещаться или присоединяться к другому атому, образуя отрицательный ион. Атом, теряющий электрон, становится положительным ионом. Ионы — это заряженные атомы и молекулы.

Рис. 3. Человек, держащий статический заряд

Удаление или разделение заряда, как правило, невозможно полностью предотвратить, поскольку источник заряда находится на границе раздела материалов.Когда материалы соприкасаются, некоторые электроны перемещаются от одного материала к другому до тех пор, пока не будет достигнут баланс (состояние равновесия) по энергии. Это разделение зарядов наиболее заметно в жидкостях, которые контактируют с твердыми поверхностями, и в твердых телах, контактирующих с другими твердыми телами. Поток чистого газа по твердой поверхности вызывает незначительный заряд [NFPA 77- 4.1.8]. Это основная причина появления предупреждений об опасности при выдаче бензина на ТРК. Важно соблюдать и соблюдать все предупреждения и указания, касающиеся переливания бензина в автомобиль или переносной контейнер.При заправке всегда ставьте переносные контейнеры с бензином на землю, в противном случае зарядные токи позволяют статическим зарядам накапливаться без пути для их рассеивания. Вероятность воспламенения или взрыва паров бензина во время этих операций увеличивается, если не соблюдаются все соответствующие процедуры безопасности. Устранение разницы потенциалов (напряжений) между объектами снижает эти опасности.

Статический разряд и разделение

Рисунок 4.Заряженный человек разряжается на объект с другим потенциалом. В данном случае это заземленный объект

.

Конденсатор описывается в основном как два проводника, разделенных изоляционным материалом. В статических электрических явлениях заряд обычно отделяется резистивным барьером, например воздушным зазором или формой изоляции между проводниками, или изолирующими свойствами материалов, которые обрабатываются или обрабатываются. Во многих приложениях, особенно в тех, где обрабатываемые материалы являются непроводящими (заряженные изоляторы), измерение разности потенциалов, мягко говоря, затруднительно.

Один, вероятно, наиболее знаком с обычным статическим зарядом, возникающим при ходьбе или трении ногами о волокна ковра. Люди являются проводниками электричества и поэтому способны удерживать статический заряд. Сброс таких статических зарядов также знаком большинству людей. Когда это явление впервые осознается, детей часто забавляют и развлекают. Электрический статический заряд возникает в результате трения материалов друг о друга и известен как трибоэлектрический заряд. Это результат воздействия на поверхностные электроны различных энергий в прилегающем материале, так что, вероятно, произойдет разделение заряда (разряд).Распад жидкости из-за разбрызгивания и запотевания или даже потока в некоторых случаях приводит к аналогичному высвобождению заряда. Необходимо всего лишь перенести около одного электрона на каждые 500 000 атомов, чтобы создать состояние, которое может привести к статическому электрическому разряду. Загрязнения на поверхности в очень низких концентрациях могут играть значительную роль в разделении зарядов на границе раздела материалов.

Электропроводящие материалы могут заряжаться, когда они находятся рядом с другой сильно заряженной поверхностью.Электроны в проводящем материале либо притягиваются, либо отталкиваются от области наибольшего сближения с заряженной поверхностью, в зависимости от природы заряда на этой поверхности. Подобные обвинения будут отталкивать, а непохожие — притягивать. Если электрически проводящий материал, который заряжен, подключен к земле или связан с другим объектом, дополнительные электроны могут пройти к земле или объекту или от них. Если затем контакт прерывается и проводящий материал и заряженная поверхность разделены, заряд на изолированном проводящем объекте изменяется.Передаваемый чистый заряд называется индуцированным зарядом.

Основная цель при работе с опасностями и опасностями статического электричества и паразитных напряжений состоит в том, чтобы попытаться устранить или, по крайней мере, минимизировать любые различия потенциалов между электропроводящими объектами и другими объектами и землей. Потенциальная разница, то есть напряжение, между любыми двумя точками — это работа на единицу заряда, которая должна быть сделана для перемещения зарядов из одной точки в другую.Необходимо провести работу по разделению зарядов, и существует тенденция возврата зарядов к нейтральному (незаряженному) состоянию. Разделение электрического заряда само по себе не может быть потенциальной опасностью пожара или взрыва. Должен произойти разряд или внезапная рекомбинация разделенных зарядов, чтобы создать дугу и создать опасность воспламенения. Один из лучших методов защиты от статического электрического разряда — это строительство электропроводящего или полупроводящего пути, который позволит управляемую рекомбинацию зарядов и рассеивание зарядов (обычно на землю).Два термина, которые чаще всего используются при обеспечении защиты от статического электричества и молнии, — это заземление или одно из его производных и соединение или одно из его производных.

Фото 3. Оборудование для защиты от статического электричества (ручного типа), используемое для установления связующего соединения между резервуаром для хранения топливной добавки и передвижными судами или переносными контейнерами во время процесса транспортировки

Определения заземления и соединения

Согласно NFPA 70
Заземлен. Подключен к земле или к некоторому проводящему телу, который служит вместо земли [NFPA 70 Статья 100].

Склеивание (скрепленное). Постоянное соединение металлических частей для образования электропроводящего пути, обеспечивающего непрерывность электрического тока и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть [NFPA 70, статья 100].

Согласно NFPA 77
Заземление. Процесс соединения одного или нескольких проводящих объектов с землей, так что все объекты имеют нулевой (0) электрический потенциал; также называется «заземлением» [NFPA 77 — 3.1.10]. Имейте в виду, что термин «заземление» в настоящее время не является определенным термином.

Склеивание. Процесс соединения двух или более проводящих объектов вместе с помощью проводника так, чтобы у них был одинаковый электрический потенциал, но не обязательно такой же, как у земли [NFPA 77 — 3.1.2].

Применение Условий

Таким образом, для всех практических целей, когда используется термин «заземление», его следует рассматривать как включающее соединение или путь к земле, чтобы подвести электропроводящие материалы к тому же потенциалу, что и земля.Когда используется термин «связывание», его следует рассматривать как соединение электропроводящих материалов вместе, чтобы устранить разницу потенциалов между ними и сформировать одну проводящую массу. Обратите внимание, что соединение обычно включает путь к земле, но земля не упоминается в определении. См. Рисунки 5, 6 и 7, которые графически демонстрируют различия между двумя концепциями, а также показывают, что они работают вместе для обеспечения желаемой защиты. Можно сделать вывод, что соединение проводящих частей вместе минимизирует разность потенциалов между ними, даже если полученная система не заземлена.Заземление, с другой стороны, выравнивает разность потенциалов между объектами и землей. Взаимосвязь между соединением и заземлением показана на рисунках 5, 6 и 7.

Рисунок 5. Автомобиль, заземленный (заземленный)

Рис. 6. Два автомобиля, соединенные вместе (скрепленные)

Рис. 7. Два автомобиля соединены вместе (соединены), и одно транспортное средство также соединено с землей (заземлено)

Контроль опасностей возгорания статическим электричеством

Опасность возгорания от статического электричества можно контролировать следующими методами:

1.Удаление воспламеняющейся смеси из зоны, где статическое электричество может вызвать воспламеняющийся разряд

2. Уменьшение генерирования заряда, накопления заряда или того и другого посредством модификации процесса или продукта

3. Обезвреживание зарядов

Заземление изолированных проводов и ионизация воздуха являются основными методами нейтрализации зарядов.

Сопротивление на пути к земле

Рис. 8. Барабанные контейнеры с продуктами на масляной основе в складском помещении со статической системой заземления и скрепления, применяемой в этом месте

Чтобы предотвратить накопление статического электричества в проводящем оборудовании, общее сопротивление пути к земле (путь заземления) должно быть минимальным для рассеивания зарядов, которые в противном случае могли бы присутствовать.Основная цель здесь — создать путь рассеяния, который не будет подвергаться отрицательным эффектам нагнетания электронов под давлением. Обычно достаточным считается сопротивление 1 МОм (106 Ом) или меньше. Если система соединения / заземления полностью металлическая, сопротивление в непрерывных цепях заземления обычно будет менее 10 Ом. Такие системы обычно включают многокомпонентные системы. Повышенное сопротивление обычно указывает на то, что металлический путь не является непрерывным, обычно из-за ослабленных соединений или последствий коррозии.Система заземления, приемлемая для силовых цепей или молниезащиты, более чем подходит для системы заземления статического электричества.

NEC устанавливает правила определения размеров заземляющих и соединительных проводов. Таблицы 250.66 и 250.122 предназначены для этой цели. Размеры заземляющих и соединяющих проводов для защиты от статического электричества различаются, так как их основное назначение различается. Если электрические проводники проволочного типа используются для защиты от статического электричества, минимальный размер соединительного или заземляющего провода определяется механической прочностью, а не его допустимой нагрузкой по току.Для соединения проводов, которые будут часто подключаться и отключаться, следует использовать многожильные или плетеные провода [NFPA 77

Рис. 9. Типичная перекачка нефтепродуктов из бестарного хранилища

6.4.1.3]. Заземляющие проводники могут быть изолированными (например, кабель в оболочке или с пластиковым покрытием) или неизолированными (например, неизолированные проводники). Рекомендуются неизолированные электрические проводники (провода), потому что в них легче обнаружить дефекты.

Жидкости, протекающие по трубам

Разделение заряда происходит, когда жидкость течет по трубам, шлангам и фильтрам; когда при перегрузочных операциях происходит разбрызгивание; или когда жидкости перемешиваются или взбалтываются.Чем больше площадь поверхности раздела между жидкостью и поверхностями и чем выше скорость потока, тем выше скорость зарядки. Заряды смешиваются с жидкостью и попадают в приемные емкости, где могут накапливаться. Заряд часто характеризуется объемной плотностью заряда и потоком, текущим в сосуд. Примерами такой ситуации являются случаи, когда топливо перекачивается с более крупного мобильного или стационарного судна на судно меньшего размера, или когда бензин подается из заправочной колонки в пассажирское транспортное средство.

В бестарных хранилищах топлива, где количество перемещаемого продукта велико, усиливается озабоченность по поводу надлежащего уровня защиты от статического электричества. Системы и оборудование статического заземления и заземления изготавливаются специально для обеспечения этого типа защиты. Эти системы часто связаны с насосными операциями, чтобы не допустить потока топлива или масла в системы трубопроводов до тех пор, пока они не будут подключены. Другие типы защиты включают только механическое соединение между резервуаром для хранения насыпных грузов и меньшим судном без системы электрической блокировки (см. Фото 1 и 2).Подобные операции также часто наблюдаются в аэропорту, где воздушные суда заправляются мобильными автомобилями.

Заземляющие резервуары для хранения непроводящих жидкостей

Резервуары для хранения непроводящих жидкостей должны быть правильно заземлены. Резервуары на фундаменте, построенном на земле, считаются заземленными по своей природе независимо от типа фундамента (например, бетонный, песок или асфальт). Для резервуаров на возвышенных фундаментах или опорах сопротивление относительно земли может достигать 100 Ом и при этом считаться достаточно заземленным для целей рассеивания статических электрических зарядов, но сопротивление должно быть проверено в этих случаях для уверенности в том, что адекватный путь к земля достигнута.Добавление заземляющих стержней и аналогичных систем заземления не снизит опасность, связанную со статическими электрическими зарядами, обнаруживаемыми в жидкости [NFPA 77 7.5.2.2].

Основные проблемы статического электричества с горючей пылью

Горючая пыль определяется как любой мелкодисперсный твердый материал диаметром 420 мкм или меньше (т.е. материал, который проходит через стандартное сито США № 40), который может представлять опасность возгорания или дефлаграции. Чтобы статический электрический разряд воспламенил горючую пыль, должны быть выполнены четыре условия, перечисленные в четвертом параграфе.

Должно присутствовать достаточное количество пыли, взвешенной в воздухе, для обеспечения устойчивого горения при воспламенении. Это минимальное количество называется минимальной подверженной воздействию концентрацией (MEC). Это наименьшая концентрация, выраженная в массе на единицу объема, для данного размера частиц, которая будет поддерживать горение при равномерном взвешивании в воздухе.

По историческим причинам способность твердого тела передавать электрические заряды характеризуется его объемным сопротивлением.Для жидкостей эта способность характеризуется ее проводимостью.

Порошки

делятся на следующие три группы:

(а) Порошки с низким удельным сопротивлением и объемным удельным сопротивлением в массе до 108 Ом · м. Примеры включают металлы, угольную пыль и технический углерод.

(b) Порошки со средним удельным сопротивлением и объемным удельным сопротивлением от 108 до 1010 Ом-м. Примеры включают множество органических порошков и сельскохозяйственных продуктов.

(c) Порошки с высоким удельным сопротивлением и объемным удельным сопротивлением более 1010 Ом-м.Примеры включают органические порошки, синтетические полимеры и кварц [NFPA 77 8.4.2.1].

Порошки с более низким удельным сопротивлением склонны к действию статических зарядов и могут заряжаться во время потока. Заряд быстро рассеивается, когда порошок переносится в заземленное устройство хранения или контейнер. Однако при попадании в непроводящий контейнер накопленный заряд может вызвать искру, поскольку заряд в пыли и мощности пытается уравнять разность потенциалов во время этого процесса.

Сведение к минимуму эффектов зарядки и разницы потенциалов имеет решающее значение для защиты от пожаров и взрывов, связанных с этими типами операций. В Кодексе рассматривается соединение металлических систем воздуховодов только посредством ссылки из примечания мелким шрифтом [см. Раздел 250.104 (B) FPN]. Хотя очевидно, что этот тип соединения не является требованием NEC в соответствии с 90.5 (C), он вполне может быть требованием, содержащимся в других стандартах NFPA, применимых к конкретным установкам или особым помещениям.Даже если этот тип защиты является только рекомендуемой практикой, опыт показал, что это лучшие и наиболее распространенные методы, которые обычно применяются.

Сводка

Эта статья не предназначалась для того, чтобы полностью охватить все проблемы и методы защиты от статического электричества, а только для повышения уровня осведомленности об опасностях и о том, где можно получить информацию для помощи во внедрении соответствующих систем защиты. NEC предоставляет ссылку в примечании мелким шрифтом (FPN) к Рекомендуемой практике по статическому электричеству, NFPA 77-2000.Американский институт нефти (API) также выпустил документ под названием «Защита от возгораний, возникающих в результате статических молний и блуждающих токов» API RP 2003–1998. В разделах 3.2 и 3.3 Зеленой книги IEEE также есть отличная информация о статическом электричестве и мерах защиты, которые можно предпринять.

Обеспечение защиты от статического электричества — CITY

Преимущества программы аренды защитной одежды от электростатического разряда с CITY Clean and Simple включают:

• Защита от нежелательных статических зарядов

Когда электронное устройство подвергается воздействию электростатического разряда устройство или многие его рабочие части могут расплавиться, испариться и даже выйти из строя.Униформа с антистатическими свойствами обеспечивает защиту от подобных инцидентов.

• Система качества, обеспечивающая единообразную безопасность и соответствие требованиям

Наша униформа соответствует стандартам ANSI / ESD S20.20-2014, обеспечивая значительную защиту от нежелательных статических зарядов. Кроме того, наша система управления качеством CITY (CQM) предназначена для обеспечения соответствующей и безопасной униформы с точным инвентаризацией.

• Антистатические характеристики униформы

Наша униформа обладает антистатическими свойствами, включая резьбу сажи, нанесенную в виде сетки.Этот узор защищает находящуюся поблизости электронику от статического электричества на одежде и коже.

В нашу униформу также входят воротники с лацканами, закрытые кнопки спереди и на рукавах, один внешний левый нагрудный карман и два нижних передних кармана.

• Правильный уход за форменной одеждой

Поскольку для одежды, защищающей от электростатического разряда, есть особые инструкции по стирке, стирать ее дома не рекомендуется.

Например, моющие средства для стирки и смягчители тканей, которые используются для удаления грязи и пятен, содержат поверхностно-активные вещества, ферменты и отбеливатели, которые разрушают статическую защиту сажистого углерода, встроенную в защитную одежду от электростатического разряда.

Единая программа аренды обеспечивает надлежащий уход за защитной одеждой от электростатического разряда. Кроме того, с помощью технологии отслеживания одежды CITY на сверхвысоких частотах (UHF) мы можем отслеживать историю каждой отдельной формы в отношении количества стирок, починок и ремонтов. Это означает, что вы всегда будете получать безопасную и эффективную одежду.

СИЗ для электробезопасности. Антистатические, электростатические или изоляционные?

Электричество — это товар в нашей современной жизни.Некоторые люди работают с электричеством напрямую — инженеры, электрики, электротехники и многие другие. А другие работают с ним косвенно.

По данным OSHA, около 350 смертей, связанных с электричеством, ежегодно происходят на работе в США. Поэтому выбор правильной защиты от электробезопасности имеет решающее значение. И правильный выбор начинается с понимания рисков.

Узнайте, как правильно выбрать оборудование для электробезопасности для ваших рабочих.

Это явление, которое обычно возникает как в естественной среде, так и на промышленных объектах. Статические заряды энергии возникают из-за физических или химических изменений или процессов динамического характера и могут быть прямым следствием нашей деятельности.

Статические заряды обычно возникают в результате трения вашей одежды о другую поверхность при движении — ваше тело, одежду или обивку стула. Вы наверняка сталкивались со статическим зарядом в повседневной жизни, когда снимали свитер, натягивая его через голову.

В рабочей среде накопление этих зарядов может быть опасным, поскольку потенциальный разряд может вызвать искры, которые могут быть опасными для жизни во взрывоопасных зонах. Они могут вызвать множество различных нарушений: пожары, взрывы, технологические нарушения производственных процессов или сбои в работе оборудования.

Все потенциальные источники воспламенения должны быть устранены во взрывоопасной атмосфере в соответствии с процедурами электробезопасности.Средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как промышленные защитные каски, средства защиты глаз и лица или обувь, сами могут быть причиной опасных искровых разрядов и, следовательно, источником возгорания.

Следовательно, СИЗ для обеспечения электробезопасности, проверенные с точки зрения электростатических свойств, следует использовать во взрывоопасных зонах. Особое внимание следует уделять материалам, из которых изготовлены СИЗ для обеспечения электробезопасности, и тем, могут ли они подвергаться опасным зарядам статическим электричеством.Во-вторых, необходимо проверять электробезопасность СИЗ, если при включении и выключении они могут вызывать опасное статическое электричество.

Антистатическая рабочая обувь снижает количество статического электричества, накапливаемого при ходьбе, рассеивая статическое электричество от тела на землю, тем самым сводя к минимуму вероятность возгорания от статической электрической искры. Они должны иметь низкое электрическое сопротивление от 0,1 до 1000 МОм (МОм).

Антистатические и антистатические свойства СИЗ для электробезопасности основаны на проводимости.Они защищают, рассеивая электрические заряды на земле, предотвращая статический разряд, заряд или искру. Они противоположны электроизоляционным материалам, которые защищают вас от замыкания электрической цепи на землю.

При работе с объектами, которые нельзя отключить от источника электричества, сотрудники должны носить электроизоляционную одежду и оборудование.

Электроизоляционное оборудование изготовлено из материалов, которые блокируют передачу зарядов, поэтому электричество не может проходить через материал.

Резина, вероятно, является наиболее часто используемым изолятором. Вставка его в подошву ботинок или перчаток — наиболее часто используемый способ добавить изоляторы в одежду. Обратите внимание на наши резиновые перчатки и рукава.

Также необходима электрическая изоляционная одежда с высоким сопротивлением, тем более что идеального изолятора не существует. Даже изоляторы содержат небольшое количество мобильных зарядов, которые могут проводить ток. Одежда из металла или углеродного волокна позволяет заряду рассеиваться.

Материалы с низкой электропроводностью и токопроводящие объекты, изолированные от земли, могут накапливать электростатические заряды из-за статического электричества. Электростатические разряды (ESD) возникают из-за избытка электрических зарядов.

ESD может вызывать вредные эффекты в промышленной среде, включая взрывы газа, паров топлива и угольной пыли, а также выход из строя компонентов твердотельной электроники, таких как интегральные схемы. Они могут получить необратимые повреждения при воздействии высокого напряжения.

Поэтому производители электроники устанавливают зоны защиты от статического электричества, свободные от статического электричества, используя меры для предотвращения зарядки. К ним относятся отказ от сильно заряжающихся материалов, обеспечение рабочих антистатической одеждой и обувью и контроль влажности.

Подобно антистатическому оборудованию, ESD также направлен на максимально быстрое рассеивание зарядов для предотвращения статических разрядов. Однако защита от электростатического разряда относится к защите продукта или производственного процесса, а не человека.Следовательно, продукты ESD не считаются СИЗ.

1. Выбирайте одежду из антистатических волокон, чтобы предотвратить накопление зарядов. Таким образом вы предотвратите электростатический разряд.

2. Носите антистатическую обувь. Как и антистатическая защитная обувь, это токопроводящая защитная обувь. Обувь ESD защищает электрооборудование, проводя электрические заряды на землю, предотвращая статический разряд, заряд или искру. Защитная обувь от электростатического разряда имеет даже более низкое электрическое сопротивление, чем антистатическая обувь, между 0.1 и 100 МОм (МОм).

3. Антистатические перчатки предназначены для использования в среде с низким уровнем загрязнения и чувствительности к твердым частицам, защищая рабочих и окружающую среду вокруг них.

Носите каску в рабочих зонах, где существует риск контакта с электрическими проводниками, которые потенциально могут коснуться головы. Каски класса E предназначены для уменьшения воздействия на проводники высокого напряжения и обеспечивают защиту до 20 000 вольт.

Изоляционные резиновые перчатки — одно из важнейших средств индивидуальной защиты электромонтажников.Изоляционные перчатки и рукава должны быть рассчитаны на напряжение, которому будет подвергаться рабочий, и должны иметь маркировку, указывающую на их номинальные характеристики [класс 00 — сопротивление до 500 В переменного тока (AC) / контрольные испытания до 2500 В переменного тока и 10000 В постоянного тока ( Постоянного тока) — через класс 4 — сопротивление до 36 000 В переменного тока / испытанные до 40 000 В переменного тока и 70 000 В постоянного тока].

Используйте защитную обувь, если ваши ноги подвергаются опасности поражения электрическим током. Изоляционные или диэлектрические ботинки предотвращают прохождение зарядов через ваше тело на землю.Электробезопасная обувь изготавливается с непроводящей подошвой и каблуком, устойчивыми к поражению электрическим током. Также проверяется сопротивление диэлектрических башмаков — класс 00 имеет сопротивление до 500 В переменного тока или 750 постоянного тока; класс 0 имеет сопротивление до 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока. Наивысший сертифицированный уровень электрической защиты, электроизоляционные ботинки класса 4, обеспечивают максимальное рабочее напряжение 36000 В.

Между тремя обсуждаемыми типами материалов для электробезопасности есть как большие, так и тонкие различия.Короче говоря, антистатические материалы защищают вас от искр и взрывов, в то время как материалы ESD защищают ваше чувствительное оборудование, а изоляционные или диалектические материалы защищают вас от поражения электрическим током.

Защита от статического электричества | Направляющие перчатки

Маленькая искра, вызывающая большие проблемы

Электростатические разряды, которые постоянно возникают естественным образом вокруг нас, обычно имеют настолько низкое напряжение, что вы не можете их ни увидеть, ни пораниться.Однако для печатных плат, жестких дисков и других электрических компонентов это представляет реальную опасность, которая может привести к большим затратам и даже угрозам безопасности. При разработке нашей следующей линейки ESD мы глубоко интересовались проблемами и реальностью, с которыми сталкиваются конечные пользователи.

В некоторых случаях электростатические разряды вызывают немедленную остановку работы компонента, так называемая мгновенная смерть. Но мгновенная смерть является результатом только от 10 до 20 процентов всех повреждений, вызванных электростатическими разрядами.Вместо этого скрытые повреждения составляют большинство случаев. Скрытые повреждения могут пройти испытания, но могут ухудшить работу компонентов до такой степени, что более или менее серьезные поломки произойдут позже.

Эта маленькая искра является настоящей проблемой для производителей электрических компонентов. Например, треть всех нарушений качества в автомобилях вызвана неисправным электронным оборудованием: половина из них связана с производственными проблемами на этапе производства, вторую половину можно избежать, уделяя больше внимания рискам электростатических разрядов ¹ .

Действительно, повреждения печатных плат, жестких дисков и других компонентов, следовательно, вызывают проблемы с качеством конечного продукта, но также приводят к высоким затратам для производителей. Хотя многие производители уже знают об этой проблеме и в некоторой степени пытаются работать в средах, рассеивающих статическое электричество, неожиданные разряды все еще происходят из-за поврежденного или неадекватного защитного оборудования, такого как рабочие перчатки.

Однако работа с небольшими компонентами требует большой сноровки, но также требует чувствительности.Таким образом, основная проблема в предотвращении электростатических разрядов состоит в том, чтобы найти эффективное решение, которое в то же время учитывает точность, необходимую для работы с небольшими компонентами. В противном случае существует риск, что рабочие будут выполнять свою работу голыми руками.

Эта ситуация побудила нас усердно работать над разработкой нового типа перчаток, рассеивающих статическое электричество, в которых обычные волокна заменены сверхтонкими и высокопроводящими волокнами, изготовленными из наночастиц или углеродных волокон для более надежной и эффективной защиты всей руки.

В то же время, ловкость и чувствительность, необходимые для работы с небольшими компонентами, также были в центре внимания: перчатки сделаны из сверхлегкой подкладки — трикотажной вязки 15 или 18 калибра и смешанной с высоким процентом спандекса — погружены в 3D. готовые формы. Эта уникальная комбинация обеспечивает оптимальную механическую защиту и полностью учитывает сложность движений руки.

Посмотреть все наши новые перчатки, защищающие от электростатических разрядов

Подробнее о наших ESD-перчатках можно узнать здесь.Или свяжитесь с нами по любым вопросам, касающимся наших перчаток.

Мы поможем вам выбрать правильные перчатки — свяжитесь с нами!

Знаете ли вы, что вы можете бесплатно заказать аудит в Guide Gloves, где мы проанализируем ваши потребности с учетом ваших конкретных условий и проблем? Запишитесь на аудит здесь.

————————————

¹ Источник: Volksvagen AG

Предотвращение повреждений электростатическим разрядом | JRR200 Route Reflector Hardware Guide

Компоненты устройства, поставляемые в антистатических пакетах, чувствительны к к повреждению от статического электричества.Некоторые компоненты могут быть повреждены от напряжения до 30 В. Вы можете легко создать потенциально разрушающее статическое напряжение при работе с пластиковой или пенопластовой упаковкой материал, или если вы перемещаете компоненты по пластику или ковру. Наблюдать следующие рекомендации по минимизации потенциала электростатического повреждение разрядом (ESD), которое может вызвать прерывистое или полное отказов:

• При работе с компонентами всегда используйте антистатический браслет. которые могут быть повреждены электростатическим разрядом, и убедитесь, что они находятся в прямом контакт с вашей кожей.

  Если перемычки заземления нет, удерживайте компонент в его антистатический пакет (см. рис. 1) в одной руке и прикоснитесь к оголенному голому металлу устройства другой рукой непосредственно перед вставкой компонента в устройство.

  Предупреждение:

  В целях безопасности периодически проверяйте значение сопротивления. ленты заземления ESD. Измерение должно быть в диапазоне 1. через 10 МОм.

  Avertissement Par mesure de sécurité, vérifiez régulièrement la résistance du bracelet antistatique.Cette valeur doit être составляют entre 1 и 10 МОм (Mohms).

• При обращении с любым компонентом, который может быть поврежден электростатическим разрядом и это снято с устройства, убедитесь, что конец оборудования Ваш антистатический браслет прикреплен к ESD-точке на корпусе.

  Если заземляющего браслета нет, прикоснитесь к оголенному оголенному металл устройства, чтобы заземлить себя перед тем, как брать компонент в руки.

• Избегайте контакта между компонентами, подверженными воздействию Повреждение электростатическим разрядом и ваша одежда.Напряжение электростатического разряда, исходящее от одежды, может повредить компоненты.

• При снятии или установке компонента, подверженного воздействию к повреждению электростатическим разрядом всегда кладите его компонентами вверх на антистатический поверхности, в антистатической стойке для карточек или в антистатическом пакете (см. Рисунок 1). Если вы возвращаете компонент, перед упаковкой поместите его в антистатический пакет.

  Рисунок 1: Размещение компонента в антистатическая сумка

ВНИМАНИЕ:

Кабели ANSI / TIA / EIA-568, такие как Категория 5e и Категория 6 могут получить электростатический заряд.Чтобы рассеять этот заряд, всегда перед подключением заземлите кабели на подходящее и безопасное заземление. их в систему.

Внимание Les câbles ANSI / TIA / EIA-568, par instance Cat 5e et Cat 6, peuvent emmagasiner des charge électrostatiques. Вылейте заряды évacuer ces, reliez toujours les câbles à une Prize de Terre Adaptée Avant de les raccorder au système.

.