13.3.2. Захист від статичної електрики в виробничих приміщеннях

магниевый скраб beletage

Під час обслуговування і ремонту сучасного авіаційного, радіо-технічного обладнання обчислювальних пристроїв та засобів авто-матики висуваються підвищені вимоги до частоти приміщень і по-вітряного середовища, пакувальних матеріалів, яким відповідаютьміцні, не ворсисті, діелектричні матеріали, що легко миються. Од-нак ці матеріали, як правило, добре електризуються і мають малурухливість, що сприяє накопиченню електростатичних зарядів і недозволяє надійно заземлити об'єкт.

Електростатичні заряди можуть виникати як на діелектричнихпокриттях столів, підлоги, на деталях упаковки-розпаковки виро-бів, на ізольованих від землі паяльниках, пінцетах, корпусах виро-бів, так і на одежі людини.

Заряди статичної електрики утворюються на тілі людини під часносіння одягу із синтетичних тканин, під час ходіння по синтетич-них підлозі або килиму, під час роботи з наелектризованими виро-бами і матеріалами, внаслідок тертя об обшивку столів, стільців таінш.

Встановлено, наприклад, що людина, яка іде по сухому килиму,заряджається в середньому до 12 кВ. Максимальне значення потен-ціалу, до якого може зарядитись людина в результаті контакту взут-тя і одягу з поверхнею твердих діелектриків, досягає 40 кВ.

Розряд з людини на будь-який предмет чи на іншу людину, якамає відмінний від неї потенціал, може призвести до втрати працез-датності, хворобливих відчуттів, зниженню продуктивності праці, апри певних умовах - до вибуху або пожежі.

Зміна потенціалу людини U описується виразом:

U = U e - t/(Rn Сл)

л

де: Rjj - перехідний опір "людина - земля", Ом; Сл - ємкість лю-дини (приблизно 150 пФ); t - час стікання заряду, с; ил - початко-вий потенціал, зумовлений електризацією людини, В.

Прийнявши середні ємкість людини Сл « 150 пФ і потенціалелектризації 12 кВ, можна розрахувати енергію W, що виділяєтьсяпід час електричного розряду з людини на заземлений предмет, завідомою формулою:

W = 0,5 Сли] = 10,8-10 ~гДж.

Такої енергії достатньо, щоб запалити не тільки найбільш ви-бухонебезпечні газо- і пароповітряні суміші, але й пило повітрянісуміші, наприклад, пил алюмінію або бавовни (Wmin « 10 мДж).

Ступінь небезпеки фізіологічної дії електростатичних розрядівна людину, а також запалювальна здатність енергії, що виділяєтьсяпід час розряду з людини, може бути оцінена за допомогою графіка,показаного на рис.13.2. Дія електростатичного розряду стає відчут-188ною для людини (дільниця І) при потенціалі « 3 кВ. Стійка іскраможе виникати вже при 5 кВ (дільниця ІІ). На дільницях ІІІ (до 7кВ) і W (до 11 кВ) відбуваються відповідно легкий і середній уколи.На дільниці V (до 25 кВ) під час розряду на людину спостерігаєтьсялегка судорога, на дільниці VI (до 35 кВ) - середня судорога, а припотенціалі понад 35 кВ (дільниця VII) - гостра судорога.

На рис.13.2. показані значення мінімальної енергії запалюваннябензину (зона А), етилацетату (зона Б), сірки (зона В), сажі (зона Г).

Для забезпечення електро-статичної іскробезпеки повиннівиконуватись вимоги ГОСТ12.1.004-91. ССБТ. "Пожарнаябезопасность. Общие требова-ния", ГОСТ 12.1.010-76. ССБТ."Взрьівобезопасность. Общиетребования", ГОСТ 12.1.018-93.ССБТ. "Пожароискробезопас-ность статического ^лектриче-ства", а також нормативно-технічної документації наоб'єкти, в яких застосовуютьсявогненебезпечні матеріали абоякі є джерелами розрядів ста-тичної електрики.

Методи захисту від статичної електрики умовно поділяються надві групи. До першої групи відносяться способи, які попереджуютьутворення електростатичних зарядів: заземлення металевих і елек-тропровідних неметалевих елементів обладнання; збільшення по-верхневої і об'ємної провідності діелектриків та інш.

Класифікація основних засобів захисту від статичної електрикинаведена в ГОСТ 12.4.124-83. ССБТ. "Средства защитьі от статичес-кого ^лектричества. Общие технические требования".

Вимоги електростатичної безпеки до виробничих процесів ро-бочих місць і персоналу під час обслуговування і ремонту авіаційноїтехніки сформульовані в роботі.

Для електростатичного захисту працюючих у виробничих про-цесах можуть застосовуватись засоби колективного та індивідуаль-ного захисту.

До засобів колективного захисту від статичної електрики відно-сяться:

заземлюючі пристрої;

зволожуючі пристрої;

антиелектростатичні речовини;

екрануючі пристрої;

нейтралізатори статичної електрики.

Для відведення заряду з металевого об'єкта, електрично нез'єднаного з землею, найбільш простим і ефективним способом єйого заземлення. Для діелектричних поверхонь з високим питомимопором (р>10-9 Ом-м) заземлення не є ефективним способом елек-тростатичного захисту, оскільки заряд статичної електрики стікаєна землю із обмеженої дільниці поверхні, яка межує з місцем під-ключення заземлення.

У відповідності з роботою опір заземлювального пристрою, при-значеного виключно для захисту від статичної електрики, не пови-нен перевищувати 100 Ом.

За наявності в мережі заземлення захисного опору «106 Ом спо-стерігається плавне стікання заряду статичної електрики.

Ефективне відведення заряду з тіла людини забезпечують анти-статичне взуття, антистатичний спецодяг, килимки, антистатичнібраслети, опір стікання струму яких повинен знаходитись у межах106...108 Ом.

Одним із ефективних засобів зниження електростатичного за-ряду діелектрика є підвищення його електропровідності застосуван-ням зволожуючих пристроїв або антиелектростатичних матеріалів.Рекомендується застосування загального і місцевого зволоженняповітря в небезпечних за статичною електрикою місцях приміщен-ня до 70 % відносної вологості, якщо це допустимо за умовами ви-конання технологічного процесу.

Для більшості діелектриків характерна здатність адсорбувати насвоїй поверхні тонку плівку вологи. В цій плівці міститься звичайнодостатня кількість іонів із розчиненого матеріалу і забруднень, щопризводить до підвищення електропровідності діелектричної по-верхні.

Характерний графік зміни часу tn, на протязі якого напруженістьелектростатичного поля зменшується наполовину, із зміною віднос-ної вологості у виробничому приміщенні, показаний на рис.13.3.

tn.C

100

50

Слід відмітити, що присут-ність у повітрі водяної пари прак-тично не впливає на його провід-ність.

У тих випадках, коли за умо-вами виробництва неприпустимопідвищення відносної вологості,застосовуються анти електроста-тичні матеріали, принцип дії якихполягає у зменшенні поверхнево-го або об'ємного електричних опо-рів твердих або рідких матеріалів.

Позитивний ефект засто-сування антиелектростатичних

матеріалів, які наносяться на поверхню, досягається за рахунокпідвищення властивостей матеріалів або підвищення провідностібезпосередньо за рахунок фізико-хімічних властивостей антиелек-тростатичних речовин. Як правило, тривалість дії вказаних речовинстановить від декількох годин до декількох діб.

На відміну від антиелектростатичних речовин, що наносятьсяна поверхню, речовини, які вводяться в об'єм, дозволяють отриму-вати матеріали із стійкими властивостями на протязі всього періодуїх експлуатації.

Екрануючі пристрої, що застосовуються для електричного за-хисту об'єктів, за конструктивним виконанням поділяються на ко-зирки і перегородки.

Наявність на діелектричній поверхні, що захищається, металевоїарматури у вигляду смужок або сітки, встановленої на рівні поверх-ні, є також ефективним способом зниження густини поверхневогозаряду статичної електрики.

Для зниження рівня електризації пропонуються нейтралізатористатичної електрики.

За принципом дії нейтралізатори поділяються на індукційні, ви-соковольтні постійної і змінної напруг, радіоактивні (променеві),іонні (ІЕГД) та аерозольні (АЕГД) електрогазодинамічні.

При виборі типу нейтралізатора, призначеного для використан-ня у виробничих умовах, одним із вирішальних факторів є простотайого конструкції.

1 - кожух;

- поверхня нейтралізації;

- коронуючий електрод

Найбільш простим за тех-нічним вирішенням є нейтралі-затор індукційного типу(рис.13.4). Основними функціо-нальними елементами нейтралі-заторів указаного типу є елек-троди з малим радіусомзакруглення (104...106 м), що ко-ронують під дією електричногополя поверхневих і об'ємних за-рядів статичної електрики; за-хисний кожух; мережа заземлен-ня. Ефективність роботинейтралізаторів указаного типупідвищується із зменшенням ра-діусу закруглення електрода івідстані до зарядженого об'єкта.

З метою зниження порогу спрацювання нейтралізатора в ме-режу коронуючого електрода включається джерело високої напру-ги. В цьому випадку нейтралізатор називається високовольтним(рис.13.5). Полярність високої напруги, що подається на корону-ючий електрод, повинна бути протилежною в порівнянні з поляр-ністю заряду на об'єкті. У зв'язку з тим, що значення поверхневогозаряду об'єкта, наприклад, полімерної плівки, може змінюватись вшироких границях з можливою зміною полярності на протилеж-ну, в процесі роботи уніполярного високовольтного нейтралізатораможе відбуватись перезарядка поверхні об'єкта. Ефект перезарядкиможе бути зменшений або повністю виключений застосуванням ви-соковольтних нейтралізаторів із змінною робочою напругою.

Радіоізотопні нейтралізатори не знайшли широкого застосуван-ня у зв'язку з малою ефективністю і складною технологією збиран-ня і захоронення радіоактивних матеріалів.

Принцип дії електрогазодинамічних нейтралізаторів основанийна переносі іонів (ІЕГД нейтралізатори) або електрично зарядже-них аерозольних часток (АЕГД нейтралізатори).

Основні конструктивні елементи електрогазодинамічниого ней-тралізатора, генерую чого іони, показані на рис.13.6.

Зміна полярності зарядже-ної струмини досягається вико-ристанням двох джерел високоїнапруги (ДВН) протилежних по-лярностей для подачі робочої на-пруги на коронуючий електрод(голку).

Аерозольні електрогазоди-намічні (АЕГД) нейтралізатори(рис. 13.7) мають найвищу ефек-тивність в порівнянні з іншимитипами нейтралізаторів, тобтомаксимальне значення нейтралі-зуючого струму.

\Газ

А         ; ггг

Одним із суттєвих недолі-ків всіх типів газодинамічнихнейтралізаторів є аеродинаміч-ний шум, який не дозволяє встановлювати їх в безпосереднійблизькості від робочих місць без спеціальних засобів захисту відшуму.