Защита от статического электричества дома и на производстве

1. Главная
2. Электробезопасность
3. Защита от статического электричества

Статическое электричество. Какие мысли приходят в голову при упоминании этого выражения?
Мне вспоминается детство и темная комната, где я снимаю свитер через голову и ощущаю легкие покалывания и вполне видимые разряды между волосами на голове и данным предметом гардероба. Даже если глаза закрыты, всё равно вижу, чудо да и только.

Если перенестись в воспоминаниях ближе к годам после университета, то можно вспомнить, как ставишь ссобойку в микроволновку и при прикосновении к дверце устройства, происходит легкий удар током, вызывающий опаску и недоумение.

По дороге на работу, особенно в зимний период, бывает шерстяной свитер и синтетическая куртка составляют дуэт с кожей. И вот ты прощаешься с любимым человеком до вечера, и между вашими губами в прямом смысле проходит электрический разряд, доставляя обоим дополнительные эмоции, усиливая сожаление о недолгой разлуке.

И уже на работе, находясь на составном полу над аккумуляторными батареями, можно потереть подошвой по поверхности пола, а затем дотронуться до напарника, что также даст ему разряд в плечи (ну тут еще подошва играет роль). Но не стоит так делать, а то можно и несчастный случай устроить. В том же помещении, открыв дверь релейного шкафа, можно увидеть напульсник из резинового материала, который соединен с шиной заземления. Дабы не угробить чувствительные микропроцессорные устройства, расположенные в шкафу.

Описанное выше напоминает о том, что мы повсеместно сталкиваемся со статическим электричеством, накапливаем и отдаем заряд — специально или случайно. Особенно это важно помнить, если профессия связана с производством, электроэнергетикой.

Физика возникновения и условия протекания статического электричества заслуживают отдельной статьи, в этой же поговорим о делах более приземленных… или заземленных =)

Что такое статическое электричество

Под статическим напряжением понимают самостоятельно возникающий и сохраняющийся в проводниках или диэлектриках электрический заряд. Он появляется вследствие перераспределения электронов, в результате которого часть из них приобретает одинаковый заряд. Результат этих процессов – возникновение разряда при прикосновении к предмету, в котором появилось статическое электричество. Чаще всего это происходит в предметах, которые изготовлены путем соединения частей из разных материалов (например, двух различных металлических сплавов).

Статическое электричество возникает из-за изменения заряда электронов

В чем опасность явления

Статическое электричество в некоторых случаях представляет опасность для человека. Она выражается в следующем:

• Поражение электрическим током. Обычно разряд неопасен. Это обусловлено его небольшой мощностью. Однако если в каком-либо предмете накопился слишком сильный заряд, он может причинить существенный вред здоровью человека. Он может выражаться в травмах или повреждении кожных покровов в результате ожога. В отдельных случаях возможна смерть пострадавшего.
• Выход из строя электроприборов. При попадании разряда на бытовую электронику она обычно выходит из строя. Для того, чтобы ее сломать, достаточно даже очень слабого разряда, совершенно не опасного для здоровья человека. Особенно чувствительны к подобному воздействию «умные» устройства: компьютеры, смартфоны.
• Риск возникновения пожара. Во время высвобождения заряда обычно возникают маленькие искры. Если они попадут на легковоспламеняющееся вещество (горюче-смазочные материалы, высокомолекулярные растворители), произойдет возгорание, которое способно повлечь пожар.

Вам это будет интересно Определение падения напряжения
Именно поэтому принимают меры, целью которых является защита от статического электричества, которая предотвращает его появление и минимизирует негативные последствия. Особенно она важна на производстве, где даже одна искра может привести к катастрофическим последствиям.

Объекты промышленности нуждаются в особой защите

В чем проявляется опасность этого электрического разряда?

Главная причина, по которой мы с детства так хорошо знаем об этом явлении, это угроза удара током в быту, но необходимо добавить, что эта угроза сопряжена с риском возгорания! Именно поэтому, претовращение этого явления имеет большое значение.

Принято считать, что риск пожара и необходимость предотвращения его, возникает не у всех производств, но, например, для полиграфической промышленности этот вопрос актуален ввиду использования легко воспламеняющихся растворителей.

Что касается факторов, способствующих возникновению возгорания вследствие этого явления, то они следующие:

1. Мощность разряда
2. Его тип
3. Его энергия
4. Присутствие благоприятной для возгорания среды.

Отметим, что организм человека получает не только травмы как следствие отрицательного влияния разряда, но и нарушения в деятельности нервной системы!

Источники статического электричества

Источники статического напряженья можно разделить на две большие группы: естественные и искусственные.

Первые представляют собой элементы ландшафта, атмосферу. Электроэнергия в них возникает в результате естественных процессов. Наиболее известный пример – разряд молнии, который формируется в результате перемещения и смешивания воздушных масс в атмосфере и перераспределения зарядов электронов в воздухе.

Ярчайший пример природного разряда – молния

Вторые – рукотворные предметы, созданные человеком. Это могут быть:

• элементы интерьера;
• текстильные изделия;
• трубопроводы;
• электрические приборы;
• трубы систем отопления.

Важно! Некоторая техника создается специально для генерации статического электричества. К ее числу относятся различные генераторы, сепараторы, окрасочные аппараты. Однако в большинстве случаев статическое напряжение возникает спонтанно и способно нанести существенный вред.

Причины возникновения

Условия возникновения потенциала на предметах является сухость воздуха. При влажности воздуха 80% это природное явление не возникает.

Влага, содержащаяся в воздухе, не позволяет накапливаться заряду на предметах. Причинами возникновения статического электричества могут стать:

• При соприкосновении одного предмета с другим. Потенциал возникает после их разъединения. Трение, намотка/размотка искусственных материалов, трение корпуса автомобилей о воздух и т. п.;
• В результате быстрого температурного перепада. Так, статическое электричество возникает на предметах при помещении их в нагретую печь;
• Радиационное и ультрафиолетовое излучение, рентгеновские Х- лучи, сильное электромагнитное и электрическое поле;
• Наведения — происходит возникновение электрического поля, вызванного зарядом. Потенциал возникает при обработке листовых или рулонных материалов. Явление возникает в момент разделения материала и поверхности. Такой эффект может произойти при перемещении одного слоя относительно другого. Этот процесс еще до конца не изучен. Его можно сравнить с разъединением обкладок конденсатора. В этом случае механическая энергия переходит в электрическую.

Способность предметов накапливать заряды оказывают отрицательное влияние на технику. Если не предпринимать никаких мер, то возможно повреждение и выход ее из строя.

Защита трубопроводов и промышленного оборудования от статического напряжения

Наиболее тяжелые последствия разряд может вызвать, если затронет трубопроводы на объектах промышленности. Особенно тяжелыми будут последствия такого воздействия на химическом, нефтеперерабатывающем предприятии. Это касается и использующихся в быту газопроводов. Чтобы их избежать, принимают меры, которые направлены на защиту трубопроводов на производстве от статического электричества.

Правила защиты

Перечень подобных мер в Российской Федерации регулируется правилами, которые были утверждены 31 января 1971 года, и действуют по сей день.

Защита трубопроводов урегулирована специальными правилами

Методы защиты

Нормативный документ предусматривает следующие мероприятия, направленные на предотвращение возникновения зарядов статического электричества:

• Заземление. Согласно правилам, все конструкции, в которых может образоваться заряд статического электричества, необходимо заземлять.
• Уменьшение удельного поверхностного сопротивления в материале, где может образоваться заряд. Этот показатель зависит от общей площади предмета. Чем она меньше, тем меньше сопротивление.
• Использование нейтрализаторов. Заряд статического электричества можно нейтрализовать с помощью устройств, которые созданы специально для этого. Чаще всего они генерируют индукционное поле или излучают радиоизотопы. Это предотвращает накопление одинакового заряда в большом количестве электронов и возникновение статического напряжения.

Вам это будет интересно Особенности SMD маркировки

Заземление оборудования

Один из самых действенных и распространенных способов защиты от статического электричества – заземление. В результате применения этого метода все предметы, в которых может образоваться заряд, образуют единую цепь, подсоединенную, в свою очередь, к зануляющему проводнику. Он, как правило, представляет собой помещенную в почву стальную конструкцию.

Заземление – самый распространенный и эффективный способ защиты

К сведению! Польза защитного заземления в том, что при образовании заряда он сразу уходит на «ноль», проделывая при этом путь через все элементы цепи.

Заземлить на производстве необходимо все металлические и неметаллические конструкции, обладающие токопроводностью. Среди них:

• трубопроводы;
• агрегаты и аппараты;
• термоизоляция;
• вентиляционные короба;
• отдельно стоящие машины;
• емкости для дробления, распыления, разбрызгивания перерабатываемых продуктов.

Чтобы установить заземление, понадобится выполнить следующие действия.

• Установить заземлитель. Он представляет собой устройство, которое находится в непосредственном контакте с землей (она в данном случае играет роль «нуля»).
• Подсоединить трубопровод к заземлителю. Участок металлической конструкции с помощью проводника присоединяют к ранее установленному устройству для заземления.
• Подключение к системе заземления остального оборудования. Непосредственно к трубопроводу с помощью проводников подсоединяют другие металлические предметы (вентиляционные короба, термоизоляцию). По действующим нормативам подключение должно быть каждые 40–50 метров.

Так выглядит заземлитель
Важно! Заземлять необходимо не только стальные, но и полимерные трубопроводы. Требования здесь несколько иные. Сопротивление между любой точкой трубопровода и заземляющим контуром не должно быть более 100 000 кОм (допускается небольшая статистическая погрешность). Это может потребовать заземления в нескольких местах.

Как снять с себя статику безболезненно?

Искра во время разрядки не столь болезненна, сколь неприятна. Как снимать статическое электричество со своего тела или, если выразиться поточнее, как разрядить себя, не получив при этом неприятный удар током? Для этого нужно взять любое небольшое изделие из стали, например пилку для ногтей, чайную ложку или пинцет, в результате чего положительный потенциал вашего тела распространится и на них. Далее следует прикоснуться краем пинцета к батарее отопления, автомобилю или иному массивному металлическому предмету.

Тогда искра проскочит не между вашими пальцами и пинцетом, а между пинцетом и тем предметом, к которому вы им прикоснетесь. В этом случае никаких отрицательных ощущений вы не переживете. Только делать это придется раз за разом через некоторые промежутки времени, иначе рано или поздно заряд в вас накопится вновь, и вы все равно получите удар током.

Способы снятия статического напряжения

В руководстве по защите от статического электричества также предусматрен ряд мер, направленных на минимизацию вредоносных последствий воздействия разряда и его снятие. Вот основные из них:

• очистка проходящих по трубопроводам газов и жидкостей от посторонних примесей (например, твердых частиц);
• недопущение распыления и разбрызгивания веществ;
• строгое соблюдение требований к скорости движения по трубопроводу.

Вам это будет интересно Чему равен 1 ампер в киловаттах

Чтобы не допустить попадание посторонних примесей в трубопровод, используют фильтры. На фото изображен газовый

Физика явления

Оно возникает при накапливании заряда на поверхности предмета. Это происходит при нарушении внутриатомного или молекулярного равновесия.

В результате чего происходит потеря или приобретение электрона. Нарушается электронное равновесие и ионы приобретают положительный или отрицательный заряд.

Опыты со статическим электричеством известны каждому школьнику, когда показывали эксперимент с эбонитовой палочкой и кусочками бумаги.

Меры безопасности на производстве

Чтобы обезопасить работников предприятия от неблагоприятного воздействия статического электричества, соблюдают следующие меры безопасности:

• Обеспечивают постоянный контакт работника и контура заземления. Тело человека, работающего на производстве, должно постоянно контактировать с заземленной цепью. Это обеспечивает быстрое прохождение разряда через ткани без причинения какого-либо вреда.
• Хорошо в этом плане проводить увлажнение воздуха, тогда внезапные молнии статического электричества возникают не так часто, как при малом содержании испаренной жидкости в атмосфере. При увеличении ее количества риск их появления значительно уменьшается.
• Проводят ионизацию. Если насыщать воздух положительно и отрицательно заряженными частицами, возможность «перекоса» в одну из сторон, вызывающего появление заряда, снижается.

Воздух в цехах насыщают заряженными частицами с помощью промышленных ионизаторов
Статическое напряжение – самопроизвольно возникающий электрический заряд. Его появление особенно опасно на производстве (в трубопроводах, системах вентиляции), так как может вызвать возгорание, детонацию. Понятие статистического электричества и перечень способов защиты от него приведены в специальных правилах. Применяют такие средства, как заземление, уменьшение удельного поверхностного сопротивления, увеличение влажности.

Факторы

Статика влечет за собой опасные и вредные факторы. Особенно четко они прослеживаются на предприятиях, где должна соблюдаться определенная техника безопасности при работе с легковоспламеняющимися материалами. Искра может стать причиной пожара или взрыва, а при работе человека со станками — причиной получения травмы из-за сокращения мышц после разряда.

Возгорание завода из-за искры

Негативные факторы распространяются и на приборы. Оборудование для точных измерений перестает показывать корректные данные, а микросхемы в простых устройствах сгорают после получения разряда. Поэтому нужно знать, как снять статическое напряжение с материалов и человека.