Предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества

Меры защиты от опасных проявлений статического электричества изложены в «Правилах защиты от статического электричества». В соот­ветствии с этими правилами меры по защите от статического электри­чества проводятся во взрывоопасных и пожароопасных помещениях и зонах открытых установок, относящихся к классам B-I, B-Iб, В- II, В- IIа и др. (ПУЭ, гл. VII—3 VII—4). В помещениях и зонах, которые не относятся к указанным классам, защиту осуществляют на тех участ­ках, где статическое электричество отрицательно влияет на технический процесс и качество продукции.

Меры защиты от статического электричества направлены на пре­дупреждение возникновения и накопления зарядов статического элект­ричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредного воздействия. К основным мерам зашиты относят: предот­вращение накопления зарядов на электропроводящих частях оборудо­вания; уменьшение электрического сопротивления перерабатываемых веществ: снижение интенсивности зарядов статического электричества; отвод зарядов статического электричества, накапливающихся на людях.

Предотвращение накопления зарядов на оборудовании достигается заземлением оборудования и коммуникаций, на которых могут появиться заряды (аппараты, резервуары, трубопроводы, транспортеры, сливочно-наливные устройства, эстакада и т. п.). Заземление — наиболее простая и часто применяемая мера защиты от статического электричества. Каждую систему оборудования и коммуникаций, в которых возможно появление электричества, заземляющего не менее, чем в двух местах. Особое внимание при этом обращают на заземление смесителей, вальцев, газовых и воздушных компрессоров, насосов, аэро- и пневмосушилок, мельниц, сит, закрытых транспортеров, сливоналивных устройств и других аппаратов, машин и устройств, в которых быстро возникают опасные потенциалы статического электричества.

Снижение интенсивности возникновения зарядов статического электричества достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, отводом электростатического заряда, подбором поверхностей трения, очисткой горючих газов и жидкостей от примесей.

При подаче в резервуары и цистерны жидкостей необходимо исключить их разбрызгивание, распыление и бурное перемешивание. Налив жидкостей в резервуары, цистерны и тару свободно падающей струей не допускается. Сливную трубу необходимо удлинить до дна приемного сосуда и направить струю вдоль его стенки. Жидкости должны поступить, как правило, на отметке ниже уровня содержащегося в них остатка жидкости. При первоначальном заполнении резервуаров жидкость >дают со скоростью до 0,5—0,7 м/с.

В зависимости от удельного объемного сопротивления жидкости приняты следующие ограничения скорости их транспортирования:

для жидкостей с удельным объемным электрическим сопротивлением не более 10⁵ Ом м — до 10 м/с; не более 10⁹ Ом-м— 5 м/с; более 10⁹ Ом-м —до 1,2 м/с.

Отвод зарядов обеспечивается при относительной влажности 65—70%. Такую влажность создают общим или местным увлажнением воздуха. При этом постоянно контролируют изменение влажности.

Нейтрализация зарядов статического электричества. При невозможности использования простых средств защиты от статического электричества рекомендуется нейтрализовать заряды ионизацией воздуха в местах их возникновения или накопления. Для получения заряженных частиц ионов, оказывающих нейтрализующее действие, применяют различные ионизаторы, которые подбираются таким образом, чтобы число пар ионов, образующихся в единице объема воздуха и участвую­щих в нейтрализации заряда, соответствовало скорости возникновения зарядов при производственном процессе. В зависимости от принципа работы различают индукционные и комбинированные ионизаторы.

Индукционные ионизаторы позволяют создать вблизи заряженного тела электрическое поле высокой напряженности; при этом вблизи электродов — ионизаторов возникает коронный разряд, ионизирующий воздух. Образовавшиеся ионы, знак которых противоположен заряду тела, притягиваются к поверхности тела и нейтрализуют его заряд.

Радиоизотопные ионизаторы представляют собой излучатели радио­активных частиц, которые обладают свойствами ионизировать тот объем воздуха, через который они проходят. Для ионизации воздуха используют α- и β-излучения. Наибольшее применение в радиоизотоп­ных ионизаторах получили плутоний-239, прометий-147 и тритий. Эф­фективная ионизирующая способность плутония — 239 наблюдается на расстоянии до 40 м от поверхности источника излучения, а прометия-147 —до 400 м.

При сильной электризации веществ допускается применение ком­бинированных нейтрализаторов (НРИ-1—НРЙ-7), представляющих со­бой сочетание радиоизотопного и индукционного ионизаторов.

Отвод зарядов статического электричества, накапливающихся на
людях, позволяет исключить опасность электрических разрядов, которые могут вызвать воспламенение и взрыв взрыва- и -пожароопасных смесей, а также вредное воздействие статического электричества на человека. Основными мерами зашиты являются: 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.

К непроводящим покрытиям относятся: асфальт, резиновый настил из нормальной резины, линолеум, нормальные террацевые плиты. Проводящими покрытиями являются бетон и пенобетон, ксилолит, настил из резины с пониженным сопротивлением, специальные терра­цевые плиты и другие покрытия с удельным сопротивлением не выше 100 кОм-м.

Методы измерения зарядов статического электричества. Для измерения основных величин, характеризующих электростатическое поле, при­меняют различные методы.

Напряженность и потенциал поля измеряют электрометрами. Изме­рительный механизм электростатической системы представляет собой компрессор с неподвижным и подвижным электропроводами. Если к прибору прикладывается напряжение, то между неподвижными и подвижными обкладками конденсатора возникают силы, действующие в направлении увеличения емкости; при этом подвижный электрод прибора перемещается. В зависимости от конструкции подвижной системы электрометры бывают квадратные, струнные, крутильные.

Для определения плотности зарядов статического электричества используют гальванометры постоянного тока (микроамперметры, галь­ванометрические и электрометрические усилители). Шкалы этих приборов рассчитаны на измерение тока силой 20 — 3U мка и ниже. Высокочувствительные гальванометры позволяют измерить силу тока порядка 10^-6 ÷ 10^-11 А.