Способы и средства защиты от статического электричества

Контроль электростатических величин

Уровень электризации тела определяется количеством зарядов статического электричества и характером их распределения на поверхности и в объеме диэлектрика.

В производственных процессах возникает необходимость оценки уровня электризации с целью снижения заряда до безопасного уровня и разработки способов и средств защиты от статического электричества.

К наиболее важных параметров электризации относятся: напряженность электрического поля зарядов статического электричества, плотность поверхностного и объемного зарядов, потенциал заряженных объектов.

Механическое движение массы заряженного диэлектрика или соединение с землей заряженной поверхности с определенной проводимостью приводит прохождения электрического тока.

Для измерения потенциалов и напряженностей электростатического поля, плотность поверхностного заряда применяются электростатические динамические и электронные Электрометры (например, типа "ПК-2-3А", "ИЭЗ-П", "ИСЭП-9", "ИНЭП-2", "DER "и др.), а также статические вольтметры (например, С50, С70, С95, С96, С100 и др.).

Токи электризации конечно измеряются Лабораторные (например, типов М96, М1690А, М1692, М1400 и др.).

Измерение сопротивления поверхности объектов осуществляется с помощью мостов сопротивления (например, типов МО2, МОМ3, Е7-11, М416 и др.). Сопротивление в жидкостях измеряется приборами (например, типа ЕК6-7, ЕК6-11 и др.). Электрическая емкость объектов может быть определена с помощью приборов Е12-1, Е7-11, Е7-5, МЛ4-ИАМ и др.

Важной характеристикой статической электризации есть время t n, в течение которого напряженность поля заряженной поверхности уменьшается вдвое. Для оценки значения этого критерия необходимо непрерывная запись процессов зарядки и стекания заряда. С этой целью применяются самопишущие приборы, например типа Н-37, Н-338 и др.

Шкала оценки антистатических свойств в случае использования критерия t n приведена в табл.13.1.

Таблица 13.1 Оценка антистатических свойств

Антистатические свойства материалов

Значение t, c

Отличные

<0,5

Хорошие

> 0,5 ... 2

Умеренные

> 2 ... 10

Слабые

> 10 ... 100

Отсутствуют

> 100

Защита от статического электричества в производственных помещениях

Во время обслуживания и ремонта современного авиационного, радиотехнического оборудования вычислительных устройств и средств автоматики предъявляются повышенные требования к частоте помещений и воздушной среды, упаковочных материалов, которым соответствуют прочны, не ворсистые, диэлектрические материалы, легко моются. Однако эти материалы, как правило, хорошо электризуются и имеют малую подвижность, что способствует накоплению электростатических зарядов и не позволяет надежно заземлить объект.

Электростатические заряды могут возникать как на диэлектрических покрытиях столов, пола, на деталях упаковки-распаковки изделий, на изолированных от земли паяльника, пинцет, корпусах изделий, так и на одежде человека.

Заряды статического электричества образуются на теле человека во время ношения одежды из синтетических тканей, при ходьбе по синтетическим полу или ковру, при работе с наэлектризованными изделиями и материалами, вследствие трения об обшивку столов, стульев и др.

Установлено, например, что человек, который идет по сухому ковру, заряжается в среднем до 12 кВ. Максимальное значение потенциала, к которому может зарядиться человек в результате контакта обуви и одежды с поверхностью твердых диэлектриков, достигает 40 кВ.

Разряд с человека в любой предмет или на другого человека, который имеет отличный от нее потенциал, может привести к потере работоспособности, болезненных ощущений, снижению производительности труда, а при определенных условиях - к пожару или взрыву.

Изменение потенциала человека и описывается выражением:

Степень опасности физиологического действия электростатических разрядов на человека, а также зажигательная способность энергии, выделяющейся во время разряда с человека, может быть оценена с помощью графика, показанного на рис.13.2. Действие электростатического разряда становится ощутимой для человека (участок I) при потенциале и 3 кВ. Стойка искра может возникать уже при 5 кВ (участок II). На участках ИИИ (до 7 кВ) и IV (до 11 кВ) происходят в соответствии легкий и средний уколы. На участке В (до 25 кВ) во время разряда на человека наблюдается легкая судорога, на участке VI (до 35 кВ) - средняя судорога, а при потенциале более 35 кВ (участок VII) - острая судорога.

На рис.13.2. показаны значения минимальной энергии зажигания бензина (зона А), этилацетата (зона Б), серы (зона В), сажи (зона Г).

Для обеспечения электростатической искробезопасности должны выполняться требования ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. "Пожарная безопасность. Общие требования", ГОСТ 12.1.010-76. ССБТ. "Взрывобезопасность. Общие требования", ГОСТ 12.1.018-93. ССБТ. "Пожароискробезопас ность статического электричества", а также нормативно-технической документации на объекты, в которых применяются горючие материалы или являющихся источниками разрядов статического электричества. Методы защиты от статического электричества условно делятся на две группы. К первой группе относятся способы, которые предупреждают образование электростатических зарядов: заземление металлических и электропроводных неметаллических элементов оборудования; увеличение поверхностной и объемной проводимости диэлектриков и др.

Классификация основных средств защиты от статического электричества приведена в ГОСТ 12.4.124-83. ССБТ. "Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования".

Требования электростатической безопасности к производственным процессам рабочих мест и персонала во время обслуживания и ремонта авиационной техники сформулированы в работе.

Для электростатической защиты работающих в производственных процессах могут применяться средства коллективной и индивидуальной защиты.

оценка опасности електростатичниз разрядов на человека

К средствам защиты от статического электричества относятся:

1) заземляющие устройства;

2) увлажняющие устройства;

3) Антиэлектростатическая вещества;

4) экранирующие устройства;

5) нейтрализаторы статического электричества.

Для отвода заряда из металлического объекта, электрической соединенного с землей, наиболее простым и эффективным способом является его заземления. Для диэлектрических поверхностей с высоким удельным сопротивлением (p> десять 9 Ом-м) заземление не является эффективным способом электростатической защиты, поскольку заряд статического электричества стекает на землю с ограниченной участки поверхности, граничащей с местом подключения заземления.

В соответствии с работой сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, не должен превышать 100 Ом.

При наличии в сети заземления защитного сопротивления «10 +6 Ом наблюдается плавное стекание заряда статического электричества.

Эффективный отвод заряда с тела человека обеспечивают антистатическая обувь, антистатический спецодежду, коврики, антистатические браслеты, сопротивление стекания тока которых должен находиться в пределах 10 6 и ... 10 +8 Ом.

Одним из эффективных средств снижения электростатического заряда диэлектрика является повышение его электропроводности применением увлажняющих устройств или антиэлектростатических материалов. Рекомендуется применение общего и местного увлажнения воздуха в опасных по статическим электричеством местах помещения до 70% относительной влажности, если это допустимо по условиям выполнения технологического процесса.

Для большинства диэлектриков характерна способность адсорбировать на своей поверхности тонкую пленку влаги. В этой пленке содержится конечно достаточное количество ионов с растворенного материала и загрязнений, что приводит к повышению электропроводности диэлектрической поверхности.

Характерный график изменения времени t n, в течение которого напряженность электростатического поля уменьшается наполовину, с изменением относительной влажности в производственном помещении, показанный на рис.13.3.

Повышение антистатических свойств с ростом относительной влажности

Следует отметить, что присутствие в воздухе водяного пара практически не влияет на его проводимость.

В тех случаях, когда по условиям производства недопустимо повышение относительной влажности, применяются анти электростатические материалы, принцип действия которых заключается в уменьшении поверхностного или объемного электрических сопротивлений твердых или жидких материалов.

Положительный эффект применения анти электростатических материалов, которые наносятся на поверхность, достигается за счет повышения свойств или повышения проводимости непосредственно за счет физико-химических свойств антиелек-тростатичних веществ. Как правило, продолжительность действия указанных веществ составляет от нескольких часов до нескольких суток.

В отличие от антиэлектростатических веществ, наносимых на поверхность, вещества, которые вводятся в объем, позволяют получать материалы с устойчивыми свойствами на протяжении всего периода их эксплуатации.

Экранирующие устройства, применяемые для электрической защиты объектов, по конструктивному исполнению подразделяются на козырьки и перегородки.

Наличие на диэлектрической поверхности защищаемой металлической арматуры в виду полосок или сетки, установленной на уровне поверхности, является также эффективным способом снижения плотности поверхностного заряда статического электричества.

Для снижения уровня электризации предлагаются нейтрализаторы статического электричества.

По принципу действия нейтрализаторы делятся на индукционные, высоковольтные постоянной и переменной напряжений, радиоактивные (лучевые), ионные (ИЕГД) и аэрозольные (АЕГД) електрогазодинамични.

При выборе типа нейтрализатора, предназначенного для использования в производственных условиях, одним из решающих факторов является простота его конструкции.

Схема индукционного нейтрализатора

Наиболее простым по техническому решением является нейтрализатор индукционного типа (рис.13.4). Основными функциональными элементами нейтрализаторов указанного типа являются электроды с малым радиусом закругления (10 +4 и ... 10 +6 м), коронуют под действием электрического поля поверхностных и объемных зарядов статического электричества; защитный кожух; сеть заземления. Эффективность работы нейтрализаторов указанного типа повышается с уменьшением радиуса закругления электрода и расстояния до заряженного объекта.

С целью снижения порога срабатывания нейтрализатора в сеть коронирующего электрода включается источник высокого напряжения. В этом случае нейтрализатор называется высоковольтным (рис.13.5). Полярность высокого напряжения, подаваемого на коронирующий электрод, должна быть противоположной по сравнению с полярностью заряда на объекте. В связи с тем, что значение поверхностного заряда объекта, например, полимерной пленки, может изменяться в широких пределах с возможным изменением полярности на противоположную, в процессе работы униполярного высоковольтного нейтрализатора может происходить перезарядка поверхности объекта. Эффект перезарядки может быть уменьшен или полностью исключен применением высоковольтных нейтрализаторов с переменной рабочим напряжением.

Радиоизотопные нейтрализаторы не нашли широкого применения в связи с малой эффективностью и сложной технологии сбора и захоронения радиоактивных материалов.

Принцип действия електрогазодинамичних нейтрализаторов основан на переносе ионов (ИЕГД нейтрализаторы) или электрически заряженных аэрозольных частиц (АЕГД нейтрализаторы).

Основные конструктивные элементы електрогазодинамичниого нейтрализатора, генерируемого ионы, показанные на рис.13.6.

Изменение полярности заряженной струи достигается использованием двух источников высокого напряжения (ДВН) противоположных полярностей для подачи рабочего напряжения на коронирующий электрод (иглу).

Аэрозольные електрогазодинамични (АЕГД) нейтрализаторы (рис.13.7) имеют самую высокую эффективность по сравнению с другими типами нейтрализаторов, то есть максимальное значение нейтрализующего тока.

Одним из существенных недостатков всех типов газодинамических нейтрализаторов является аэродинамический шум, который не позволяет устанавливать их в непосредственной близости от рабочих мест без специальных средств защиты от

шума.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >