Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 1

Способы защиты от статического электричества

Статическое электричество в быту

Пенопластовые шарики прилипли к кошачьей шерсти из-за статического электричества

Статическое электричество широко распространено в обыденной жизни. Если, например, на полу лежит ковер из шерсти, то при трении об него человеческое тело может получить отрицательный электрический заряд, в то время как ковёр получит положительный. Другим примером может служить электризация пластиковой расчески, которая после причёсывания получает минус-заряд, а волосы получают плюс-заряд. Накопителем минус-заряда нередко являются полиэтиленовые пакеты, полистироловый пенопласт. Накопителем плюс-заряда может являться сухая полиуретановая монтажная пена, если её сжать рукой.

Когда человек, тело которого наэлектризовано, дотрагивается до металлического предмета, например, трубы отопления или холодильника, накопленный заряд моментально разрядится, а человек почувствует лёгкий удар током.

Электростатический разряд происходит при очень высоком напряжении и чрезвычайно низких токах. Даже простое расчёсывание волос в сухой день может привести к накоплению статического заряда с напряжением в десятки тысяч вольт, однако ток его освобождения будет настолько мал, что его зачастую невозможно будет даже почувствовать. Именно низкие значения тока не дают статическому заряду нанести человеку вред, когда происходит мгновенный разряд.

С другой стороны, такие напряжения могут быть опасны для элементов различных электронных приборов — микропроцессоров, транзисторов и т. п. Поэтому при работе с радиоэлектронными компонентами рекомендуется принимать меры по предотвращению накопления статического заряда.

Причины появления

Оно может возникать на изолированных проводниках, на поверхности или в объеме диэлектриков. Трение, возникающее при соприкосновении двух веществ разного рода, ведет к электризации диэлектриков. Это происходит из-за различных молекулярных и атомных сил. Можно сказать, что статическое электричество получается при нарушении их равновесия благодаря приобретению или потере электрона.

Объяснить этот процесс очень просто. Состояние равновесия атома достигается при наличии одинакового числа протонов и электронов. Перемещаясь от одного атома к другому, электроны формируют положительные и отрицательные ионы.

При их дисбалансе и возникает статическое электричество. Протоны и электроны имеют одинаковый электрический заряд, но с разной полярностью. Он измеряется в кулонах и определяет количество электричества, которое проходит за 1 сек. в поперечном сечении проводника. Статический заряд прямо пропорционален числу неустойчивых ионов, то есть дефициту или избытку электронов.

Природное статическое напряжение

Статическое электричество способно генерироваться. Это происходит за счет отсутствия у положительного иона одного электрона, вследствие чего он может принимать от отрицательной частицы свободный электрон. В свою очередь отрицательный ион может представлять собой атом либо молекулу, обладающую большим количеством электронов. В этих случаях имеется один электрон, который способен нейтрализовать положительный заряд.

Основными причинами, влекущими за собой возникновение статического электричества, являются:

  • отдаление или контакт двух материалов;
  • быстрые температурные перепады;
  • УФ-излучение, радиация, сильные электрические поля;
  • операции, производимые путем нарезания (раскроечные станки или бумагорезальные машины);
  • наведение, то есть возникновение электрического поля, вызванного статическим зарядом.

Явление, называемое статическим электричеством, встречается повсеместно в быту. Электростатический разряд происходит при очень высоких показателях напряжения, но при низких токах. При этом не возникает опасности для человека. Несмотря на это, защита от статического электричества необходима, так как оно может быть опасным для многих элементов электроприборов. От него очень часто страдают транзисторы, микропроцессоры, схемы и т.д.

Опасность статического электричества

Под влияние статэлектричества отмечается нарушение эксплуатации механизмов и технических устройств. Если работы проводятся во взрывоопасных производствах, то отмечается искрообразование.

На основании поведенных исследований установлено, что подобные явления могут привести к возгоранию и даже вызвать взрыв. Только грамотная защита поможет исключить проявление этих негативных явлений.  Главная опасность, возникающая от зарядов — это возникновение электроразряда.

Накапливанию способствует создание сухого воздуха, а также железобетонные конструкции сооружений. Причем полярность отмечается, как отрицательная, так и положительная.

Если во внешней окружающей среде создается сухость, то накопление заряда возможно в 10 тысяч вольт. Когда человек ходит в синтетических носках по ковру, то в общей сложности накапливает до 6 тысяч В.  Но оказание вреда, в этом случае будет несущественным, так как здесь не столь высокий показатель мощности.

Природное явление — это электрический разряд в виде молний. При этом происходит выделение больших мощностей и в результате появляются существенные разрушения.

Правила защиты

Защита от воздействия накопленных зарядов, в зависимости от видов производств устанавливается в соответствие с регламентом.

Если промышленность химическая:

  1. У резервуаров трубопроводов, предназначенных для разгрузки, специально устанавливаются устройства для снятия заряда.
  2. Чтобы обезопасить персонал при выполнении технологических операций используются нейтрализаторы индукционные и погружного типа, спецнасадки для отвода потока и емкости для релаксации.
  3. Обязательно следует обеспечить контроль за тем, чтобы жидкости не разбрызгивались по сторонам.

Как осуществляется отвод разрядов от средств передвижения и персонала:

  1. Изготовление механизмов предусмотрено из материалов, проводящих электроток.
  2. Предусмотрено выполнение основания полового покрытия из токопроводящих материалов в помещениях, где передвигаются цистерны.
  3. Персонал должен быть обеспечен специальной обувью.
  4. В емкостях, где осуществляется хранение взрывоопасных смесей, не допускается производство работ и нахождение в одежде из синтетических тканей.

Способы защиты от статики на производстве

Обеспечение защиты от зарядов статэлектричества на производстве осуществляется, разрабатываем комплекса мероприятий.

Перечень мероприятий:

  1. Свойства материалов повышаются, что обеспечивает рассеивание зарядов.
  2. Понижение показателя скорости при обработке металлических изделий, что значительно снижает уровень образования опасного фактора.
  3. Заземление должно быть выполнено в соответствие с регламентом.
  4. Устойчивость машин и механизмов к разрядам увеличивается.
  5. В рабочую зону не должен попадать электрический поток.

Основной способ — это отвод заряда в землю. Это оптимально помогает снизить уровень вредного фактора, а выполнение осуществляется по контуру.

Меры борьбы со статическим электричеством

Собственно, защита оборудования от статического электричества частично уже рассмотрена. Это стекатели транспортных средств. Часто применялся отрез резины, но работает исключительно в сырую погоду. Когда машина едет по дороге, трение пылью и молекулами воздуха провоцирует возникновение статического заряда. Сухая резина диэлектрик, стекание происходит неэффективно. В сырую погоду задача решается полностью. Одновременно риск поражения человека низок в сухой среде, резины чаще хватает.

Когда организуется защита от статического электричества на производстве, руководствуются стандартами. К примеру, нефтяники обращаются к постановлению Госгортехнадзора от 20.05.2003 года. Документы сообщают, что любое оборудование с металлическими корпусом и любым типом окраски считается защищённым, будучи заземлено. При этом сопротивление до входа в шину местного контура не более 10 Ом. Проверьте компьютер при помощи тестера и правильно оборудованной розетки.

Заземление в жилых и промышленных зданиях

Удостоверьтесь, чтобы сопротивление от дальней точки каждой пластины системного блока до боковых лепесток не превышало 10 Ом. Кстати, по указанным стандартам контур обязан умещаться в рамки до 5 Ом относительно Земного шара. Заземление ведётся жилой сечением 6 квадратных миллиметров по меди или 10 по алюминию. Возьмите на заметку, если появится желание уберечься одновременно от молний и статического электричества. По нормативам стандартов группы TN-С-S допускается заземление в доме присоединять (под фундаментом) к контуру молниезащиты.

Что часто делается на практике. Кабель для защиты от статического электричества известен. Для работников цехов и лабораторий, связанных с компьютерной техникой, мероприятия по защите на описанном не ограничиваются. Допускается купить специальные плиты для пола, но дома проще ограничиться набором:

  1. Средства защиты от статического электричества начинаются с наличия на рабочем месте клеммы заземления. Это отвод в виде болта с гайкой, ушком для подключения ряда устройств.
  2. Люди, имеющие дело с микросхемами, как правило надевают на обе руки специальные антистатические браслеты. Запрещены шерстяные свитера, но дополнительно образовавшийся заряд призван сразу стекать.
  3. Особая обувь (материал подошвы в основном) препятствует накоплению статического заряда. Если работаете с дорогими микросхемами, потратьте пару тысяч рублей, чтобы сэкономить (уберечь от потери) миллионы.
  4. Что касается крупных предприятий, правила защиты от статического электричества в производствах часто требуют применения углублённых шагов. В продаже найдутся брюки, куртки и костюмы из специальной ткани. Такой служащий уже не гроза для чуткого электронного оборудования. Стоит подобный комплект зачастую дешевле ежедневной одежды работника (иногда не дотягивает до пары приличных кроссовок). Имеются утеплённые варианты для холодных условий Севера (не забываем про нефтяников).

Особенности организации молниезащиты обсуждаются в РД 34.21.122С. Обсуждается занос потенциала на этажи по пути труб, металлической оплётки кабелей. Для исключения явления указанные объекты на уровне подвала объединяются с заземлённой арматурой фундамента. Если это невозможно, выполняются дополнительные действия:

  • Согласно п. 2.2 г РД 34.21.122С оборудуется контур.
  • Состоит из трёх вертикальных стержней не короче 3 м с расстоянием между ними 5 м.
  • Сечение элементов контура определяется таблицей 3 обсуждаемого раздела: градация ведётся в зависимости от места расположения и формы. Подземная часть собирается из круглых электродов диаметром не менее 10 мм. Прямоугольные выбираются по сечению в квадратных миллиметрах (40 наружная, 100 подземная), причём толщина арматуры не менее 4 мм. Наконец, круглые тоководы над поверхностью почвы не тоньше 6 мм.

Приведённых сведений хватает, чтобы понять: контур заземления в сравнение с рекомендациями огородников на Ютуб не идёт. В реальности все намного сложнее. Методы защиты интегральных микросхем выполняются согласно ГОСТ, а не по рекомендациям соседей. Кстати, на голове полагается шапочка, чтобы не падали волосы, а браслеты надеваются на обе руки.

Источники тока

Первоисточниками электроэнергии, которые нашли применение на практике, стали гальванические элементы. После усовершенствования они используются и сегодня. Их применяют для энергопитания дистанционных пультов, электронных часов, устройств для детей и различных приборов. С появлением генераторов переменного тока электроэнергия стала использоваться еще интенсивнее. В связи с этим, следует ознакомиться с основными типами источников тока.

Механические источники

В них преобразуется механическая энергия в электричество. Процесс происходит в спецустройствах — генераторах. Главными из них считаются турбогенераторы, где электромашина будет приведена в действие с помощью газового либо парового потока, и гидрогенераторы, которые преобразуют энергию воды в электричество. Основная часть электрической энергии на планете производят непосредственно механические преобразователи.

Механические источники

Тепловые источники

Тут происходит преобразование теплоэнергии в электрическую. Появление электротока обусловливается разницей температурных показателей 2 пар контактирующих металлов. В такой ситуации заряженные частицы перемещаются в сторону холодного участка. Величина электротока будет зависеть непосредственно от температурной разницы: чем она выше, тем сильнее ток. Термопары из полупроводников дают термоэдс выше, чем биметаллические, потому они используются для изготовления источников электротока. Термопары из металла применяют только, чтобы измерять температурные показатели.

Тепловые источники

Световые источники

Когда начала развиваться физика полупроводников, стали появляться новые токоисточники — солнечные аккумуляторы, где световая энергия будет преобразовываться в электрическую. Они используют качество полупроводников выдачи напряжения во время действии на них светопотока. В частности такой эффект заметен в полупроводниках из кремния. Однако коэффициент полезного действия подобных элементов не превысит 15%. Солнечные аккумуляторы нашли свое применение в космической сфере, в бытовой. Стоимость на данные источники энергопитания регулярно уменьшается, однако по-прежнему высока.

Световые источники

Химические источники

Их возможно разделить на несколько групп:

  • Гальванические;
  • Аккумуляторы;
  • Тепловые.

Гальванические функционируют благодаря взаимодействию 2 различных металлов, которые помещены в электролит. В виде пар металлов и электролита выступают различные химэлементы и соединения. Это определяет разновидность и параметры элемента.

Важно! Гальванические элементы применяются лишь 1 раз, когда разрядятся их не удастся восстановить. Дешевизна материалов и простота производства аккумуляторов делает их наиболее дешевыми из доступных

Однако по параметрам они существенно уступят щелочным и литиевым

Дешевизна материалов и простота производства аккумуляторов делает их наиболее дешевыми из доступных. Однако по параметрам они существенно уступят щелочным и литиевым.

Химические источники

Тепловые выступают в качестве источников резервного энергопитания. Они обладают отличными характеристиками по удельной плотности электротока, однако отличаются непродолжительным сроком эксплуатации (до 60 минут). Используются преимущественно в космической отрасли, где требуются точность и кратковременное функционирование.

Защита от статического электричества

Электростатические поля имеют допустимый уровень напряженности, которые установлены в ГОСТ 12.1.045-84 и предельно допустимый их уровень равен $60$ кВ/м в час. Уровень напряженности зависит от времени пребывания на рабочем месте. Если фактический уровень напряженности электростатических полей превышает величину $60$ кВ/м, работники обязаны использовать средства защиты.

Средства защиты обязательно должны учитывать особенности технологических процессов предприятия, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещения и др. При разработке защитных мероприятий эти особенности дают возможность подходить к ним дифференцированно.

Осуществить защиту от статического электричества можно двумя путями:

  1. Путем уменьшения интенсивности образования электрических зарядов;
  2. Путем устранения образовавшихся зарядов статического электричества.

Уменьшить интенсивность можно за счет снижения скорости и силы трения, а также повышения электропроводимости диэлектрических свойств материалов. Сила трения будет меньше, если зона контакта взаимодействующих поверхностей будет смазана, шероховатость поверхности ликвидирована. При малой электропроводности материала интенсивность образования зарядов высокая, поэтому желательно применять такие, которые имеют большую электропроводность, например, использовать антистатический линолеум для покрытия полов. В принципе, намного предпочтительнее те предметы и вещества, которые соприкасаются, производить из одного материала, потому что контактной электролизации уже не будет – в полиэтиленовых бочках, например, хранить полиэтиленовый порошок, а если его необходимо транспортировать, то лучше это сделать по полиэтиленовым трубопроводам и шлангам.

Заряды статического электричества устраняются заземлением корпусов оборудования.

С кузовов автомобилей статическое электричество снимают при помощи электропроводной полоски «антистатик», которую крепят к днищу. Иногда можно увидеть, что кузов «искрит», в этом случае, чтобы разрядить его, надо прикоснуться металлическим предметом

Особенно важно сделать это перед заправкой машины бензином

Статические заряды, которые образуются в самолетах во время их полетов, снимаются металлическими тросиками, закрепленными на днищах фюзеляжа и шасси.

Заземлители в виде цепей используются для бензозаправщиков. Цепи постоянно контактируют с поверхностью земли при движении автомобиля. Дополнительное заземление используется во время слива бензина в цистерны на бензозаправочной станции.

Электростатические заряды практически не образуются при большой влажности воздуха, потому что он имеет хорошую электропроводность, поэтому увлажнение воздуха будет самым простым и достаточно распространенным методом борьбы со статическим электричеством.

Замечание 4

Хорошим методом по устранению электрических зарядов является ионизация воздуха. Образующиеся ионы нейтрализуют заряды статического электричества. На производстве широко распространены электрические ионизаторы. Индивидуальными средствами защиты являются антистатическая обувь, халаты, для защиты рук применяются заземляющие браслеты.

Опасность статического электричества

Наибольшую опасность накопившееся статическое электричество представляет на промышленном производстве. Может произойти неожиданное воспламенение горючего материала искрами от прикосновения оператора с оборудованием на заземлении и последующим взрывом. Энергия электростатических разрядом иногда составляет около 1,4 джоулей – это более чем достаточно для приведения смесей пыли, пара, газа и воздуха, присутствующих в любых горючих веществах, в состояние горения. По ГОСТу наибольшая энергия накопленных зарядов на поверхности промышленного объекта не должна быть более 40 процентов от наименьшей энергии для загорания материала.

При протекании некоторых технологических операций, например:

  • пересыпании и перевозке песка в грузовиках;
  • прокачке топлива по трубопроводам;
  • переливании спирта, бензола, эфира в незаземленные цистерны с большой скоростью;
  • при транспортерных работах и др. генерируются электрические потенциалы от 3 до 80 киловольт.

Обратите внимание! Для того чтобы взорвались бензиновые пары, достаточно 300 вольт, горючие газы – 3 киловольта, а горючие пыли – около 5 киловольт. Пожары на нефтебазах часто случаются из-за статических зарядов

Пожары на нефтебазах часто случаются из-за статических зарядов

Статика также негативно отражается на работе всех точных и сверхточных приборов, радиосвязном оборудовании, создает большие проблемы в функционировании средств автоматики и телевизионной механики. Многие детали сложных электронных приборов просто не рассчитаны на такие высокие значения напряжения, образуемые статическим разрядом. Он выводит эти детали из строя, в результате чего у приборов теряется точность работы.

На людях также могут скапливаться заряженные частицы, если они носят обувь с подошвами, не проводящими ток, шерстяную, шелковую или синтетическую одежду. Электризация происходит при движении (если половое покрытие не проводит электроток) и взаимодействии с диэлектрическими предметами.

Статистическое электричество может накапливаться и на человеке

Воздействие статики на человеческое тело осуществляется в виде продолжительно протекающего электротока слабого напряжения или же моментного разряда, что вызывает легкие и не всегда приятные покалывания на коже (иногда они оцениваются как умеренные или даже сильные уколы). В целом, такое воздействие потенциалом не выше 7 джоулей считается неопасным для здоровья, однако, даже слабый разряд тока может привести к рефлекторному сокращению мышц, что чревато различными производственными травмами (попадание в рабочие зоны механизмов, захват частей тела или одежды неогороженными двигающимися элементами машин, падение с высоты).

Если рассматривать действие статического электричества на человеческий организм на клеточном уровне, то в результате срабатывания нейрорефлекторного механизма происходит раздражение кожных нейронов и мельчайших капилляров. Это приводит к изменениям в ионном составе тканей нашего тела, что проявляется в повышенной утомляемости в течение дня, постоянному раздраженному психическому состоянию, нарушению ритма сна и другим проблемам в функционировании центральной нервной системы. Общая работоспособность снижается. Провоцируемые постоянным воздействием статического электричества спазмы кровеносных сосудов могут стать причиной брадикардии – уменьшения частоты сокращений сердечной мышцы и повышенного кровяного давления.

Как правильно применяются

Вне зависимости от принципа функционирования какого-либо источника электротока, в каждом из разделяются электрозаряды физ.тел. Происходит преобразование какой-либо разновидности энергии в электричество.

Такая энергия в технике применяется повсюду. В любом жилище возможно отыскать быттехнику, существенно облегчающую ведение хозяйства. Помимо этого, предотвращается появление пыли, копоти и других неприятных эффектов использования плит и прочих приборов, актуальных до возникновения электричества.

В промышленной сфере электрическая энергия имеет важную роль. Использование тока дает возможность существенно уменьшить траты, так как такой тип энергии дешевле горючего.

Мешают файлы от мессенджеров Whatsapp и Viber

Когда мы принимаем или отправляем сообщения через Ватцап или Вайбер, то эти файлы автоматически сохраняются в определенные папки. Фото, водео, звуковые сообщения. Мы их не замечаем, но они есть. Вот нужно их найти и удалить! И места в памяти телефона станет значительно больше!

Причины и источники возникновения

На сегодняшний день мы уверены, что статическое электричество возникает из-за нескольких причин, а именно:

  1. Из-за наличия какого-либо контакта между поверхностями 2 материалов с последующим отделением их друг от друга (например, трение резинового шарика о шерстяной свитер или на производстве при наматывании материалов).
  2. Присутствие ультрафиолета, радиационного излучения и т.д.
  3. При стремительном перепаде температур.

Чаще всего статическое электричество проявляется при первой причине. Данная процедура не полностью ясна, однако это является в наибольшей степени точным объяснением из всех.

Ни для кого не секрет что как на производстве, так и в быту это явление происходит чаще и для контроля над ним следует точно выявить участок проблемной зоны и принять меры для защиты. Интересный факт: это явление может вызвать «искрение» вокруг объекта, который имеет такую способность, как накапливание заряда электричества. И вы спросите, в чем опасность этого? А в том, что при накоплении большого заряда есть возможность поражения рабочего персонала на производстве. На сегодняшний день известно лишь 2 основных причины возникновения удара статическим электричеством.

Первой причиной является наведенный заряд. При условии нахождения человека в электрическом поле и если он держится руками за заряженный предмет, то тело этого человека может зарядиться.

Если на этом человеке будут одеты защитные ботинки с изолирующей подошвой, то заряд электричества будет оставаться в нем. А может ли заряд пропасть? Конечно, причиной этому будет тот момент, когда он дотронется до заземлённого предмета. Именно в этот момент рабочий и получит поражение электрическим током (в момент утечки заряда на землю). Описанный способ получения удара током получается при наличии у него на ногах обуви изолирующей электричество. Ведь при прикосновении к заряженному объекту, из-за обуви заряд остается в теле человека, а когда тот прикасается к объекту, предназначенному для защиты от него (к заземленному оборудованию), заряд стремительно проходит через тело человека и «наносит удар» током. Возникновение данного процесса возможно как в быту, так и на производстве, можно сказать, что никто не защищен от него. При воздействии синтетических ковров и обуви во время передвижения человека появляется заряд статического электричества. Меры борьбы с этим опасным явлением в быту демонстрируются на видео:

Вас когда-нибудь било разрядом электричества при выходе из машины вы до сих пор не знаете, что делать в таком случае? Это возникает при воздействии вашей руки с металлической дверью из-за того что, во время выходы из машины происходит «провокация» заряда между вашей одеждой и сиденьем. К сожалению, как уже говорилось ранее, единственным вариантом, как избавиться от данной дилеммы — это дотронутся до двери машины, чтобы через нее ток по машине «спустился» к земле. Другого более легкого способа, как снять с себя статическое электричество, нет.

Вторая причина поражения статическим электричеством на производстве — возникновение заряда на оборудовании. Данный вид поражения электрическим током случается довольно таки редко в отличие от вышеприведенного примера.

Итак для вашей защиты и для того чтобы вы знали как избавиться от данной неприятности рассмотрим весь этот процесс. Представим, что определенный предмет имеет внушительный заряд статического электричества, бывает, что ваши пальцы накопили заряд в таком количестве что происходит «пробой» и в итоге этого – разряд. Так что вот вам небольшой совет: для вашей защиты на производстве необходимо надевать резиновые перчатки (на всякий случай). Все электрозащитные средства в электроустановках до 1000 Вольт мы рассмотрели в соответствующей статье!

Причины возникновения

Условия возникновения потенциала на предметах является сухость воздуха. При влажности воздуха 80% это природное явление не возникает.

Влага, содержащаяся в воздухе, не позволяет накапливаться заряду на предметах. Причинами возникновения статического электричества могут стать:

  • При соприкосновении одного предмета с другим. Потенциал возникает после их разъединения. Трение, намотка/размотка искусственных материалов, трение корпуса автомобилей о воздух и т. п.;
  • В результате быстрого температурного перепада. Так, статическое электричество возникает на предметах при помещении их в нагретую печь;
  • Радиационное и ультрафиолетовое излучение, рентгеновские Х- лучи, сильное электромагнитное и электрическое поле;
  • Наведения — происходит возникновение электрического поля, вызванного зарядом. Потенциал возникает при обработке листовых или рулонных материалов. Явление возникает в момент разделения материала и поверхности. Такой эффект может произойти при перемещении одного слоя относительно другого. Этот процесс еще до конца не изучен. Его можно сравнить с разъединением обкладок конденсатора. В этом случае механическая энергия переходит в электрическую.

Способность предметов накапливать заряды оказывают отрицательное влияние на технику. Если не предпринимать никаких мер, то возможно повреждение и выход ее из строя.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации