Защита от статистического электричества: Средства и правила защиты от статического электричества

Содержание

Защита от статического электричества. Возникновение и действие

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.

Защита от статического электричества

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.

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

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 увлажнителей воздуха.

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 клетка Фарадея. 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.

Похожие темы:

Статическое электричество и защита от него – RozetkaOnline.COM

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проявлениями статического электричества. Это могут быть и вполне безобидные кратковременные разряды, которые похожи на легкое покалывание, и вполне ощутимые, болезненные удары, настигающие нас, когда мы примеряем одежду, просто садимся в машину или беремся за дверную ручку.

При этом явление статического электричества бывает чрезвычайно опасным, так как может вызывать возгорания легковоспламеняемых веществ и сред, вроде бензина или пыли, кроме того выводит из строя чувствительные электронные компоненты, вызывает помехи в работе приборов, да и просто является причиной серьезного дискомфорта для человека.

Чтобы знать, как защитить себя и окружающие предметы от воздействия статического электричества, необходимо понимать суть его происхождения и причины появления.

В этой статье я постараюсь максимально доступно и наглядно, простым языком, без лишних сложных физических терминов, объяснить,

что такое статическое электричество, как оно образуется и что является лучшей защитой от него.

Что такое статическое электричество, как оно образуется

Как я уже сказал, статическое электричество может воздействовать на нас в различных местах, в любой момент, даже тогда, когда вы просто пытаетесь открыть дверь, касаясь дверной ручки.

Чтобы понять причину появления статического электричества для начала нужно вспомнить о природе материи.

Как вы знаете вся материя состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из трех разных видов более мелких частиц:

– отрицательно заряженных электронов

– положительно заряженных протонов

– не имеющих зарядов нейтронов

В большинстве тел, чаще всего, электроны и протоны полностью компенсируют друг друга, их количество в атомах равное, соответственно, эти предметы электронейтральны.

Но так как электроны очень маленькие частицы и их масса незначительна, то даже обычное трение даёт слабо связанным электронам достаточно энергии, чтобы они покинули свои атомы и перешли в атомы на другой поверхности.

Когда это происходит у одного объекта протонов остаётся больше, чем электронов, и он становится положительно заряженным, а объект у которого больше электронов, наоборот, накапливает отрицательный заряд. Такая ситуация называется дисбалансом зарядов или еще разделением зарядов.

Но как вы знаете, природа постоянно стремится к восстановлению равновесия поэтому, когда одно из заряженных тел вступает в контакт с другим, свободные электроны немедленно используют эту возможность попасть туда где они нужнее, где их не хватает – покинув отрицательно заряженный объект, чтобы восстановить баланс.

Вот это перескакивание электронов от отрицательно заряженного тела и есть знакомое всем явление – статическое электричество, называемое еще статическим разрядом.

К счастью это происходит далеко не с каждым объектом, иначе нас бы било током постоянно.

Чаще всего слабо связанными электронами обладают материалы – электрические проводники, самым ярким представителем которых являются металлы. А вот у диэлектриков, изоляторов, материалов, плохо проводящих электрический ток, электроны прочносвязанные, они свободно не переходят к атомам других материалов.

С большей вероятностью накапливание электрического разряда происходит именно при взаимодействии проводника с диэлектриком, при трении одного материала о другой.

Так, например, когда вы просто идёте по ковру, электроны вашего тела, из-за трения ног об ковер, перемещаются на него, так как человеческое тело проводник электрического тока. В то же время материал ковра – шерсть, сопротивляется отделению своих прочносвязанных электронов, являясь диэлектриком.

И хотя в момент, когда вы находитесь на ковре, ваше тело и ковер вместе остаются электрически нейтральными у них уже есть разделение разрядов.

И теперь, когда вы просто дотрагиваетесь до металлической дверной ручки – немедленно ощущаете статический разряд. Всё дело в том, что свободные электроны с металлической ручки перескакивают на вашу руку замещая потерянные вашим телом электроны, которые перескочили на ковер.

Теперь, я думаю, вам понятно, что такое статическое электричество и почему оно образуется. Кстати, его самым ярким проявлением в природе являются молнии.

При определенных условиях в облаках происходит разделение зарядов, после чего этот дисбаланс нейтрализуется, электроны высвобождаются и поглощаются другими телами – домами, землей или даже другим облаком, с образованием гигантской вспышки – молнии.

Защита от статического электричества

И так, зная природу статического электричества, вы сможете эффективно применять и защиту от него, не только дома в быту, но и на производстве.

Есть несколько основных видов мер защиты от статического электричества:

– создание условий для рассеивания свободных электронов

– предупреждение возникновения и накапливания статического электричества

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Основным и самым главным средств защиты от статического электричества является организация заземления токопроводящих, не находящихся под напряжением элементов, будь то корпус стиральной машины, автомобиля или токарного станка. Делается это, чтобы образующиеся свободные электроны, идя по пути наименьшего сопротивления, отводились в землю.

У большей части домашней бытовой техники – холодильников, стиральных машин и т.д. для этого используется третий желто-зеленый заземляющий проводник питающего кабеля, которым он подключается к сети. В остальных же случаях на корпус подводится отдельный провод, также подключаемый к системе заземления.

В случае же с автомобилем, используется токопроводящая полоса или цепь, которая крепиться одним концом к кузову машины, а второй касается земли.

увеличение электропроводимости диэлектрических материалов

Еще одним из распространенных способов защиты от статического электричества является увеличение электропроводимости диэлектрических материалов, за счет чего они получают возможность отводить свободные электроны.

Достигается это путем нанесения на диэлектрические предметы токопроводящих покрытий или материалов, например, поверхностной плёнки из токопроводящего материала, тонкой фольги и т.

д.

В частности, в быту, можно пользоваться специальными средствами, так называемыми, антистатиками, думаю многие женщины понимают, о чем идёт речь.

Такой спрей-антистатик обычно состоит из токопроводящего полимера, растворённого в смеси деионизированной воды и спирта. После обработки поверхности раствор испаряется, а полимер остается в виде тончайшей токопроводящей плёнки, которая не даёт заряду накапливаться на поверхности предмета.

Подобный эффект также достигается увеличения влажности воздуха до 60-70%, при котором на поверхности диэлектриков появляется тонкая пленка влаги, за счет которой, обеспечивается достаточная поверхностная электропроводность материалов.

ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА

Эффективным и доступным средством защиты от статического электричества также является ионизация воздуха.

Для этого используется специальный прибор – ионизатор, который генерирует поток положительно и отрицательно заряженных ионов, распространяемых вентилятором. Они, притягиваются к молекулам противоположной полярности окружающих предметов и нейтрализуют статический заряд на них.

Если же не получается бороться со статическим электричеством вышеперечисленными способами, можно действовать более кардинально. Например, начать пользоваться повседневными предметами их других материалов слабоэлектризующимися или неэлектризующимися вовсе. Заменить чехлы в автомобиле, купить другие тапочки для дома и т.д.

Если же вы знаете другие действенные способы защиты от статического электричества – обязательно пишите о них в комментариях к статье, это будет полезно и интересно многим. Кроме того, как всегда приветствуется здоровая критика, вопросы, предложения, буду рад общению.

Защита от статического электричества

Все тела по электрическим свойствам делят на проводники и изоляторы (диэлектрики). Если проводники способны проводить ток, то диэлектрики этой способностью не обладают.

Поэтому на веществах и материалах, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление более 105 Ом • м (диэлектрик), при трении, дроблении, интенсивном перемешивании происходит перераспределение электронов с образованием на поверхностях соприкосновения двойного электрического тока, что является непосредственным источником возникновения статического электричества.

Искровые разряды статического электричества могут вызвать взрыв и пожар.

Особенно большую опасность представляют разряды статического электричества, образующиеся при сливе и наливе легковоспламеняющихся и горючих жидкостей свободно падающей струей.

В производственных условиях накопление зарядов статического электричества может происходить на приводных ремнях, транспортерах, при движении пылевоздушной смеси в трубопроводах, например при транспортировке муки пневмосистемами или аэрозольтранспортом.

Заряды статического электричества могут накапливаться на людях, особенно если подошва обуви не проводит электрический ток, одежде и белье из шерсти, шелка или искусственного волокна, а также при движении по нетокопроводящему полу или выполнении ручных операций с диэлектриком. Потенциал изолированного от земли тела человека может превышать 7 кВ и достигать 45 кВ. Соприкосновение человека с заземленным предметом вызывает искровой разряд.

Энергия разряда этой искры может составлять 2,5 … 7,5 мДж. Кроме того, статическое электричество оказывает неблагоприятное физиологическое воздействие на человека, подобное мгновенному удару электрическим током. Величина тока при этом незначительна и непосредственной опасности для человека не представляет. Однако искра, проскакивающая между телом человека и металлическим объектом, может явиться причиной производственного травматизма и при определенных условиях даже создать аварийную ситуацию.

В производствах, где существует опасность воспламенения взрывоопасных смесей разрядом с человека, необходимо обеспечить работающих электропроводящей (антистатической) обувью. Обувь считается электропроводящей, если электрическое сопротивление между электродом в форме стельки, находящимся внутри обуви, и наружным электродом меньше 107 Ом.

Покрытие пола, выполненное из бетона толщиной 3 см, спецбетона, пенобетона, считается электропроводящим.

Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности получаемых и перерабатываемых веществ, используемых в производстве диэлектрических материалов, оборудования, а также тела человека необходимо предусматривать меры защиты от разрядов статического электричества.

Основными способами устранения опасности от статического электричества являются:

отвод зарядов путем заземления оборудования и коммуникаций;

однако заземление неэффективно, когда применяют аппараты и трубопроводы из диэлектрика или происходит в процессе технологических операций отложение на внутренней стороне стенки трубопроводов или оборудования нетокопроводящих материалов;

добавление в электризуемые вещества антистатических веществ (графит, сажа, полигликоли и др.), позволяющих уменьшить сопротивление этих веществ;

увеличение относительной влажности воздуха (общей или только в местах образования зарядов статического электричества) до 70 . .. 75 %;

применение антистатических веществ;

наиболее важным свойством антистатических веществ является их способность увеличивать ионную проводимость и тем самым снижать электрическое сопротивление материалов;

ионизация воздуха, заключающаяся в образовании положительных и отрицательных ионов воздуха, которые нейтрализуют заряды статического электричества;

ограничение скорости движения твердых и жидких веществ в коммуникациях и оборудовании;

заведомо безопасной скоростью движения и истечения диэлектрической жидкости является 1,2 м/с.

Практический способ устранения опасности от статического электричества выбирают с учетом эффективности и экономической целесообразности.

Защита от статического электричества на современном предприятии – статья для склада и производства

 
Складское оборудование

17.01.2018

Хотите иметь современную защиту от статического электричества на своем производстве? Читайте нашу статью об организации защиты (ESD Protected Area) на производстве.   

Электростатический разряд ESD

Статическое электричество проявляет себя при любом движении человека. При этом статический заряд при касании рукой проводящего материала очень быстро «стекает с тела». Это так называемый  ESD (Electro Static Discharge) — электростатический разряд. 


Статическое электричество создает множество проблем в электронной промышленности. Обычно действие статического электричества оказывается незаметным, т.к. что наше тело не чувствуют разрядов до 3000 вольт. 


Эти разряды в форме искры проявляются лишь при напряжениях свыше 5000 В. В электронной промышленности наиболее чувствительные компоненты могут выходить из строя уже при напряжении 30 В, тогда как большинство стандартных компонентов чувствительны к разрядам с напряжением 100 … 200 В. Наличие статических разрядов не всегда легко обнаружить. 


Статические разряды на рабочем месте

Выход продукции из строя не всегда можно предотвратить в процессе производства, что приводит к неисправностям на более поздних сроках. Сразу после определения потенциальной опасности статических разрядов на каждом рабочем месте могут быть предприняты эффективные способы защиты, предотвращающие выход компонентов из строя. 

ЕРА (ESD Protected Area)

При изготовлении современных электронных компонентов необходимо обеспечивать всестороннюю защиту от электростатических разрядов. В защищенной от электростатических разрядов зоне – ЕРА (ESD Protected Area) — для этого всегда необходимо применять антистатические материалы и оборудование, причем защита должна распространяться от начального этапа производства до окончательной проверки годности и упаковки компонентов.

Контроль статических разрядов

Систематический подход к проблеме контроля статических разрядов в рабочей области должен включать в себя следующее: 

  • Организация антистатических рабочих мест, транспорта, складских систем хранения
  • Организация антистатического рабочего инструментального хозяйства
  • Наличие антистатической промышленной мебели, рабочей одежды, обуви, браслетов
  • Обучение персонала и контроль качества производства по номам ESD
  • Поддержание чистоты в помещении, поскольку пыль обладает свойствами диэлектрика
  • Аудиты для обеспечения непрерывной защиты от статического электричества

Хотите организовать эффективную защиту рабочих мест от статического электричества? Обращайтесь в КИИТ! Опытные специалисты АО «Компания инноваций и технологий» помогут Вам в организации и модернизации производства в соответствии с современными нормами защищенных от электростатических разрядов зон ЕРА (ESD Protected Area).   


Похожие статьи

Антистатические системы хранения мелких деталей
Как выбрать рабочий стул для производства?
Эргономика рабочих мест на производстве
Эргономичные регулируемые стулья для производства
3D онлайн конфигуратор рабочего места

Возврат к списку статей

Защита от статического электричества

Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры и вредном действии его на организм человека. Электризация — это комплекс физических и химических процессов, приводящих к разделению в пространстве зарядов противоположных знаков или к накоплению зарядов одного знака. При статической электризации напряжение относительно земли достигает десятков, а иногда и сотен тысяч вольт. Для воспламенения от электрической искры требуется минимальная энергия, так как малый объем газа от искры нагревается до высокой температура за предельно короткое время.

Вредное воздействие на организм человека статическое электричество оказывает не только при непосредственном его контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей.

Основные способы защиты от статического электричества следующие: заземление оборудования, сосудов и коммуникаций, в которых накапливается статическое электричество; увеличение поверхностной проводимости диэлектрика; увлажнение окружающего воздуха; ионизация воздуха или среды нейтрализатором статического электричества; подбор контактных пар; изменение режимов технологического процесса, использование операторами спецобуви с электропроводящей подошвой и др.

Организация молниезащиты промышленного предприятия

При превышении напряженностью электрического поля атмосферы критического значения возникает разряд, сопровождающийся ярким свечением — молнией и звуком (громом). Сила тока в канале молнии достигает 200 000 А, температура составляет 6000—10000 °С и более, время существования молнии 0,1—1 с.

Различают первичные проявления молнии (прямой удар) и вторичные проявления в виде электростатической и электромагнитной индукции. Прямой удар молнии может вызвать пожар и произвести разрушение сооружений. Вторичные проявления молнии опасны тем, что возможно искрение, которое устраняется посредством заземления всех металлических элементов.

Устройство, служащее для защиты объекта от прямых попаданий молнии, называется молниеотводом Он принимает удар молнии на себя и отводит ток в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемники могут быть стержневыми, тросовыми (антенными), сетчатыми. Все здания и сооружения по степени требований к молниезащите делятся на три категории в зависимости от назначения и технологических особенностей объекта по степени пожаро- и взрывоопасности.

I категория — это здания (сооружения), отнесенные к зонам классов B-I и В-II. Молниезащита таких объектов предусматривается независимо от средней грозовой деятельности и места расположения объекта на территории России.

II категория — это здания (сооружения) зон классов В-Ia и В-IIа; молниезащита здесь выполняется при грозовой деятельности 10 ч в год и более.

III категория — это здания (сооружения) зон классов П-I, П-II и П-IIа, а также открытые зоны классов П-III. Молниезащита этих объектов предусматривается в местностях с грозовой деятельностью 20 ч в год и более.

Защитное действие молниеотвода характеризуется зоной защиты, под которой понимается пространство, защищенное с определенной вероятностью от попадания молнии. Граница зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом высотой до 60 м, определяется образующими двух конусов, высоты которых равны 0,8Н и Н, где Н — высота стержневого молниеотвода, м; а радиусы этих конусов соответственно равны 0,75Н и 1,5Н.

Границы зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом


Оптимальное расстояние между двумя спаренными стержневыми молниеотводами следует принимать равным двум-трем высотам одного молниеотвода. Молниеприемники и токоотводы должны иметьсечение не менее 50 мм2, они должны соединяться с заземлителями кратчайшим путем и не иметь петель и острых углов, которые могут быть источниками искровых и дуговых разрядов.

Величина импульсного сопротивления заземлителя не может быть замерена приборами и определяется по известным значениям сопротивления растеканию тока из таблиц.

Тросовые молниеотводы выполняют из стального многопроволочного оцинкованного троса сечением не менее 35 мм.

Защита от статического электричества в промышленности

В данной статье речь пойдет о средствах защиты от статического электричества в промышленности.

Заряды статического электричества возникают при трении движущихся частей, например, при протекании жидкостей по трубам, при движении приводных ремней и даже при движении человека по полу, способствующему электризации – шерстяной ковер или линолеум. Ниже приведены возможные потенциалы, кВ, создаваемые зарядами статического электричества [Л2] в зависимости от места и условий возникновения зарядов.

Общеизвестно появление статических зарядов на человеке при пользовании одеждой и бельем из синтетических и шерстяных материалов. Длительное хождение по сухому полу из линолеума может создать на человеке, одетом в синтетические материалы, потенциал в 4-8 кВ.

Если в быту это создает известные затруднения, то в условиях промпредприятий, где имеются пожароопасные и взрывоопасные помещения, такие потенциалы могут быть источником искр и вызвать пожары и взрывы.

Помимо пожаров и взрывов, в ряде случаев заряды нарушают технологию. Например, в производстве искусственного волокна заряженные нити отталкиваются друг от друга и не скручиваются в общую нитку.

Для борьбы с зарядами статического электричества проводятся различные мероприятия. Оборудование считается электростатически заземленным, когда сопротивление току утечки не превышает 1 Мом, практически не электризуется и защиты от статических зарядов не требует.

Принципы защиты от зарядов статического электричества состоят в предотвращении, где возможно, их появления и отвода в землю там, где они неизбежны.

Во взрывоопасных помещениях недопустимо применение оборудования, создающего статические заряды – вальцы, ременные передачи, если не приняты специальные меры по предотвращению зарядов – применение электропроводящих пленок и смазок; заземление металлических частей установок с сопротивлением заземлителей не выше 100 Ом. Заземлению подлежит все оборудование, все емкости и трубопроводы. Последние снабжаются перемычками на фланцевых и глухих стыках с уплотнением, которые остаются присоединенными при разъеме основных соединений.

Параллельно проложенные трубопроводы соединяются перемычками через 20-25 м, а также на пересечениях в целях выравнивания потенциалов. Скорости движения жидкости в трубах ограничиваются. Например, для сероуглерода в трубе ø24 мм – не более 1-1,5 м/с. Заряд пропорционален диаметру и скорости; так как при постоянном расходе с увеличением диаметра скорость растет медленнее, то выгоднее применять увеличение диаметров.

Для предотвращения появления зарядов применяются электропроводящие пленки и смазки, включающие графит, сажу, олеиновокислый магний и другие вещества с сопротивлением не выше 107 Ом*см; для смазки ремней – не выше 105 Ом*см.

Предотвращение зарядов создает увлажнение воздуха – общее или местное до 70% или увлажнение различных поверхностей (пола), которое контролируется.

Применяется ионизация воздуха или среды в местах появления статических зарядов. Для этой цели в качестве нейтрализаторов статических зарядов служат индукционные нейтрализаторы, состоящие из заземленной гребенки или метелки, расположенной над заряжаемой поверхностью.

Для защиты людей, работающих в установках, связанных с трением – полировка, чистка, протирка, промывка, служат следующие меры.

Полы выполняются электропроводящими с добавлением различных веществ, снижающих удельное сопротивление ρ до 106 Ом*см и ниже – пенобетон, ксилолит и др.

Используется проводящая обувь – кожаная или резиновая подметка с токопроводящими заклепками.

В производствах, где могут образовываться статические заряды, запрещается ношение одежды и белья из синтетических материалов, а также колец и браслетов, так как на них аккумулируются заряды.

Литература:

  1. Электроснабжение промышленных предприятий. Ю. Л. Мукосеев. 1973.
  2. Защита взрывоопасных сооружений от молний и статического электричества. Черкасов В.Н. 1965 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

15. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ПОСТАНОВЛЕНИЕ Госгортехнадзора РФ от 17.06.2003 N 93 «ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПРАВИЛ УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПУНКТОВ ПРОИЗВОДСТВА И МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ПОДГОТОВКИ К ПРИМЕНЕНИЮ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗАЦИЯХ, ВЕДУЩИХ ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ»

действует Редакция от 17.06.2003 Подробная информация
Наименование документПОСТАНОВЛЕНИЕ Госгортехнадзора РФ от 17.06.2003 N 93 «ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПРАВИЛ УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПУНКТОВ ПРОИЗВОДСТВА И МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ПОДГОТОВКИ К ПРИМЕНЕНИЮ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗАЦИЯХ, ВЕДУЩИХ ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ»
Вид документапостановление, правила
Принявший органгосгортехнадзор рф
Номер документа93
Дата принятия01. 01.1970
Дата редакции17.06.2003
Номер регистрации в Минюсте4743
Дата регистрации в Минюсте19.06.2003
Статусдействует
Публикация
  • На момент включения в базу документ опубликован не был
НавигаторПримечания

15. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

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.

Рекомендуется применять антистатические клиновые ремни.

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.

Рекомендуется контролировать средства защиты от статического электричества со следующей периодичностью:

осмотр и измерение сопротивления заземляющих устройств (заземлители, контуры) — 2 раза в год
измерение сопротивления электропроводной обуви — 1 раз в квартал
осмотр и измерение сопротивления заземления стационарного технологического оборудования — 1 раз в квартал
то же для подвижных частей оборудования, передвижного оборудования и пробоотборников — 1 раз в месяц
осмотр целостности заземляющих проводников у пробоотборников — перед началом смены

Планово-предупредительный ремонт средств защиты от статического электричества необходимо производить одновременно с ремонтом технологического оборудования и электрооборудования.

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 смешивании 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 уменьшить возможность 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. Склеивание 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 всего 8-футового стального стержня с медным покрытием, встроенного в землю. Общее сопротивление заземления должно быть ниже одного МОм. 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, где работает несколько работодателей, 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 избежать статического разряда на рабочем месте

Наука о статическом электричестве и электростатическом разряде

Когда две поверхности соприкасаются и разделяются, электроны перемещаются к другой поверхности, вызывая дисбаланс. Количество статического электричества, которое вы ощущаете при разряде заряда, зависит от многих факторов…

Такие, как материалы при контакте или разделении, трение, площадь поверхности контакта или разделения и относительная влажность являются сопутствующими факторами.Однако при более низкой относительной влажности, когда окружающая среда более сухая, генерация и накопление заряда значительно увеличиваются.

Без каких-либо указаний, повседневные движения будут генерировать эти статические заряды, только когда статический заряд достигнет около 2000 вольт, вы почувствуете результирующий шок. Ниже мы рассмотрим некоторые из проблем, связанных со статическим разрядом.

Повреждение детали — Скрытая опасность

Ощущение разряда статического электричества так же неприятно, как и кратковременно, однако менее 100 вольт достаточно, чтобы потенциально повредить критически важный электронный компонент. Вот почему операторы и техники, работающие с компонентами или оборудованием, чувствительными к электростатическому разряду, должны использовать соответствующую защиту при входе в обозначенную зону или рабочую станцию, защищенную от электростатического разряда.

Понимание последствий электростатического разряда и его воздействия так же важно, как и продукты, предназначенные для его предотвращения. Если эти предотвратимые заряды попадут в контакт с электронными компонентами, результаты часто будут невозможны для человеческого глаза. Без микроскопов такой уровень повреждений, даже самых незначительных, приводит к дорогостоящему ремонту и простоям в цепочке поставок.

Электростатический разряд (ESD) до 2000 вольт часто может остаться незамеченным при передаче от незаземленного человека на печатную плату. Если статическое повреждение не обнаружено изначально, оно может быть дальше по цепочке поставок до непредвиденных задержек, а ремонт дорогостоящий из-за того, что можно было бы полностью предотвратить.

Когда дело доходит до электростатического разряда, предметы на рабочем столе или в зоне с контролируемым статическим электричеством часто не обращают внимания. Возьмем, к примеру, обычные канцелярские товары; Папки с кольцами, бумажники для документов или планшеты часто могут быть изготовлены из материалов, которые естественным образом изолируют статические заряды, потенциально освобождая заряды, которые находятся в непосредственной близости от электронных компонентов или людей. Сотни расходных материалов на складе Антистата для контроля или удержания

Что можно сделать, чтобы это предотвратить?

Обеспечение правильного заземления, такого как пяточные заземлители, комплекты рабочих станций, контактные заглушки, прикрепляемые к матам и перчаткам, необходимо для предотвращения дальнейшего повреждения из-за статических разрядов.Мы продаем все, от одноразовых пяточных заземлителей, которые используют проводящую нить в антистатической ткани для создания и поддержания контакта между землей и телом, оптимизируя рассеивание статического электричества, до клеящих заглушек, которые помогают соединять коврики, браслеты или оборудование с общая точка заземления для безопасного отвода статических зарядов. У нас также есть полные комплекты рабочих станций, комплексные, простые в установке, базовые комплекты ESD Workstation, включая синие коврики, указатели, соединительные заглушки, ремешок для запястья и провода.

Проконсультируйтесь с экспертами

Если вам необходимо контролировать статические заряды, у нас есть широкий ассортимент продукции, предназначенной для предотвращения этого. Вы также можете связаться с нашим отделом продаж через чат в нижней части экрана или по телефону +44 (0) 1473836 200, где один из наших сотрудников будет более чем счастлив обсудить решение.

Для получения дополнительной информации и любых запросов о продуктах, пожалуйста, отправьте нам сообщение ниже или позвоните нам по телефону +44 (0) 1473836200

СИЗ для электробезопасности.Антистатический, электростатический или изолирующий?

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, происходят на рабочем месте в США каждый год. 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 испытывали статический заряд 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 возгорания 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, а также тому, 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, накопленного при ходьбе, путем рассеивания статического электричества от тела до земли, 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 проводящие предметы, 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 являются одними из важнейших предметов личной 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 подошвой и каблуком, устойчивыми к электрическому удару. 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.

Как устранить электростатический разряд

Холодильные склады всегда были местом наказания за затопленные свинцово-кислотные батареи. Потери мощности из-за холода и осложнения при зарядке могут в совокупности сокращать емкость и срок службы батареи; Залитые свинцово-кислотные батареи не могут работать так же долго в холодных хранилищах, как в более теплых условиях обращения с материалами.

К сожалению, современные отраслевые тенденции усугубляют эти проблемы. Увеличивающаяся высота складских стеллажей и 500-дюймовый вертикальный вылет новейших погрузчиков предъявляют еще большие требования к мощности и пропускной способности холодильных аккумуляторов. Проще говоря, современным холодильным складам нужны батареи, которые могут обеспечить большую мощность, быстрее заряжаться и работать дольше при меньших затратах на обслуживание.

Это сложная задача, но благодаря последним достижениям в области аккумуляторных технологий стало больше, чем когда-либо, вариантов холодного хранения.И так же, как погрузчики, которые имеют модификации для обработки холода и конденсата, такие как закрытые моторные приводы, ингибиторы ржавчины, компоненты из нержавеющей стали, специальное морозильное масло, нагреватели и многое другое, эти новые батареи имеют особенности, которые делают их хорошо подходящими для недозамерзания. работай. Но прежде чем взвесить относительные преимущества этих новых технологий, стоит задуматься, почему обычные свинцово-кислотные аккумуляторы так сильно страдают от холода.

Залитые батареи и температуры замерзания

Проще говоря, низкие температуры замедляют движение молекул, в том числе тех, которые составляют электролит батареи.Низкие температуры увеличивают вязкость электролита, заставляя его загустевать и медленнее перемещаться через поры активной пластины, ограничивая химическую реакцию, необходимую для питания транспортного средства. Соответствующие потери мощности могут составлять от 20% до 60%.

Например, полностью заряженная залитая аккумуляторная батарея с внутренней температурой 32 ° F будет обеспечивать только 75% мощности, которую она могла бы получить при комнатной температуре 77 ° F. Вот почему батареи, рассчитанные на восемь часов работы в теплом складе, могут работать только четыре-шесть часов в холодильных камерах.

Такое сокращение времени работы от батарей может затруднить поддержание надлежащих циклов работы, зарядки и охлаждения, что приведет к порочному циклу недозаряженных и преждевременно замененных батарей. Низкие внутренние температуры аккумулятора также влияют на скорость приема заряда. Когда внутренняя температура аккумулятора опускается ниже 40 ° F, его напряжение будет выше, чем оно есть на самом деле, в результате чего индикаторы разряда аккумулятора покажут неверно более высокую емкость аккумулятора. Зарядные устройства также считывают уровни напряжения выше, чем они есть, и преждевременно отключаются.

Несмотря на эти трудности, большинство холодильных складов действительно очень успешно работают с затопленными свинцово-кислотными батареями. Учет их сокращенного времени работы является обязательным, и работа со специалистом по аккумуляторным батареям для оценки и соблюдения требований к общему количеству ампер-часов может быть ключевым фактором. Система замены батареи (BCS) также может помочь, поскольку она упрощает зарядку и выбор батареи, а также может анализировать потребление энергии для оптимизации размера парка батарей.

Конечно, даже с BCS и парком аккумуляторных батарей надлежащего размера, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи требуют более интенсивного обслуживания по сравнению с более новыми аккумуляторными технологиями.И так же, как распределительные центры (РЦ) и склады с более теплой средой, холодильные склады хотят управлять своим бизнесом, а не своими батареями. К счастью, теперь у них есть несколько вариантов аккумуляторных батарей для погрузчиков, которые позволяют избежать трудоемкого обслуживания, такого как полив, выравнивание, замена или очистка, даже если они лучше работают на морозе.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные (литий-ионные) аккумуляторы очень хорошо подходят для круглосуточных предприятий с высокими требованиями к ампер-часам.Их высокая скорость приема заряда обеспечивает эффективную подзарядку, которая может устранить необходимость в замене аккумуляторов и аккумуляторных отсеках, предоставляя помещениям больше возможностей для экономии места и гибкости плана этажа.

Литий-ионные аккумуляторы действительно демонстрируют некоторую потерю мощности на холоде, но она намного ниже, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом. Следовательно, срок службы и жизненный цикл литий-ионных аккумуляторов намного больше.

Хотя стоимость перехода на литий-ионные аккумуляторы для погрузчиков выше, чем на заливные свинцово-кислотные аккумуляторы, в долгосрочной перспективе общая стоимость владения литий-ионными аккумуляторами может сделать их лучшим вариантом.

Тонкопластинчатые свинцовые аккумуляторы

Для многосменных операций холодного хранения с более низкими требованиями к ампер-часам технология тонких пластин из чистого свинца (TPPL) часто может обеспечить «правильное» решение Goldilocks, которое уравновешивает энергопотребление, обслуживание и и бюджетные требования. Более пристальный взгляд на конструкцию батареи TPPL помогает объяснить, почему.

Аккумуляторы TPPL имеют пластины из чистого свинца на 99%, которые намного тоньше, чем в обычных свинцово-кислотных аккумуляторах. Более тонкие пластины означают, что их может поместиться больше внутри батареи; большее количество пластин обеспечивает большую мощность на 30% меньшем пространстве, чем заливная свинцово-кислотная батарея аналогичного размера.Большая площадь поверхности пластины также поддерживает больше энергии и больше мощности в периоды пиковой нагрузки.

Дополнительная площадь поверхности пластины из чистого свинца также сводит к минимуму эффекты повышенной вязкости электролита, позволяя батареям TPPL работать при температурах до 12 ° F. Аккумуляторы TPPL также имеют высокую скорость быстрой зарядки, что дает возможность подзарядки и может исключить замену аккумулятора. В конечном счете, батареи TPPL предлагают почти такую ​​же практически не требующую обслуживания функциональность, как литий-ионные, но примерно за половину первоначальной стоимости.

Какая технология лучше всего подходит для вас?

Итак, как определить, какая батарея наиболее подходит для вашей работы? Во-первых, точно определив, сколько мощности использует ваш парк погрузчиков, и связанные с этим расходы. Это может показаться сложной перспективой, но есть специалисты по аккумуляторным батареям, которые могут помочь, проведя на месте исследование мощности вашего автопарка и предприятия. Доступны проприетарные консультативные инструменты, такие как программное обеспечение для моделирования, чтобы сделать сбор и количественную оценку необходимых данных о мощности, парке и производственных мощностях управляемым и эффективным процессом.

При тщательной оценке мощности необходимо взвесить несколько факторов, включая модели автомобилей, график смен и требования к ампер-часам. Любое исследование электропитания на месте должно также сравнивать химический состав аккумуляторов, включая время зарядки и стоимость, и учитывать другие воздействия на совокупную стоимость владения. Тщательное обследование площадки также может выявить операционные проблемы, которые влияют на текущие эксплуатационные расходы.

В конце концов, чем больше холодных данных вы сможете собрать, тем выше вероятность того, что вы сможете количественно определить, какой химический состав батареи или даже комбинация химикатов лучше всего подходят для вашего автопарка.

Джаррод Смит (Jarrod Smith) — управляющий юго-восточным районом в компании EnerSys, поставщика решений с накоплением энергии для промышленных приложений. Он работает в сфере погрузочно-разгрузочных работ более 20 лет и участвовал в разработке и запуске программного обеспечения для моделирования EnerSys EnSite.

Опасности статического электричества, генерация и заземление в промышленности

Что такое статическое электричество?

Все предметы, проводящие или непроводящие, имеют электрический заряд. Объекты, соединенные друг с другом хорошим проводником, имеют одинаковый электрический заряд, по крайней мере, в точке рядом с соединением.Объекты с одинаковым электрическим зарядом не могут вызвать электростатический разряд (ЭСР), то есть искру.

Статическое электричество означает наличие ненейтрального электрического заряда на объекте. Этот заряд может быть положительным, что означает, что у объекта больше протонов, чем электронов, или отрицательным, что означает, что у объекта больше электронов, чем протонов. Статическое электричество может возникнуть, когда два объекта из разных материалов входят в фрикционный контакт, что приводит к обмену электронами, известному как трибоэлектрический эффект.

Если предоставляется возможность, более отрицательно заряженный объект захочет отправить свой избыток электронов более положительно заряженному объекту таким образом, чтобы уравнять заряды обоих объектов. Это аналогично тому, как жидкость в контейнере хочет стечь в контейнер, который находится под ним. Если оба контейнера находятся на ровной поверхности и между ними проходит труба, то уровень жидкости в каждом контейнере будет одинаковым. То же самое происходит, когда два объекта электрически связаны друг с другом — оба объекта имеют одинаковый электрический заряд.

Разница в заряде между двумя объектами напрямую связана с величиной, называемой разностью электрических потенциалов или напряжением, измеряемой в вольтах (В). Чем больше разница в заряде, тем выше напряжение и тем больше энергии выделяется при электростатическом разряде. Разность потенциалов можно сравнить с высотой одного контейнера с водой над другим — чем выше падает вода, тем больше кинетической энергии она имеет, когда достигает второй емкости.

Опасности статического электричества в промышленности

В промышленных процессах обычно напряжение превышает 30 кВ (для сравнения, батареи во многих распространенных электронных устройствах имеют номинальное напряжение от 3 до 5 В).Если два объекта с разным потенциалом поднести друг к другу достаточно близко и их разность потенциалов достаточно велика, произойдет самопроизвольный разряд электронов, называемый искрой. Эта искра выравнивает потенциал между объектами, как если бы они были соединены проводником.

Искры, вызванные статическим электричеством, являются основным источником пожаров и взрывов во многих отраслях промышленности. Искры выделяют энергию, которая может воспламенить легковоспламеняющиеся или взрывоопасные материалы. В то время как опасность пожара может быть очевидна при использовании легковоспламеняющихся химикатов, отрасли промышленности, где много пыли, например, мукомольные заводы, также могут подвергаться риску взрыва из-за электростатических искр.

Искры могут не только вызвать возгорание или взрыв, но и вызвать серьезные ожоги или остановить сердце.

Опасность статического электричества можно свести к минимуму, приняв соответствующие меры безопасности для контроля накопления статических зарядов. Одним из важных способов борьбы с накоплением электростатического заряда является правильное заземление и соединение оборудования и контейнеров.

В промышленности статический заряд может создаваться оборудованием, имеющим какое-либо трение или контакт и разделение, а также в случаях, когда происходят быстрые изменения тепла.Люди могут накапливать свои собственные заряды просто за счет трения, возникающего при ходьбе, поэтому, когда они двигаются в непосредственной близости от машины, они могут получить удар током или искра может воспламенить горючие материалы.

Некоторые конкретные источники статического электричества в промышленности будут обсуждаться более подробно в этом техническом документе. Большая часть статического электричества в промышленности возникает в результате операций, связанных с трением, например:

  • Жидкость или порошок, протекающие по трубе, шлангу или отверстию
  • Смешивание или смешивание
  • Распыление или покрытие
  • Фасовочные операции
  • Конвейерные ленты

Ниже приведено видео, на котором показан взрыв на косметической фабрике в Нью-Йорке, вызванный статическим электричеством.На видео рабочий протирает резервуар для химикатов, прежде чем статическое электричество воспламенит горючую жидкость из резервуара. Через несколько секунд танк охвачен пламенем, а части одежды рабочего загорелись от взрыва.

Обзор

Выработку статического электричества невозможно остановить, но скорость его накопления и рассеивания можно контролировать с помощью надлежащей разработки оборудования, трубопроводов и систем фильтрации, а также путем использования надлежащего оборудования для соединения и заземления.Чтобы предотвратить накопление статического электричества в проводящем оборудовании, необходимо минимизировать сопротивление пути к земле (земле).

Земля — ​​это точка с нулевым электрическим потенциалом, названная так потому, что ее часто принимают за физическую землю или Землю. Электрический потенциал объекта можно понять только по отношению к другому электрическому потенциалу; по этой причине необходимо иметь общую контрольную точку (землю), от которой можно определять все напряжения в конкретной системе.В гравитационной аналогии вы не можете просто указать, что объект имеет высоту 5 м; вы также должны указать точку, с которой вы начали измерения (по совпадению, земля также является подходящей точкой отсчета здесь).

Если объект имеет ненулевое напряжение, он каким-то образом отделен от земли. Если он разделен проводником, то электроны могут течь между объектом и землей, и между ними возникает сопротивление. Эти три величины — напряжение, ток (поток электронов) и сопротивление — взаимосвязаны формулой, называемой законом Ома:

В = напряжение, в вольтах

I = ток в кулонах в секунду, т.е.е., Ампер

R = сопротивление, Ом

Надо работать, чтобы рассеять статическое электричество, создавая путь для прохождения электронов. Для этого пути обычно считается достаточным сопротивление 1 мегаом или меньше. Когда металл составляет систему соединения / заземления, сопротивление обычно составляет менее 10 Ом. Сопротивление более 10 Ом означает, что путь к земле не является непрерывным, и обычно указывает на грязь, усталость системы, изношенные или ослабленные соединения, а также на возможность повреждения системы.Любая система заземления, которая считается приемлемой для молниезащиты или защиты силовой цепи, вполне подходит для решения по заземлению статического электричества.

Вот некоторые методы, которые мы обсудим для статического контроля:

  • Склеивание
  • Заземление
  • Влажность
  • Добавки
  • Одежда и материалы
  • Скорость заполнения

Соединение соединяет два или более проводящего оборудования вместе с помощью проводов, кабелей или других соединителей для выравнивания их статического заряда.Искры не могут возникать между объектами с одинаковым электростатическим потенциалом. Емкости необходимо соединять, даже если они соприкасаются, потому что краска или другие покрытия могут снизить проводимость. Простое прикосновение к другому объекту не гарантирует эффективного соединения для передачи статического заряда.

Заземление (или заземление) — лучший и самый безопасный способ снять накопившийся статический заряд. Заземлить объект — значит подключить его к земле через заземляющий стержень или электрод, воткнутый в землю.Заземление отводит статические заряды по мере их образования, удаляя избыточный заряд за счет передачи электронов между объектом и землей. В этом случае токопроводящие материалы или предметы соединяются с землей с помощью проводов, зажимов, кабелей и зажимов. Это похоже на склеивание, за исключением того, что одним из объектов является сама земля.

Хорошие соединения очень важны для заземления и соединения. Любой заземляемый или связанный объект нуждается в проводящем пути для движения заряженных электронов.Заземление предотвращает искрение между должным образом заземленными объектами и токопроводящим оборудованием.

В потенциально опасных или воспламеняющихся ситуациях все объекты, которые являются проводящими, но отделены от земли непроводящим оборудованием (например, прокладки, шланги и трубопроводы, распылительные форсунки, термометры и зонды), должны быть скреплены. Когда предмет изолирован от земли или заземления, он может стать достаточно заряженным, чтобы вызвать статическую искру.

Заземляющие узлы, кабели и зажимы

На проводимость таких предметов, как бочки и резервуары, могут влиять краски, покрытия или скопления продукта.Эти покрытия могут быть достаточно толстыми, чтобы электростатические заряды не рассеивались полностью. Решение состоит в том, чтобы использовать заземляющий узел с зажимами, которые могут прокалывать краску для хорошего соединения металла с металлом.

На фотографии слева показан один тип заземляющего узла Мюллера с зажимом для пробивания краски на одном конце и медным зажимом на другом. Существует множество различных конфигураций заземляющих / соединительных узлов, включая различные типы зажимов, зажимов и проводов, которые выбираются в зависимости от элементов и материалов для соединения / заземления.

Некоторые важные критерии, которые следует помнить при выборе узла заземления / заземления:

  • Есть ли на заземляемом элементе краска или покрытие, которое необходимо проткнуть для хорошего соединения?
  • В какой среде это используется? Насколько прочной должна быть сборка?
  • Какой тип зажима нужен? (плоский, с ямочками или зубцами?)
  • Заземляемые объекты неподвижны или их нужно переместить?
  • Какая длина провода нужна?
  • Важна ли очищающая способность?
  • Нужно ли выдерживать тепло?
  • Провод должен быть изолированным или неизолированным?
  • Должен ли провод быть токопроводящим для протекания дополнительного тока?

Защита от статического электричества посредством соединения и заземления

Время чтения: 13 минут

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 надежную 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 рассматриваются некоторые из этих проблем, некоторые основы статического электричества и некоторые методы 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 подвижному танкеру в процессе погрузки

Поверхность

большинства материалов адсорбирует 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, контейнеры 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 величину 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 связана с ее энергией, которая составляет некоторую долю от общей энергии, запасенной в проводящем объекте.

Помимо NEC

NEC в примечании мелким шрифтом 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

Все вещества, жидкие или твердые, состоят из атомов различного типа. 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

Рис. 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, таким как воздушный зазор или форма 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, является сложной задачей.

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 зарядов (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 проходить 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 сводит к минимуму 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 воспламенения 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, потому что 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 транспортировка нефтепродуктов из бестарного хранилища

6.4.1.3]. Заземляющие проводники могут быть изолированными (например, кабель с оболочкой 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 происходит разбрызгивание во время перекачки 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 перекачиваемого 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 для хранения на фундаментах, построенных на земле, считаются заземленными по своей природе независимо от типа фундамента (например, бетон, песок или асфальт). Для резервуаров на возвышенных фундаментах или опорах сопротивление заземления 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 уменьшит 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 параграфе четыре.

Должно присутствовать достаточное количество пыли, взвешенной в воздухе, для обеспечения устойчивого горения при возгорании. 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 привести к искре, поскольку заряд в пыли и мощности пытается уравновесить 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 систем металлических 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 возгорания, возникающего 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.

Статическое электричество | Ганноверская страховая группа

Разряд статического электричества (например, электростатический разряд) может вызвать возгорание и взрывы, часто приводящие к большим потерям.На этой странице кратко описаны свойства статического электричества и меры противопожарной защиты, связанные с электростатическим разрядом.

Введение

Статическое электричество непреднамеренно генерируется во время многих промышленных операций. Такие операции могут включать перенос жидкостей между контейнерами; смешивание и смешивание жидкостей; или дробление, измельчение или просеивание порошков. Хотя возникновение статического заряда вызывает беспокойство, повреждение вызывает электростатический разряд (ESD).ESD — это быстрое высвобождение или перенос электронов от одного объекта к другому, что приводит к нейтрализации заряда на обоих материалах.

Для возникновения электростатического разряда требуются три условия: должен быть процесс, который генерирует статический заряд, заряд должен накапливаться, и накопление заряда должно быть достаточно большим, чтобы вызвать электрический пробой окружающей атмосферы. Тип разряда и количество выделяемой энергии будут зависеть от физических и химических свойств системы.

ESD могут вызвать возгорание и взрывы. Чтобы это произошло, разряд должен происходить в воспламеняющейся или взрывоопасной атмосфере, и разряд должен быть достаточно сильным, чтобы воспламенить атмосферу. Если смесь находится за пределами диапазона воспламенения или статический разряд не обладает достаточной энергией, воспламенения не произойдет. Контроль любого из условий, необходимых для электростатического разряда, может снизить опасность статического электричества. Одним из распространенных методов, используемых для контроля опасности статического электричества, является использование соединения и заземления, например, при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей.Связывание и заземление уменьшают количество генерации / накопления заряда и нейтрализуют заряд.

Этот отчет представляет собой введение в статическое электричество и контроль электростатического разряда. В нем описаны различные проблемы пожара, которые могут быть вызваны статическим электричеством, а также кратко описаны физика, природа, возникновение и методы борьбы.

Статическое электричество

Ядро атома содержит протоны с положительным зарядом и нейтроны без заряда.Поле электронов с отрицательным зарядом вращается вокруг ядра. Основываясь на этой фундаментальной структуре атомов, поверхности всех материалов будут обладать электронами. Когда материалы с различными концентрациями слабо связанных поверхностных электронов приводят в контакт друг с другом, поверхностные электроны пытаются уравновесить, позволяя атому стать электрически нейтральным. Пока два материала находятся в контакте, поверхностные электроны свободно обмениваются. Эта «связь» наиболее распространена, когда материалы состоят из материалов с большим количеством свободных электронов на внешней оболочке атома.

Когда материалы разделены, перенос электронов прекращается, и на поверхности обоих материалов может оставаться электрический заряд. Когда объект теряет электроны (например, становится положительно заряженным) или приобретает электроны (например, становится отрицательно заряженным), он развивает статический заряд.

Оставленный в статическом режиме, этот заряд может увеличиваться в размере до тех пор, пока не перейдет в другой материал с противоположным зарядом. Типичный пример этого статического заряда можно найти, потерев хлопок (т.например, носки) через полиэстер (т. е. ковер). Человек, соприкасающийся (то есть связанный) с хлопком, разовьет заряд. Когда этот человек касается другого предмета (например, дверной ручки) с меньшим зарядом, заряд переносится (то есть нейтрализуется). Если заряд имеет высокий потенциал, заряд может перекрывать воздушное пространство для рассеивания, что называется электростатическим разрядом.

Генерация статического заряда

Различные материалы и процессы могут приводить к образованию статического заряда, включая движение жидкостей по трубам и шлангам, распыление жидкостей и перемещение мелкодисперсных твердых частиц.Генерация статического заряда происходит в точке контакта материалов, которую часто называют относительной границей раздела. Генерация заряда обычно происходит, когда контакт включает движение, например, жидкость по шлангу. Это относительное движение позволяет увеличивать потенциал статического заряда.

Статический заряд часто возникает, когда материалы, которые обычно являются изоляторами, например бумага, контактируют с неизолирующими материалами, такими как сталь. Этот тип генерации заряда часто называют трибоэлектрическим или трением.Движение бумаги по ролику из нержавеющей стали позволяет перемещать свободные выборы на поверхности ролика на бумагу. Это вызывает появление на бумаге отрицательного заряда, который может сохраняться в течение длительного времени (например, нескольких часов). Доказательства этого типа зарядки могут быть четко продемонстрированы, если натереть полиэтиленовый лист (например, многослойную пленку) о кусок нержавеющей стали. Статический заряд на полиэтилене позволит ему прикрепляться к материалам с более низким потенциалом, таким как стены, что приводит к «статическому прилипанию».«

Общие промышленные условия, при которых может возникать статическое электричество, включают:

  • Поток жидкости по трубам и фильтрам.
  • Заливка жидкости между двумя отдельными емкостями.
  • Распыление проводящих жидкостей.
  • Трение поверхности изоляционного материала.
  • Прохождение конвейеров по роликам.
  • Дробление, измельчение и просеивание.
  • Выгрузка порошка из пакетов.

Люди могут также накапливать статические заряды, ходя по изоляционным полам или коврам или снимая синтетическую одежду.Независимо от используемых материалов, процесс генерации заряда требует, чтобы разнородные поверхности контактировали друг с другом и передавали свободные электроны. В результате разделения один из материалов сохраняет заряд.

Электростатический разряд

Статические заряды со временем постепенно рассеиваются из-за естественного отталкивания одноименно заряженных атомов и молекул. Скорость рассеяния заряда будет зависеть от характеристик материала и наличия проводящего пути к материалу с другим электрическим состоянием.Если скорость генерации заряда больше, чем скорость рассеивания заряда, или объект изолирован от проводящего пути, так что заряд не может выравниваться, статический заряд будет накапливаться на объекте.

Этот разряд энергии происходит, когда накопленный заряд достигает достаточно высокого потенциала, чтобы перекрыть воздушное пространство другому материалу. Существует несколько типов электростатических разрядов, в том числе искры, тлеющие коронки, щеточные разряды и объемные поверхностные разряды. По сути, тип разряда зависит от используемых материалов и формы области, где возникает перемычка между поверхностями.Электростатический разряд является важным источником воспламенения легковоспламеняющихся жидкостей, газов и некоторых видов пыли.

Легковоспламеняющиеся жидкости

Статический заряд возникает, когда жидкости движутся в контакте с другими материалами (например, с жидкостью, протекающей по трубе). Статический заряд также возникает во время смешивания, заливки, перекачивания, фильтрации или перемешивания жидкостей. Эта накопленная энергия представляет собой потенциальный источник воспламенения. Когда накопленный заряд рассеивается, возникающая энергия может воспламенить воспламеняющуюся паровоздушную смесь.Эта опасность наиболее велика, когда жидкости переносятся между контейнерами, могут стоять в открытых контейнерах или наноситься на поверхности, поскольку могут образовываться как статический заряд, так и воспламеняющаяся топливно-воздушная смесь.

Горючие газы

Как и в случае с легковоспламеняющимися жидкостями, статический разряд может привести к воспламенению горючих газов. Процесс, посредством которого это может происходить, в основном такой же, как и для жидкостей, за исключением того, что газы легче воспламеняются. Газы, не загрязненные твердыми или жидкими частицами, не генерируют значительного статического электричества.Однако статический заряд может возникнуть, если протекающий газ загрязнен пылью, оксидами металлов, частицами накипи, частицами жидкости или аэрозолями.

Пыль

Пыль, смещенная с поверхности, на которой она лежит, может генерировать значительный заряд. Общий развиваемый заряд зависит от химического состава материала, размера частиц и степени контакта с поверхностью. Генерация заряда возникает редко, если и пыль, и поверхность, на которой она лежит, являются проводниками.Однако это может произойти, если один материал является проводником, а другой — непроводником.

Когда горючая пыль взвешивается в воздухе и подвергается статическому разряду, может произойти взрыв. См. Дополнительную информацию по этой теме в разделе «Взрывы пыли».

Контроль электростатических разрядов

Для предотвращения воспламенения горючих смесей от электростатического разряда можно использовать три основных метода. Они контролируют воспламеняющуюся смесь, контролируют накопление статического электричества и нейтрализуют заряд.

Контроль горючей смеси

Инерцирование горючих смесей, вентиляция помещения или перемещение оборудования, создающего статическое электричество, могут предотвратить возгорание горючих смесей, вызванное статическим электричеством.

Инертинг

Процесс инертизации легковоспламеняющейся смеси для предотвращения воспламенения достигается устранением или уменьшением содержания кислорода до точки, при которой смесь не может воспламениться. Наиболее эффективным методом инертизации смеси является введение в газовую смесь инертного газа, такого как азот, что приводит к дефициту кислорода в окружающей среде.

Вентиляция

Механическая вентиляция может использоваться аналогично инертизации. За счет использования механической вентиляции смесь можно разбавить до уровня ниже ее воспламеняемости, в результате чего смесь станет слишком бедной для воспламенения. Этот процесс также можно использовать для отвода горючей пыли от источников возгорания.

Переезд

Перемещение оборудования, производящего статическое электричество, является очень эффективным решением для контроля за воспламеняющейся средой. Этот метод желателен, потому что он устраняет источник возгорания и не полагается на другие методы контроля, которые могут дать сбой.

Контроль статической генерации

Контроль статического электричества основан на контроле того, как эти материалы объединяются и разделяются. Тип материала, скорость контакта и продолжительность контакта — все это играет ключевую роль в генерации заряда. Контроль статического электричества зависит от материалов, контактирующих друг с другом.

Антистатические покрытия, добавки и спреи — все это снижает способность материала генерировать статический заряд за счет снижения поверхностного сопротивления материала, что позволяет статическому заряду течь на землю.Снижение поверхностного сопротивления материала позволяет электронам быстро рассеиваться, предотвращая высвобождение большого накопленного отрицательного заряда.

Углеводородное топливо содержит следовые количества материалов, которые могут диссоциировать на ионы. Во время потока топлива разделение заряда происходит на границе раздела между топливом и любым несмешивающимся материалом, например стенкой трубы. Эта статическая зарядка углеводородного топлива во время перекачки уже давно признана потенциальной опасностью взрыва.Опасность может быть уменьшена путем введения ограничений по расходу топлива во время перекачки продукта. Эта уменьшенная скорость потока позволяет электронному заряду рассеиваться быстрее, чем он может накапливаться на поверхности контейнера, тем самым предотвращая накопление статического электричества.

Нейтрализация заряда

Нейтрализация заряда — это процесс, при котором накопленные статические заряды одного электрического потенциала становятся нейтральными. Путем устранения (например, нейтрализации) заряда исключается возможность неконтролируемого рассеивания заряда и связанного с этим воспламенения.Методы нейтрализации заряда включают увлажнение, заземление и склеивание, ионизацию и статические гребни.

Увлажнение

Увлажнение — это процесс увеличения относительной влажности в рабочей зоне для предотвращения накопления статических зарядов на непроводящих материалах. Увлажнение наиболее эффективно для борьбы с накоплением статического электричества там, где в технологических процессах используются изоляционные материалы, такие как бумага, дерево и текстиль. Поскольку эти материалы обычно являются изоляторами, они могут накапливать статические заряды в результате обработки и повседневного обращения.При увеличении относительной влажности поверхности материалов становятся влажными. Эта влага увеличивает поверхностную проводимость, позволяя статическому заряду свободно рассеиваться. Чтобы быть эффективным, уровень влажности должен быть повышен как минимум до 60 процентов или выше. Увлажнение неэффективно для контроля статического электричества на материалах с высоким содержанием углеводородов из-за неспособности углеводородов поглощать воду.

Заземление (заземление) и соединение

Заземление и перемычка являются одними из наиболее распространенных методов рассеивания заряда.«Соединение» — это техника соединения двух или более проводящих объектов вместе с помощью проводящих проводов или кабелей. «Заземление» или «Заземление» — это метод соединения двух или более проводящих объектов с землей и представляет собой особую форму соединения. Некоторые объекты по своей природе связаны с землей (например, подземные трубопроводы или подземные или надземные резервуары для хранения). Связывание сводит к минимуму потенциальные различия между проводящими объектами. Заземление устраняет или сводит к минимуму разность потенциалов между проводящими объектами и землей.

Жидкости с температурой воспламенения 100 ниже 100 ° F (37,8 ° C) нельзя переносить между контейнерами, если оба контейнера не соединены или не заземлены. Правильное соединение или заземление необходимо для предотвращения накопления статического электричества, возникающего при переносе жидкостей. Положения для подключения или заземления включают:

  • Электрическое соединение (т. Е. Скрепление) контейнеров друг с другом перед переносом жидкости.
  • Электрическое соединение обоих контейнеров с заземлением перед перекачкой жидкости.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Рекомендуемая практика по статическому электричеству , опубликованном Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA). Приложение A к NFPA 77 содержит подробные чертежи различных методов соединения и заземления. Эти чертежи можно использовать в качестве руководства по типам методов заземления и соединения, которые могут применяться в различных процессах дозирования.

Склеивающие соединения могут выполняться с помощью зажимов под давлением, пайки или сварки.Зажимы аккумуляторного типа или магнитные зажимы могут использоваться для обеспечения контакта металла с металлом, в зависимости от типа используемых металлов.

Заземление также может быть выполнено с помощью «статической гребенки». Статическая расческа — это просто металлический стержень с рядом острых игл. Если заземленную статическую гребенку поднести близко к изолированному заряженному телу (или заряженной изолирующей поверхности), ионизация воздуха в точках обеспечит достаточную проводимость, чтобы заряд мог быстро рассеяться. Статические гребни обычно используются для рассеивания энергии в процессе, в котором используются изоляционные материалы, такие как бумага и текстиль.Гребень изготовлен из проводящего материала, такого как сталь или медь, который электрически соединен с землей (нейтралью). Поддерживая постоянный контакт с продуктом, поверхностные заряды, улавливаемые изолятором, рассеиваются через гребенку на землю, тем самым устраняя накопление статического электричества. Этот метод очень эффективен и используется как в производстве, так и в обычных устройствах, таких как компьютерный принтер.

Ионизация

Статический заряд проводящего объекта может свободно течь по поверхности объекта.На проводящем сферическом объекте заряд равномерно распределяется по поверхности. На проводящем несферическом объекте самоотталкивание заряда заставит его накапливаться на поверхности с наименьшим радиусом кривизны.

Если проводящее тело окружено воздухом (или другим газом) и на проводящем объекте есть острые иглы, заряд будет концентрироваться на них и производить ионизацию воздуха, делая его проводящим. Острый острие иглы позволяет проводнику достигать лишь небольшого напряжения, прежде чем скорость утечки или скорость рассеяния заряда сравняется со скоростью генерации заряда.Следовательно, на таком объекте не будет накапливаться статический заряд.

Сводка

Когда разнородные материалы соприкасаются друг с другом, могут возникать статические заряды. Эти заряды могут представлять собой незначительные неудобства или значительный источник энергии воспламенения в определенных условиях. Контроль образования, накопления и разряда статического электричества требует целенаправленного анализа задействованных процессов и реализации мер контроля.

Ссылки

  1. Экхофф Р.K. Взрывы пыли в обрабатывающих производствах . 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Elsevier, 1997.
  2. Международный совет кодов (ICC). Международный кодекс пожарной безопасности . Фоллс-Черч, Вирджиния: ICC, 2015.
  3. Luttgens, G., and N. Wilson. Опасность электростатического разряда . 1-е изд. Оксфорд, Великобритания: Linacre House, 1997.
  4. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA). Справочник по противопожарной защите . 20-е изд. Куинси, Массачусетс: NFPA, 2008.
  5. Рекомендуемая практика по статическому электричеству .NFPA 77. Куинси, Массачусетс: NFPA, 2014.

¹ Точка воспламенения . Точка воспламенения — это минимальная температура, при которой из жидкости выделяется достаточное количество пара для образования горючей смеси с воздухом.


АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2016, ISO Services, Inc.

Рекомендации, советы и содержание этого материала предназначены только для информационных целей и не предназначены для рассмотрения всех возможных юридических обязательств, опасностей, нарушений кодекса, потенциальных убытков или исключений из надлежащей практики.Ганноверская страховая компания и ее филиалы и дочерние компании («Ганновер») прямо отказываются от каких-либо гарантий или заявлений о том, что принятие любых рекомендаций или советов, содержащихся в данном документе, сделает любые помещения, имущество или деятельность безопасными или в соответствии с любым законом или постановлением. Ни при каких обстоятельствах этот материал или ваше согласие с любыми рекомендациями или советами, содержащимися в нем, не должны истолковываться как устанавливающие наличие или доступность какого-либо страхового покрытия с The Hanover.Предоставляя вам эту информацию, The Hanover не берет на себя (и, в частности, отказывается от каких-либо обязательств) перед вами никаких обязательств или ответственности. Решение о принятии или выполнении любых рекомендаций или советов, содержащихся в этом материале, должно приниматься вами.

LC ДЕК 2018 2015-152
171-1199 (18.04)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *