Опасность разрядов статического электричества

В условиях производства появление зарядов статического электричества зависит от многих факторов и прежде всего от физико-химических свойств перерабатываемых материалов, вида и характера технологи­ческого процесса.

Опыт показывает, что величина статического электричества, возни­кающего на пленке или ленте, зависит от электропроводности материа­лов, их относительной диэлектрической проницаемости, скорости сколь­жения, характера контакта между ними, линейных размеров, места контакта, электрических свойств среды, в которой контакт нарушается.

Рис. 19.4. Зависимость потен­циалов электрических зарядов от относительной влажности воздуха при движении диэлект­рической ленты по резиновым роликам со скоростью 10 м/мин

Влияние производственной среды на электризацию связано с относительной влажностью воздуха и его температурой. Резкое повышение электризации наблюдается при относительной влажности меньше 50%. На рис. 19.4 показан график изменения потенциалов электрических зарядов от относительной влажности воздуха при движении диэлектрической ленты со скоростью 10 м/мин.

Степень электризации жидкости в основном зависит от ее диэлектрических свойств и кинематической вязкости, скорости потока (истечения), диаметра, длины, материала трубопровода, состояния его внутренних стенок, температуры жидкости. Во время протекания жидкостей по трубам или резиновым шлангам с увеличением скорости истечения разность потенциалов увеличивается.

Разряд статического электричества возникает тогда, когда напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика или проводника, обусловленная накоплением на них зарядов, достигает критической (пробивной) величины. Для воздуха пробивное напряжение составляет примерно 30 кВ/см.

Степень электризации поверхности веществ считается безопасной, если измеренные максимальные величины поверхностной плотности заряда не превосходят предельно допустимого значения для данной среды. За предельно допустимое принято такое значение, при котором максимально возможная энергия разряда W с поверхности данного вещества не превосходит 0,25 минимальной энергии воспламенения окружающей среды W_min, т.е. W≤0,25.

Энергия разряда

W = 0,5CU² = 0,5QU

где W— энергия искры, Дж; С — электрическая емкость, разряжаемая искрой, Ф; U — разность потенциалов между электродами, В; Q —величина заряда, вызвавшего искру, Кл.

Рис. 19.7. Зависимость энергии электрического разряда W и физиологического воздействия на человека от потенциала зарядов статического электричества при С_чел=350 пФ

Количество накопившегося на людях электричества может быть вполне достаточным для искро­вого разряда при контакте с за­земленным предметом. Для оп­ределения энергии искрового раз­ряда с тела человека на заземлен­ный предмет можно воспользо­ваться эмпирической формулой, мДж:

W = 33,34 10^-9 [lg (H - 130) ± В] U²

где Н— рост человека; В — коэффициент, характеризующий материал покрытия, пола: дерево - 0,25; дерево-пластик — 0,18; керамическая плитка — 0,095; ме­талл— 0,45; U —потенциал тела человека относительно земли, В.

Физиологическое действие статического электричества на организм человека зависит от величины освобождающейся при разряде электри­ческой энергии (рис. 19.7).