Понятие о статическом электричестве, защита от него на производстве.

Статическое электричество - совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и растеканием электрических зарядов на поверхности и в объеме диэлектриков и полупроводников в результате электризации (трения), создающих электрическое поле и электрические потенциалы, способные вызвать искрение или вредное воздействие на людей, животных, нарушить работу приборов и оборудования, создать дополнительную пожарную опасность.

Статическое электричество возникает и накапливается в следующих случаях:

- при соприкосновении или трении твердых материалов;

- при измельчении, перемешивании, пересыпании сыпучих материалов;

- при разбрызгивании жидкостей, фильтровании нефтепродуктов через пористые материалы, очистке загрязненных материалов в растворителях;

- при транспортировке сыпучих материалов и жидкостей по трубопроводам;

- при движении сжиженных газов по трубам и истечении их через отверстия;

- при движении транспортных лент и ременных передач;

- при движении транспортных средств на резиновом ходу по сухому изолирующему покрытию.

Статическая электризация тела человека и последующий разряд с человека на землю или заземленное производственное оборудование, с незаземленного оборудования через тело человека могут вызвать болевые и нервные ощущения и непроизвольное резкое движение, в результате которого человек может получить травму.

Опасность статического электричества заключается в трех аспектах:

  - искровые разряды статического электричества могут привести к взрыву и пожару;

  - электростатическое поле и искровые разряды вредно воздействуют на человека;

  - статическое электричество негативно влияет на технологический процесс, создавая помехи в работе радиоэлектронной аппаратуры.

Главной опасностью являются искровые разряды, возникающие, когда напряженность электрического поля достигает или превышает электрическую проницаемость диэлектрика. Заряды статического электричества могут накапливаться на людях. Это происходит при контакте с материалами и изделиями, обладающими высокими диэлектрическими свойствами: синтетические полы, ковровые дорожки; обувь с неэлектропроводящими подошвами; одежда и белье из шерсти, шелка, искусственного волокна. Потенциал человека изолированного от земли может достигать 15 кВ и более. При контакте человека с заземленным предметом возникает искровой разряд, который во взрывоопасной среде может вызвать взрыв и пожар.

Для человека искровой разряд опасности для жизни не представляет, так как ток при разряде очень мал, но в зависимости от накопленного потенциала ощущается человеком.

 Разряд может вызвать судорогу или резкое рефлекторное движение. В результате чего возможно падение с высоты, попадание в опасную зону оборудования и т.д.Постоянное ощущение уколов и судорог оказывает на человека раздражающее влияние, создает психологический дискомфорт, снижает трудоспособность.

Электростатическое поле также оказывает вредное воздействие на человека, вызывая функциональные сбои со стороны нервной, сердечно-сосудистой системы и других систем организма. Это выражается в ухудшении самочувствия, головных болях, болях в области сердца. Степень негативного влияния электростатического поля на человека зависит от напряженности поля и длительности пребывания в нем.

При трении, возникает контактная разность потенциалов, значение которой зависит от ряда факторов – диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей тел, климатических условий. При последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд, а с увеличением расстояния разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт.

При одинаковых значениях диэлектрической постоянной соприкасающихся материалов электростатические заряды не возникают.

Защите оборудования от зарядов статического электричества

Меры защиты от искровых разрядов статического электричества направлены на предотвращение возникновения и накопления статических зарядов и на устранение уже образовавшихся зарядов.Искробезопасность - состояние объекта, при котором исключена возможность взрыва и пожара от статического электричества.

Электростатическая искробезопасность должна обеспечиваться путем устранения разрядов статического электричества, способных стать источником зажигания огнеопасных веществ (материалов, смесей, изделий, продукции и т.д.)

Осуществление этих мер обязательно во взрыво- и пожароопасных зонах, классов В-I, В-Iа, В-Iб, В-II, В-IIа, П-I, П-II.

Вне указанных зон защиту осуществляют в тех случаях, когда статическое электричество негативно влияет на технологический процесс или представляет опасность для работающих.

Устранение образования значительных зарядов статического электричества достигается при помощи использования:

                - заземляющих устройств;

- нейтрализаторов;

- увлажняющих устройств;

- антиэлектростатических веществ;

- экранирующих устройств.

   Защита от статического электричества должна осуществляться заземлением оборудования, резервуаров, трубопроводов, вне зависимости от соединенных с ними коммуникаций, наличия заземленного электрооборудования и наличия в резервуарах и трубопроводах нефти/нефтепродуктов. Все проводящее оборудование и электропроводящие неметаллические предметы должны быть заземлены независимо от применения других мер защиты от статического электричества.    Во фланцевых соединениях трубопроводов во взрывоопасных зонах должно быть обеспечено переходное сопротивление не более 0,03 Ом на каждый фланец. Данное переходное сопротивление в процессе эксплуатации должно обеспечиваться затяжкой не менее шести болтовых соединений или установкой шунтирующих перемычек из медного изолированного круглого провода сечением не менее 16 мм².

  Шунтирующие перемычки должны быть пронумерованы в соответствии с исполнительной схемой. Нумерация должна быть нанесена на бирки, устанавливаемые на перемычках.

Эффективным способом подавления электризации нефтепродуктов является введение в основной продукт специальных присадок, например, элеата хрома, элеата кобальта и др.

Кроме того, с целью уменьшения статической электризации при сливе нефтепродуктов и других горючих жидкостей необходимо избегать падения и разбрызгивания струи с высоты; сливной шланг (рукав) следует опускать до самого дна цистерны или другой емкости. Неметаллические наконечники этих сливных шлангов во избежание протекания на землю или незаземленные части оборудования необходимо заземлять гибким медным проводником.

Для повышения электропроводности резинотехнических изделий в их состав вводят такие антистатические вещества, как графит и сажа. Такие присадки вводят в резиновые шланги для налива и перекачки ЛВЖ, что в значительной мере снижает опасность воспламенения этих жидкостей при переливании их в передвижные емкости (автоцистерны, железнодорожные цистерны).

Отвод статического электричества, накапливающегося на людях, вследствие пользования бельем и одеждой из шелка, шерсти и искусственных волокон, при движении по токонепроводящему покрытию пола, осуществляют путем устройства токопроводящих полов или заземленных зон, выдачи антистатической обуви и спецодежды.

 Молниезащита зданий и коммуникаций.

 

Для зданий и сооружений, энергетических, промышленных и бытовых объектов, людей и животных большую опасность представляют атмосферные перенапряжения, возникающие при образовании или приближении грозового фронта и разряде его на землю в виде молнии. Определяют следующие опасные явления:

  Прямой удар молнии (поражение) — непосредственный контакт канала молнии со зданием или сооружением, сопровождающийся протеканием через него тока молнии.

Вторичное проявление молнии — наведение потенциалов на металлических элементах конструкции, оборудования, в незамкнутых металлических контурах, вызванное близкими разрядами молнии и создающее опасность искрения внутри защищаемого объекта.

Занос высокого потенциала — перенесение в защищаемое здание или сооружение по протяженным металлическим коммуни­кациям (подземным, наземным и надземным трубопроводам, кабелям и т.п.) электрических потенциалов, возникающих при прямых и близких ударах молнии и создающих опасность искрения внутри защищаемого объекта. Для защиты от прямого удара молнии используются молниеотводы.

  Молниеотвод — устройство, воспринимающее удар молнии и отводящее ее ток в землю состоит из опоры - молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии; токоотвода, по которому ток молнии передается в землю; заземлителя, обеспечивающего растекание тока молнии в земле. Зона защиты молниеотвода — пространство, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с надежностью не ниже определенного значения. Наименьшей и постоянной надежностью обладает поверхность зоны защиты; в глубине зоны защиты надежность выше, чем на ее поверхности. Зона защиты типа А обладает надежностью 99,5% и выше, а типа Б — 95 % и выше.

 Конструктивно молниеотводы разделяются на следующие виды:

стержневые — с вертикальным расположением молниеприемника;

тросовые (протяженные) — с горизонтальным расположением молниеприемника, закрепленного на двух заземленных опорах;

сетки — многократные горизонтальные молниеприемники, пересе­кающиеся под прямым углом и укладываемые на защищаемого объекта.

Различают отдельно стоящие молниеотводы, одиночные молниеотводы, двойные (многократные) молниеотводы. Заземлитель молниезащиты — один или несколько заглубленных в землю проводников, предназначенных для отвода в землю токов молнии или ограничения перенапряжений, возникающих на металлических корпусах, оборудовании, коммуникациях при близких разрядах молнии. Заземлители делятся на естественные и искусственные. Естественные заземлители — заглубленные в землю метал­ли­чес­кие и железобетонные конструкции зданий и сооружений. Искусственные заземлители — специально проложенные в земле контуры из полосовой или круглой стали; сосредоточенные конструкции, состоящие из вертикальных и горизонтальных проводников.

  Тяжесть последствий удара молнии зависит прежде всего от взрыво- или пожароопасности здания или сооружения при термических воздействиях молнии, а также искрениях и перекрытиях, вызванных другими видами воздействий.