Progress28.ru

IT Новости
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защита от статистического и атмосферного электричества

Защита от статического и атмосферного электричества

Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с образованием, сохранением и релаксацией электрических зарядов на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых материалов и изделий. Заряды СтЭ образуются при деформации и дроблении твердых тел, при разбрызгивании и истечении жидкостей, при перемещении (трении) твердых тел, слоев сыпучих и жидких тел, при испарении, кристаллизации, при облучении, при химических реакциях.

Схема мер защиты:

1. Исключить образование статического электричества или снизить его до безопасного уровня:

— изготовление контактирующих частей из материалов с близкими величинами электросопротивления;

— нефтепродукты не допускается наливать свободно падающей струей, сливную трубу располагать у дна;

2. Автоматизация и механизация производственных процессов

3. Мероприятия, направленные на быструю безразрядную релаксацию зарядов:

— заземление металлического и электропроводного оборудования;

– покрытие пластиковых вставок электропроводящими материалами;

— увеличение относительной влажности до 65…70 %. (Эффективно, если материалы гидрофильны);

— ионизация воздуха в зоне образования зарядов;

4. Ограждение человека: антистатическая одежда и обувь, токопроводящие полы и площадки, заземленные токопроводящая обивка стульев и электропроводные браслеты;

5. Организационные мероприятия: обучение, инструктажи и т.д.

Атмосферное электричество имеет ту же природу, что и статическое. По экспериментальным данным, нижняя часть облаков чаще всего имеет отрицательный заряд, верхняя – положительный.

Первичное воздействие атмосферного электричества – прямой удар молнии (мощный поражающий фактор), механические разрушения зданий, сооружений, деревьев, пожары, взрывы, поражения людей.

Вторичные воздействия атмосферного электричества: электростатическая и электромагнитная индукция, занос высоких потенциалов.

Все объекты защиты от атмосферного электричества подразделяются на обычные и специальные:

Обычные объекты — жилые и административные строения, а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства.

Специальные объекты: объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения, окружающей среды, строения высотой более 60 м, игровые площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.

При строительстве и реконструкции для каждого класса объектов требуется определить необходимые уровни надежности защиты от прямых ударов молнии (ПУМ). Для специальных объектов допустимый уровень надежности защиты от ПУМ устанавливается 0,9-0,999 в зависимости от степени его общественной значимости и тяжести ожидаемых последствий. Для обычных объектов 0,8-0,98.

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии и устройства защиты от вторичных воздействий молнии. Внешняя МЗС может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы — стержневые или тросовые) или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его частью. Внутренние устройства молниезащиты предназначены для ограничения электромагнитных воздействий тока молнии и предотвращения искрений внутри защищаемого объекта.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9479 — | 7515 — или читать все.

Защита от статического и атмосферного электричества

Статическое электричество (СЭ) – процесс образования, сохранения и разделения свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ и материалов или на изолированных проводниках.

Явление статической электризации наблюдается в следующих случаях:

— в потоке и при разбрызгивании жидкости;

— в струе газа или пара;

— при соприкосновении и последующем удалении двух твердых разнородных тел (контактная электризация).

Электризация тела человека происходит при работе с наэлектризованными изделиями и материалами. Количество накопившегося на людях электричества может быть вполне достаточным для искрового разряда при контакте с заземленным предметом. Считается, что энергия разряда с тела человека достаточна для зажигания практически всех газо-, паровоздушных и некоторых пылевоздушных горючих смесей.

Действие статического электричества смертельной опасности для человека не представляет. Искровой разряд статического электричества человек ощущает как укол или судорогу. При внезапном уколе может возникнуть испуг и вследствие рефлекторных движений человек может непроизвольно сделать движения, приводящие к падению с высоты, попаданию в опасную зону машин и др.

Длительное воздействие статического электричества неблагоприятно отражается на здоровье работающего, отрицательно сказывается на его психофизическом состоянии.

Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены ГОСТ 12.1.045-84 «Электрические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» и Санитарно-гигиеническими нормами допустимой напряженности электростатического поля (СанПиН 2.2.4.1191-03).

Допустимые уровни напряженности электростатических полей устанавливаются в зависимости от времени пребывания на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 часа.

Защите от статического электричества подлежат все промышленные, опытно-промышленные и лабораторные установки, в которых применяются или получаются вещества, способные при перемещении или переработке подвергаться электризации, с образованием опасных потенциалов (вещества и материалы с удельным объемным сопротивлением выше 10 Ом∙м), а также взрыво- и пожароопасные производства, отнесенные по классификации ПУЭ к классам В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа. В помещениях и зонах, которые не относятся к указанным классам, защита должна осуществляться лишь на тех участках, где статическое электричество отрицательно влияет на технологический процесс и качество продукции.

Меры защиты от статического электричества:

— предотвращение накопления зарядов на электропроводящих частях оборудования, что достигается заземлением оборудования и коммуникаций; Каждую систему аппаратов и трубопроводов заземляют не менее чем в двух места. Резиновые шланги обвиваются заземленной медной проволокой с шагом 10 см. Предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства, используемого только для отвода электростатического заряда, не должно превышать 100 Ом.

Читать еще:  Механизм распространения компьютерных вирусов

— уменьшение удельных обычных и поверхностных электрических сопротивлений (увлажнение воздуха более 70%, если это допустимо по условиям технологического процесса; химическая обработка поверхности электропроводными покрытиями; нанесение на поверхность антистатических веществ; добавление антистатических присадок в горючие диэлектрические жидкости);

— снижение интенсивности зарядов статического электричества (достигается подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, отводом электростатического заряда, подбором поверхностей трения);

— отвод статического электричества, накапливающегося на людях (используются электропроводящие полы, заземленные зоны или рабочие площадки);

— устройство электропроводящих полов или заземленных зон, помостов и рабочих площадок, заземление ручек дверей, поручней лестниц, рукояток приборов, машин и аппаратов;

— обеспечение работающих токопроводящей обувью, антистатическими халатами;

— для снижения потенциала на трубопроводе расположенных параллельно и на расстоянии 10 см друг от друга устанавливаются перемычки через каждые 25 метров.

Защита от статистического и атмосферного электричества

Молниезащита — это система защитных устройств и мероприятий, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, возгораний и разрушения йнувань, вызванных заземления.

Молния — особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные прослойки, источником которого является атмосферное заряд, накопленный грозовым облаком. Условия образования таких облаков — большая влажные ость и быстрая смена температуры воздуха. При таких условиях в атмосфере. Земли происходят сложные физические процессы, приводящие к образованию и накоплению электрических зарядов. При повышении напряженности и электрического поля до критических значений возникает разряд, который сопровождается ярким свечением (молнией) и звуком (громом). Длина канала молнии может достигать нескольких километров, сила тока — 200 000. А, напряжение — 150 000 кВ, а температура — 10 000 °. С и более. Продолжительность молнии 0,1-1,0 с каждой секундой земной шар поражают в среднем более 100 сверкалскавок.

Различают первичные (прямой удар) и вторичные проявления молнии

Прямой удар молнии (поражение молнией) — непосредственный контакт канала молнии с зданием или сооружением, сопровождающийся протеканием через нее тока молнии. Прямой удар молнии оказывает на у поражен объект следующие действия: электрическую, связанная с поражением людей и животных электрическим током и возникновением перенапряжений на элементах, по которым ток отводится в землю; тепловую, обусловленная значительным выделением теплоты на пути прохождения тока молнии через объект; механическую, вызванной ударной волной, которая распространяется от канала молнии, а также электродинамическими силами, что вины возникающих в конструкциях, через которые проходит ток молниии.

Вторичные проявления молнии связаны с приведением потенциалов на металлических элементах конструкций, оборудовании, незамкнутых металлических контурах, что вызвано близкими разрядами молнии. Пожарная опасности эка вторичных проявлений молнии объясняется возникновением искрения внутри объекта, что может привести к пожару или взрыву.

К вторичных проявлений молнии относятся:

— электростатическая индукция, которая заключается в наведении потенциалов на наземных предметах в результате изменений электрического поля грозовых объектов. Даже на расстоянии до 100 м от места попадания молнии в здания разность потенциалов между конструкциями (металлические кровли, фермы, подкрановые пути и т.п.) и землей может достигать десятков киловольт и способна вызвать искровой разряд;

— электромагнитная индукция сопровождается появлением в пространстве переменного магнитного поля, которое индуцирует в металлических контурах, образованных из различных протяженных коммуникаций (трубопроводов, электропроводов и т др.) электродвижущую силу (ЭДС). Если в контурах контакты недостаточно надежны в местах соединения, то приведенный. ЭДС ток может вызывать искрение или сильный нагревння;

— заноса высоких потенциалов в здание происходит по металлоконструкциям, что подведены в это здание (трубопроводах, рельсовых путях, эстакадах, проводах линий электропередачи и т др.). Они сопро оводжуються электрическими разрядами, которые могут стать источником взрыва или пожара. Такое внесения происходит не только во время прямого попадания молнии в металлоконструкции, но и в случаях, когда они находятся рядом с пораженными ею местамцями.

Защита объектов от прямых ударов молнии обеспечивается путем обустройства молниеотводов. Конструкцию молниеотвода, не претерпел принципиальных изменений и используется до сих пор, изобрел. Бенджи амин. Франклин в 1749 г и. Михаил. Ломоносов в 1758 р.

Защита от электростатической индукции (вторичный проявление молнии) осуществляется присоединением оборудования к заземлителю для отвода электростатических зарядов, индуцированных молнией, в землю. Защита е ид электромагнитной индукции заключается в установлении методом сварки перемычек между протяженными металлоконструкция мы в местах их сближения менее чем на 10 см. Интервал между перемычками должен не п еревищуваты 20 м. Это позволяет приведенном тока молнии переходить из одного контура в другой без образования электрических разрядов. Защита от заноса высоких потенциалов в здание осуществляется путем присоединения к заземлителю металлоконструкций до их в зданиеівлю.

Здания и сооружения подразделяются по уровню молниезащиты на три категории. Принадлежность объекта, подлежащего молниезащиты, к той или иной категории определяется, главным образом, его назначени нием и классом взрывопожароопасных зон по. Правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Здания и сооружения или их части с взрывоопасными зонами классов 0, 1, 20, 21 (в соответствии с. ДНАОП 000-132-01). В них хранятся, находятся постоянно, или используются во время производственного в процесса легковоспламеняющиеся и горючие вещества, способные образовывать газо-, пыле-, паровоздушные смеси, для взрыва которых достаточно небольшого электрического разряда (искрыри).

Здания и сооружения или их части, в которых имеются взрывоопасные зоны классов 2, 22. Взрывоопасные газо-, пыле-, паровоздушные смеси в них могут появиться только в случае аварии или нарушения установле еного технологического процесса. К этой же категории относятся внешние установки и склады, в которых хранятся взрывоопасные материалы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкостини.

Читать еще:  Правовые меры направленные на защиту информации

Целый ряд зданий и сооружений, в частности: здания и сооружения с пожароопасными зонами классов. П-I,. П-II и. П-IIа; внешние технологические установки, открытые склады горючих веществ, принадлежащих к зонам к классов II-III; дымовые и другие трубы предприятий и котельных, башни и вышки различного назначения высотой 15 м и более.

Объекты I и II категорий необходимо защищать как от прямых ударов молнии, так и от вторичных ее проявлений. Здания и сооружения III категории должны иметь защиту от прямых ударов молнии и заноса ния высоких потенциалов, а наружные установки — только от прямых ударев.

При выборе устройств молниезащиты по категориям учитывают важность объекта, его высоту, местоположение среди соседних объектов, рельеф местности, интенсивность грозовой деятельности последних ней параметр характеризуется среднегодовой продолжительности гроз в часах для данной местности (табл. 39.9).

. Таблица 39. Средняя интенсивность грозовой деятельности в различных регионах (областях) Украины

№ п / п

Регионы (области) Украины

Интенсивность денежной деятельности, ч / год

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.

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.

Только защита от статического электричества способна свести к нулю или вовсе не допустить возникновение этого отрицательного явления.

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

Разберемся, 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.
Читать еще:  Как защитить ячейку

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector