7.5.1. Опасность статического электричества

Возникновение статического электричества - сложный процесс, зависящий от множества факторов. Электризация возникает при соприкосновении двух разнородных веществ, обладающих различными атомными и молекулярными силами притяжения на поверхности соприкосновения. Одна из контактирующих поверхностей должна быть из диэлектрического материала. При этом происходит перераспределение электронов или ионов веществ, образующее двойной электрический слой с зарядами противоположных знаков.

Образование двойных электрических слоев возможно при контакте тел и из одинаковых диэлектрических материалов за счет наличия на их поверхностях загрязнений, различной температуры тел и т.д.

Величина контактной разности и потенциалов весьма различна и зависит от диэлектрических свойств соприкасающихся поверхностей, их состояния, величины давления, с которыми поверхности прижаты друг к другу, а также от влажности поверхностей, между которыми возникла контактная электризация, каждая поверхность сохраняет свой заряд, а контактная разность потенциалов по мере уменьшения емкости между поверхностями может достичь десятков и сотен киловольт. Так, при максимальной плотности зарядов (30 мкКл/м² и более) увеличение расстояния между наэлектризованными поверхностями на 1 см повышает разность потенциалов на десятки киловольт.

Энергию искры (W_и), Дж, способной возникнуть под действием напряжения между пластиной и каким-либо заземленным предметом, вычисляют по запасенной конденсатором энергии из формулы W_и = 0,5CU²,

где С — емкость конденсатора, Ф; U — напряжение, В.

Разность потенциалов между заряженным телом и землей измеряют электрометрами в реальных условиях производства. Если W_и ≥ 0,4 W_мэз (W_мэз - минимальная энергия зажигания среды), то искру статического электричества рассматривают как источник зажигания. Реальную опасность представляет "контактная" электризация людей, работающих с движущимися диэлектрическими материалами. При соприкосновении человека с заземленным предметом возникают искры с энергией от 2,5 мДж до 7,5 мДж.

Потенциалы от электрического поля статического электричества (кВ) могут достигать следующих значений:

- при хождение людей в обуви на резиновых подошвах .................................. 1

- при езде на автомобиле с резиновыми шинами по бетонной дорожке ........ 3

- при вынимание шерстяной одежды из бензина .............................................. 5

- при распыление краски ............................................................................... .... 10

- при хождение людей по шерстяному ковру .................................................. 14

|- при движение кожаного приводного ремня (со скоростью 15 м/с)............ 80

При разности потенциалов 3 кВ искровой разряд может воспламенить почти все горючие газы, а при 5 кВ также большую часть горючих пылей.

Токи при статической электризации обычно составляют микроамперы. Так, при протекании бензина к цистернам по трубопроводу величина токов составила от 1 мкА до 10 мкА. При этом ток оказался прямо пропорциональным скорости течения бензина.

Минимальная энергия, необходимая для воспламенения паро- и газовоздушных взрывоопасных смесей составляет от 9 мкДж до 2 мДж, а для пылевоздушных и твердых материалов (2...250) мДж. Минимальная энергия зажигания водорода составляет 17 мкДж, винилацетата - 0,7 мДж, хлопка - 25 мДж, крахмала картофельного - 45 мДж, резины - 50 мДж. Разряды статического электричества не в состоянии воспламенять смеси с минимальной энергией воспламенения 100 мДж и выше.

Для измерения статического электричества применяются:

- индикатор статических зарядов марки: ИСПИ-4 (потенциал заряженной поверхности до 50 кВ; взрывозащищенный), МИЭП-1 и МИЭП-2 (потенциал до 40кВ; взрывозащищенный);

- статический вольтметр с датчиком СМ-2/С-95 (напряжение (0,03...3,00) кВ; взрывозащищенный);

- электрометр электронного типа: ПК-2-ЗА (до 50 кВ), П2-1 (напряженность электрического поля до 50 кВ/м), П2-2 (до 2,5 кВ), ИСЭП-9 (до 260 кВ/м) и др.

Для исключения накапливания статического электричества на человеке обеспечивают быструю утечку зарядов с человека. С этой целью уменьшают сопротивление обуви и пола, обеспечивая работающих электропроводящей (антистатической) обувью (например, с кожаным верхом и подошвой из электропроводной резиновой пластины).

Покрытие пола, выполненное из бетона толщиной 3 см, спецбетона и пенобетона, ксилолита, из антистатической резины, считается электропроводящим.

Особое внимание уделяется устранению электрического заряда с человека при выполнении некоторых ручных операций (промывка, чистка, протирка, проклеивание, прорезинивание) с применением ЛВЖ (бензина, бензола, ацетона, резинового клея и т.п.).