Jebkura cilvēka ikdienas darbība ir saistīta ar viņa kustību telpā. Tajā pašā laikā viņš ne tikai staigā, bet arī pārvietojas ar transportu.

Jebkuras kustības laikā notiek statisko lādiņu pārdale, kas maina iekšējā līdzsvara līdzsvaru starp katras vielas atomiem un elektroniem. Tas ir saistīts ar elektrifikācijas procesu, statiskās elektrības veidošanos.

Cietās vielās lādiņu sadalījums notiek elektronu kustības dēļ, bet šķidros un gāzveida ķermeņos - gan elektroni, gan lādēti joni. Tie visi kopā rada potenciālu atšķirību.

Statiskās elektrības veidošanās iemesli

Biežākie statisko spēku izpausmes piemēri tiek skaidroti skolā pirmajās fizikas stundās, kad uz vilnas auduma berzē stikla un ebonīta stieņus un demonstrē mazu papīra gabaliņu pievilcību tiem.

Zināma arī pieredze, kā novirzīt plānu ūdens strūklu statisko lādiņu ietekmē, kas koncentrēti uz ebonīta stieņa.

Ikdienā statiskā elektrība visbiežāk izpaužas:

valkājot vilnas vai sintētisku apģērbu;

staigāšana apavos ar gumijas zolēm vai vilnas zeķēm uz paklājiem un linoleja;

izmantojot plastmasas priekšmetus.

Situācija ir saasināta:

sauss iekštelpu gaiss;

dzelzsbetona sienas, no kurām izgatavotas daudzstāvu ēkas.

Kā rodas statiskais lādiņš?

Parasti fiziskajā ķermenī ir vienāds skaits pozitīvo un negatīvo daļiņu, kuru dēļ tajā tiek radīts līdzsvars, nodrošinot tā neitrālu stāvokli. To pārkāpjot, ķermenis iegūst noteiktas zīmes elektrisko lādiņu.

Statiskais attiecas uz miera stāvokli, kadķermenis nekustas. Tās vielas iekšpusē var notikt polarizācija - lādiņu pārvietošanās no vienas daļas uz otru vai to pārnešana no tuvumā esoša objekta.

Vielu elektrifikācija notiek lādiņu iegūšanas, noņemšanas vai atdalīšanas dēļ, ja:

materiālu mijiedarbība berzes vai rotācijas spēku dēļ;

straujš temperatūras kritums;

apstarosana dazados veidos;

fizisko ķermeņu atdalīšana vai sagriešana.

Tie ir sadalīti pa objekta virsmu vai attālumā no tā vairākos starpatomiskos attālumos. Nezemētiem ķermeņiem tie izkliedējas pa saskares slāņa laukumu, bet tiem, kas savienoti ar zemes kontūru, tie plūst uz tā.

Statisko lādiņu iegūšana organismā un to plūsma notiek vienlaicīgi. Elektrifikācija tiek nodrošināta, kadķermenis saņem vairāk enerģijas potenciāla, nekā tas iztērē ārējā vidē.

No šī noteikuma izriet praktisks secinājums: lai pasargātu ķermeni no statiskās elektrības, ir nepieciešams novirzīt no tā iegūtos lādiņus uz zemējuma ķēdi.

Statiskās elektrības novērtēšanas metodes

Pēc spējas veidot dažādu zīmju elektriskos lādiņus, mijiedarbojoties ar citiem ķermeņiem ar berzi, fizikālās vielas raksturo pēc triboelektriskā efekta mēroga. Daži no tiem ir parādīti attēlā.

Kā to mijiedarbības piemēru var minēt šādus faktus:

staigāšana vilnas zeķēs vai apavos ar gumijas zolēm pa sausu paklāju var uzlādēt cilvēka ķermeni līdz 5÷-6 kV;

pa sausu ceļu braucošas automašīnas virsbūve iegūst potenciālu līdz 10 kV;

piedziņas siksna, kas rotē skriemeli, tiek uzlādēta līdz 25 kV.

Kā redzat, statiskās elektrības potenciāls sasniedz ļoti lielas vērtības pat sadzīves apstākļos. Bet tas mums nenodara lielu kaitējumu, jo tam nav lielas jaudas, un tā izlāde iet caur kontaktu paliktņu augsto pretestību un tiek mērīta miliampēru daļās vai nedaudz vairāk.

Turklāt tas ievērojami samazina gaisa mitrumu. Tās ietekme uz ķermeņa spriedzes apjomu saskarē ar dažādiem materiāliem ir parādīta grafikā.

No viņa analīzes izriet secinājums: mitrā vidē statiskā elektrība parādās mazāk. Tāpēc, lai to apkarotu, tiek izmantoti dažādi gaisa mitrinātāji.

Dabā statiskā elektrība var sasniegt milzīgu līmeni. Mākoņiem pārvietojoties lielos attālumos, starp tiem uzkrājas vērā ņemami potenciāli, kas izpaužas zibens, kura enerģijas pietiek, lai sašķeltu gar stumbru simtgadīgu koku vai nodedzinātu dzīvojamo ēkuvojamo.

Ikdienā izlādējoties statiskajai elektrībai, jūtam pirkstu “saspiežot”, redzam dzirksteles, kas izplūst no vilnas lietām, jūtam spara un efektivitātes samazināšanos. Strāva, ar kuru mūsu ķermenis tiek pakļauts ikdienā, negatīvi ietekmē veselības stāvokli, nervu sistēmas stāvokli, bet tas nenes acīmredzamus, redzamus bojājumus.

Rūpniecisko mērīšanas iekārtu ražotāji ražo ierīces, kas ļauj precīzi noteikt uzkrāto statisko lādiņu sprieguma lielumu gan uz iekārtu korpusiem, gan uz cilvēka ķermeņa.

Kā pasargāt sevi no statiskās elektrības mājās

Katram no mums ir jāsaprot procesi, kas veido statiskās izlādes, kas apdraud mūsu ķermeni. Tiem jābūt zināmiem un ierobežotiem. Šim nolūkam tiek rīkoti dažādi izglītojoši pasākumi, tostarp iedzīvotājiem populāri TV šovi.

Tie ar pieejamiem līdzekļiem parāda statiskā sprieguma veidošanas veidus, tā mērīšanas principus un preventīvo pasākumu īstenošanas metodes.

Piemēram, ņemot vērā triboelektrisko efektu, vislabāk ir ķemmēt matus ar dabīgā koka ķemmēm, nevis ar metālu vai plastmasu, kā to dara lielākā daļa cilvēku. Koksnei ir neitrālas īpašības, un, berzējot pret matiem, tā neveido lādiņus.

Lai noņemtu statisko potenciālu no automašīnas virsbūves, kad tā pārvietojas pa sausu ceļu, tiek izmantotas īpašas lentes ar antistatisku līdzekli, kuras tiek piestiprinātas apakšā. To dažādie veidi tiek plaši prezentēti pārdošanā.

Ja automašīnai šādas aizsardzības nav, sprieguma potenciālu var noņemt, īslaicīgi iezemējot korpusu caur metāla priekšmetu, piemēram, automašīnas aizdedzes atslēgu. Īpaši svarīgi ir veikt šo procedūru pirms degvielas uzpildīšanas.

Kad uz drēbēm, kas izgatavotas no sintētiskiem materiāliem, sakrājas statiskais lādiņš, to var noņemt, apstrādājot tvaikus no speciālas aerosola baloniņas ar Antistatic sastāvu. Kopumā labāk ir izmantot mazāk šādus audumus un valkāt dabīgus materiālus, kas izgatavoti no lina vai kokvilnas.

Lādiņu uzkrāšanos veicina arī apavi ar gumijotām zolēm. Pietiek tajā ievietot antistatiskas zolītes no dabīgiem materiāliem, jo ​​samazināsies kaitīgā ietekme uz ķermeni.

Par pilsētas dzīvokļiem ziemā raksturīgo sausā gaisa efektu jau runāts. Īpaši mitrinātāji vai pat nelieli samitrinātas drānas gabaliņi, kas novietoti uz bytarii, uzlabo situāciju un samazina statiskās elektrības veidošanos. Bet regulāra mitrā tīrīšana telpās ļauj savlaicīgi noņemt elektrificētās daļiņas un putekļus. Šī ir viena no labākajām aizsardzībā.

Arī sadzīves elektroierīces darbības laikā uz korpusa uzkrāj statiskos lādiņus. Ēkas kopējai zemējuma cilpai pieslēgtā potenciālu izlīdzināšanas sistēma paredzēta to ietekmes mazināšanai. Pat vienkārša akrila vanna vai veca čuguna konstrukcija ar tādu pašu ieliktni ir pakļauta statiskajai slodzei un ir jāaizsargā līdzīgi.

Kā aizsargāties pret statisko elektrību ražošanā

Faktori, kas samazina elektronisko iekārtu veiktspēju

Izlādes, kas rodas pusvadītāju materiālu ražošanas laikā, var radīt lielu kaitējumu, izjaukt ierīču elektriskās īpašības vai pat tās atspējot.

Ražošanas apstākļos izplūde var būt nejauša un atkarīga no vairākiem dažādiem faktoriem:

izveidotās jaudas vērtības;

enerģijas potencials;

kontaktu elektriskā pretestība;

pārejošu processu veids;

citi negadjumi.

Šajā gadījumā aptuveni desmit nanosekundes sākuma brīdī izlādes strāva palielinās līdz maksimumam un pēc tam samazinās 100–300 ns laikā.

Pusvadītāju ierīces statiskās izlādes raksturs caur operatora ķermeni ir parādīts attēlā.

Strāvas lielumu ietekmē: cilvēka uzkrātā lādiņa kapacitāte, viņa ķermeņa un kontaktu paliktņu pretestība.

Elektroiekārtu ražošanā statisko izlādi var izveidot bez operatora līdzdalības kontaktu veidošanās dēļ caur iezemētām virsmām.

Šajā gadījumā izlādes strāvu ietekmē ierīces korpusa uzkrātā uzlādes jauda un izveidoto kontaktu paliktņu pretestība. Šajā gadījumā pusvadītāju sākotnējā brīdī vienlaikus ietekmē inducētais augstsprieguma potenciāls un izlādes strāva.

Šādas sarežģītas ietekmes dēļ bojājumi var būt:

1) nepārprotami, ja elementu veiktspēja ir samazināta tiktāl, ka tie kļūst nelietojami;

2. slēpts - samazinot izejas parametrus, dažkārt pat iekļaujoties noteikto rūpnīcas specifikāciju robežās.

Otrā veida darbības traucējumus ir grūti noteikt: tie visbiežāk ietekmē veiktspējas zudumu darbības laikā.

Šāda augsta statiskā sprieguma radītā bojājuma piemērs ir parādīts strāvas-sprieguma raksturlielumu noviržu grafikos attiecībā pret diodi KD522D un integrālo shēmu BIS KR1005VI1.

Brūnā līnija zem numura 1 parāda pusvadītāju ierīču parametrus pirms testēšanas ar paaugstinātu spriegumu, un līknes ar skaitļiem 2 un 3 parāda to samazināšanos paaugstināta inducētā potenciāla ietekmē. 3. gadījumā tam ir lielāka ietekme.

Bojajumus var izraisit:

pārvērtēts inducētais spriegums, kas izlaužas cauri pusvadītāju ierīču dielektriskajam slānim vai pārkāpj kristāla struktūru;

augsts plūstošās strāvas blīvums, izraisot augstu temperatūru, izraisot materiālu kušanu un oksīda slāņa sadegšanu;

testi, elektriskā termiskā apmācība.

Slēptie bojājumi var neietekmēt veiktspēju uzreiz, bet pēc vairāku mēnešu vai pat gadu darbības.

Metodes, kā veikt aizsardzību pret statisko elektrību ražošanā

Atkarībā no rūpnieciskā aprīkojuma veida tiek izmantota viena no šīm darbspējas uzturēšanas metodēm vai to kombinācija:

1. elektrostatisko lādiņu veidošanās izslēgšana;

2. bloķēt viņu iekļūšanu darba vietā;

3. Ierīču un piederumu pretestības palielināšana pret izlādi.

Metode Nr.1 ​​un Nr.2 ļauj kompleksā aizsargāt lielu dažādu ierīču grupu, un Nr.3 tiek izmantota atsevišķām ierīcēm.

Iekārtas darbspējas uzturēšanas augstā efektivitāte tiek panākta, ievietojot to Faradeja būrī - telpā, kas no visām pusēm nožogota ar smalka acs metāla sietu, kas savienots ar zemes cilpu. Ārējie elektriskie lauki tajā neiekļūst, un tajā ir statiski magnētiskie lauki.

Ekranēti kabeļi darbojas saskaņā ar šo principu.

Statiskā aizsardzība tiek klasificēta pēc izpildes principiem:

fizikāli un mehāniski;

ķīmiskas vielas;

strukturali un tehnologiski.

Pirmās divas metodes ļauj novērst vai samazināt statisko lādiņu veidošanos un palielināt to plūsmas ātrumu. Trešais paņēmiens aizsargā ierīces no lādiņu ietekmes, taču tas neietekmē to aizplūšanu.

Jūs varat uzlabot izlāžu sakraušanu, veicot tālāk norādītās darbības.

kronēšanas izveidošana;

palielinot to materiālu vadītspēju, uz kuriem uzkrājas lādiņi.

Atrisiniet sos jautājumus:

gaisa jonizācija;

darba virsmu palielināšanās;

materiālu izvēle ar vislabāko tilpuma vadītspēju.

To ieviešanas dēļ tiek izveidotas iepriekš sagatavotas līnijas statisko lādiņu novadīšanai uz zemes cilpu, neļaujot tām nokļūt uz ierīču darba elementiem. Tajā pašā laikā tiek ņemts vērā, ka izveidotā ceļa kopējā elektriskā pretestība nedrīkst pārsniegt 10 omi.

Ja materiāliem ir augsta pretestība, tad aizsardzība tiek veikta citos veidos. Pretējā gadījumā uz virsmas sāk uzkrāties lādiņi, kas var izlādēties, saskaroties ar zemi.

Visaptverošas darba vietas elektrostatiskās aizsardzības piemērs operatoram, kas iesaistīts elektronisko ierīču apkopē un regulēšanā, ir parādīts attēlā.

Galda virsma ir savienota ar zemējuma cilpu caur savienojošo vadītāju un vadošu paklāju, izmantojot īpašus spailes. Operatore strādā speciālā apģērbā, valkā apavus ar vadošām zolēm un sēž uz krēsla ar speciālu sēdekli. Visi šie pasākumi ļauj kvalitatīvi noņemt uzkrātos lādiņus zemē.

Darba gaisa jonizatori regulē mitrumu, samazina statiskās elektrības potenciālu. Tos lietojot, tiek ņemts vērā, ka paaugstinātais ūdens tvaiku saturs gaisā nelabvēlīgi ietekmē cilvēka veselību. Tāpēc viņi cenšas to uzturēt aptuveni 40% līmenī.

Tāpat efektīvs veids var būt regulāra telpas vēdināšana vai ventilācijas sistēmas izmantošana tajā, kad gaiss iziet cauri filtriem, jonizējas un sajaucas, tādējādi nodrošinot radušāciju.netralizu.ne

Lai samazinātu cilvēka ķermeņa uzkrāto potenciālu, aproces var papildināt antistatisko apģērbu un apavu komplektu. Tie sastāv no vadošas sloksnes, kas ir piestiprināta pie rokas ar sprādzi. Pēdējais ir savienots ar zemējuma vadu.

Izmantojot šo metodi, strāva, kas plūst caur cilvēka ķermeni, ir ierobežota. Tās vērtība nedrīkst pārsniegt vienu miliampēru. Lielākas vērtības var izraisīt sāpes un elektriskās strāvas triecienu.

Lādiņa novadīšanas laikā zemē ir svarīgi nodrošināt tā aiziešanas ātrumu vienā sekundē. Šim nolūkam tiek izmantoti grīdas segumi ar zemu elektrisko pretestību.

Strādājot ar pusvadītāju platēm un elektroniskiem komponentiem, tiek nodrošināta arī aizsardzība pret statiskās elektrības radītiem bojājumiem:

elektronisko plates un bloku izeju piedu manevrēšana pārbaužu laikā;

izmantojot instrumentus un lodāmurus ar iezemētām darba galviņām.

Konteineri ar viegli uzliesmojošiem šķidrumiem, kas atrodas uz transportlīdzekļiem, ir iezemēti, izmantojot metāla ķēdi. Pat lidmašīnas fizelāža ir apgādāta ar metāla kabeļiem, kas nosēšanās laikā darbojas kā aizsardzība pret statisko elektrību.

Cilvēki pastāvīgi saskaras ar statisko elektrību vai drīzāk ar tās izpausmēm (savā dzīvoklī, automašīnā, darbā utt.). Tomēr ne daudzi no mums nopietni domāja par tā rašanās būtību, fizikālajām īpašībām, īpašībām, aizsardzības līdzekļiem pret statisko elektrību. Šis raksts ir veltīts, lai atrastu atbildes uz šiem jautājumiem.

Kas ir statiskā elektrība

Jebkuras vielas molekulai vai atomam līdzsvara stāvoklis ir normāls, t.i. pozitīvo (protonu) un negatīvo (elektronu) daļiņu skaits atomā ir vienāds. Bet vielas elektroni var viegli (dažādiem materiāliem dažādos veidos) pārvietoties no viena atoma uz otru, tādējādi veidojot atoma pozitīvu (trūkst elektronu) vai negatīvu (elektronu pārpalikumu) lādiņu. Tieši šī nelīdzsvarotība atomos un molekulās veido statisko elektrisko lauku. Šādi lauki ir nestabili un izlādējas pie pirmās izdevības.

GOST 17.1.018-79 “Statiskā electrība. Pēc būtības drošs" terminu "statiskā elektrība" interpretē kā brīvu elektrisko lādiņu spēju rasties, pastāvēt un atslābt pusvadītāju un dielektriķu tilpumā un uz virsmas.
Obligats statiskā lauka "pavadonis" ir sausais gaiss. Ja mitrums pārsniedz 80%, šādi lauki gandrīz nekad neveidojas. ūdens ir lielisks vadītājs un neļauj uz materiālu virsmas uzkrāties pārmērīgai elektrībai.

Statiskā lauka avoti un tā rašanās iemesli

Mēs visi atceramies no skolas fizikas kursa pieredzi ar ebonīta stieni vai plastmasas ķemmi un vilnas auduma gabalu. Pēc stieņa berzes ar audumu tas spēja piesaistīt smalki sagrieztus papīra gabalus.

Berze starp divām virsmām ir visizplatītākais statiskā lauka avots. Nav nepieciešams berzēt abus materiālus viens pret otru. Statisks lauks var rasties ar vienu kontaktu, piemēram, auduma lentes uztīšanas/attīšanas gadījumā.

Arī statiskā lauka ģenerēšanas avoti var būt:

• asas temperatūras izmaiņas;
• Augsts radiācijas līmenis.

Statiskais lauks var būt "pašiegūts" un "inducēts", t.i. saņemts no cita ļoti elektrificēta objekta bez tieša kontakta art to. Šo "piespiedu elektrifikācijas" metodi sauc par indukciju.

Mēs visi labi apzināmies elektrisko sprakšķēšanu, noņemot virsdrēbes vai "elektrošoku" no automašīnas virsbūves. Mēs novērojam un bieži piedzīvojam statiskās izlādes efektu, ķemmējot matus, griežot papīru, lejot benzīnu utt.

Priekšnoteikums statiskā elektriskā lauka ģenerēšanai ir magnētisko lauku klātbūtne. Tādējādi jākonstatē, ka bezmaksas maksas mūs ieskauj pastāvīgi. Taču cilvēkam ar to nepietiek un viņš ikdienā un darbā aktīvi izmanto ļoti daudz dažādu elektroierīču, tādējādi tikai palielinot kopējo vides “elektrisko intensitāti”.

Lietosanas joma

Elektrostatiskās ierīces un ierīces, kuru darbības princips balstījās uz berzi, nevarēja atstāt laboratorijas plauktus un klases, kur tās galvenokārt izmanto kā demonstrācijas materiālu.

Arī mēģinājumi izmantot statiskos laukus elektriskās strāvas ģenerēšanai nenesa lielus panākumus. Plašu pielietojumu neatrada arī Van der Graaff un Felici ģeneratori, kas radīti pagājušā gadsimta 30. un 40. gados, jo. šis aprīkojums bija diezgan apjomīgs.

Turklāt to ekspluatācija un uzturēšana bija ļoti dārga.

Ļoti noderīgs no rūpnieciskā lietojuma viedokļa bija koronaizlādes atklāšana, ko plaši izmanto dažādās nozarēs. Jo īpaši ar tās palīdzību ir iespējams attīrīt gāzes no dažādiem piemaisījumiem un uzklāt krāsu uz jebkuras konfigurācijas virsmas.

Problēmas, kas saistītas ar statisko elektrību

Mūsdienās daudz lielāka uzmanība tiek pievērsta problēmām, kas ir tiešas uzkrātā elektrostatiskā sprieguma sekas. Dažādas jaudas elektrošoki var skart cilvēku gan mājās, gan darbā.

Piemēram, džemperis, kas izgatavots no sintētiska auduma, berzes rezultātā ar krēsla atzveltni vai ar virsdrēbju materiālu spēj uzkrāties izlādes, kas, noņemot, “liks par sevi manīt”. Tas sit daudz jaudīgāk, kad pieskaras automašīnas virsbūvei, kas elektrizējas no berzes pret gaisu.

Jebkura elektriskā ierīce, vai tas būtu virtuves kombains, klēpjdators, datora monitors vai putekļu sūcējs, obligāti nes elektrostatisko lādiņu, kas “labprāt” nonāk cilvēkā saskarsmē. Šāda "pāreja" var radīt sāpes, var arī neizraisīt, taču cilvēka organismam tā noteikti ir kaitīga.

Zinātnieki jau sen ir pierādījuši, ka statiskās elektrības enerģijas iedarbība apdraud cilvēku veselību, jo īpaši sirds un asinsvadu un centrālo nervu sistēmu.

Aizsardziba

Iepriekš minētajā GOST ir detalizēti aplūkotas aizsardzības metodes pret statisko lauku ietekmi, no kurām vienkāršākā ir uzticams iekārtu zemējums.

Ko darīt, lai privātmājas telpas un ražošanas telpas pasargātu no statiskiem laukiem?

Video: kā atbrīvoties no statiskās elektrības.
https://www.youtube.com/watch?v=ls-hBlqJu9Y

Lai aizsargātu cilvēkus un augstas precizitātes iekārtas no statiskās elektrības ietekmes, ražošanā tiek izmantoti speciāli ekrāni un citas elektromehāniskās ierīces. Lai nomāktu elektrifikāciju šķidros polimēros, tiek izmantotas īpašas piedevas un šķīdinātāji. Plaši izmanto kā aizsardzību pret statisko elektrību ikdienā un dažādu antistatisko līdzekļu ražošanā.

Tās ir ķīmiskas vielas ar zemu molekulmasu, kas ļauj to molekulām viegli pārvietoties un papildus tam reaģē ar atmosfēras mitrumu. Šo īpašību kombinācija ļauj tiem izkliedēt statisko lauku perēkļus un noņemt cilvēka statisko stresu.

Statiskā elektrība ir bezmaksas lādiņa parādīšanās uz dielektriķu virsmām. Elektrostatiskā lauka rašanās rada lielu bīstamību ražošanas cikliem, kas saistīti ar degošām vielām, putekļiem, uzliesmojošiem tvaikiem. Šīs uzlādes var izraisīt elektronisko ierīču un ierīču darbības traucējumus. Aizsardzība pret statisko elektrību ir nepieciešama arī daudzu slimību profilaksei.

Statiskās elektrības būtība

Līdzsvara stāvoklī jebkuras vielas molekulām un atomiem ir vienāds pozitīvi un negatīvi lādētu daļiņu skaits. Negatīvi lādētas daļiņas, elektroni, var pārvietoties no viena atoma uz otru, tādējādi radot dažādus atomu lādiņus.

Ja parādās papildu elektrons, lādiņš ir negatīvs. Ja trūkst elektrona, tas ir pozitīvs. Šie lādiņi, kas ir nekustīgi kosmosā, rada elektrostatisko lauku. Tas notiek šādos gadījumos:

Irļoti bīstami pārvadāt benzīnu plastmasas kannās. Šķidruma berzēšana pret sienām rada statisku elektrību, kas var uzdzirksteļot un aizdedzināt benzīna tvaikus.

Elektrostatisko lauku izlādes laikā radušās dzirksteles var izraisīt ugunsgrēku putekļainās un gāzētās telpās.

Cilvēka briesmas

Nepieciešamība novērst apdraudējumus, kas saistīti ar elektrostatiskā lauka parādīšanos, pastāv gan ražošanā, gan ikdienas dzīvē. Aizsardzība pret statisko elektrību ražošanā ir obligāta, ja sprādzienbīstami un viegli uzliesmojoši ražošanas procesi. Saskaņā ar drošības noteikumiem ir nepieciešams aizsargāt darbiniekus uzņēmumos no elektriskās strāvas trieciena.

Elektrostatiskā lauka intensitāte ir zema un ar retu iedarbību nekaitē veselībai, bet tajā pašā laikā var rasties muskuļu reakcijas un krampji, kas novedīs pie negadījuma. Ilgstoša elektrostatisko lauku iedarbiba var ietekmēt sirds un asinsvadu sistēmas darbību. Elektrostatiskais lauks negatīvi ietekmē arī elektroniskās ierīces. Izlādes rezultātā tie bieži neizdodas.

Uzņēmuma aizsardzība

Statiskā elektrība un aizsardzība pret to ir jautājumi, kas tiek nopietni apsvērti, veidojot drošības noteikumus uzņēmumos. To ievērošanai vajadzētu aizsargāt personālu no elektriskās strāvas trieciena un novērst procesa traucējumus.

Ražošanā pielietotie pasākumi ir lauku veidošanās intensitātes samazināšana un lādiņa noņemšana. Lai samazinātu intensitāti, tiek izmantots:

• Uzliesmojošu gāzu un šķidrumu attīrīšana no piesārņojuma ar cietiem un šķidriem piemaisījumiem.
• Ja iespējams, atteikšanās no vielu smalcināšanas un izsmidzināšanas tehnoloģiskajā ciklā.
• Atbilstība projektētajam materiālu kustības ātrumam automaģistrālēs un aparātos.

Lai noņemtu lādiņu, ir nepieciešams iezemēt visas iekārtas metāla un elektrību vadošās daļas, metāla korpusus un cauruļvadus. Gan kustīgās ierīces, gan rotējošie elementi, kuriem nav pastāvīga kontakta ar zemi, ir jāiezemē. Dielektrisko materiālu vadītspējas palielināšanās arī veicina lādiņa noņemšanu. To panāk, izmantojot virsmaktīvās vielas, kas palielina dielektriķu vadītspēju. Gaisa mitruma uzturēšana vismaz 60-70% ir veiksmīga statiskās elektrības apkarošanas metode.

Neitralizatorus izmanto, ja ar tehnoloģiskiem pasākumiem nepietiek. Šīs ierīces izmanto, lai neitralizētu virsmu elektriskie lādiņi ar dažādu zīmju joniem. Gaisa jonizēšanai ar augstsprieguma elektrisko lauku izmanto indukcijas un augstsprieguma neitralizatorus.

Lai neitralizētu lādiņus sprādzienbīstamās telpās, veiksmīgi tiek izmantoti radioizotopu neitralizatori. Jonizācija notiek aktīva α vai β starojuma dēļ.

Atsevišķas aizsardzības metodes ir īpaši apavi un apģērbs.

Mājas un dzīvokļa drošības nodrošināšana

Uzkrājas bezmaksas elektriskais lādiņš: gumijas apavi, sintētiskais apģērbs, linolejs un plastmasa, paklāji, dzelzsbetona sienas. Lai aizsargātu dzīvojamās telpas, pirmkārt, ir jānodrošina, lai gaisa mitrums nebūtu mazāks par 60%.

Ir liels mitrinātāju klāsts, kas var atrisināt šo problēmu. Gaisa jonizatorus izmanto, lai neitralizētu elektrostatiskos lādiņus. Noteikumi aizsardzībai pret statisko elektrību:

• Izmantošana dzīvojamās telpās zemējums un elektrisko vadu zemējums.
• Atbrīvojieties no putekļiem, nepieļaujiet to uzkrāšanos uz paklājiem.
• Ievērojiet elektrodrošības noteikumus.
• Apstrādājiet sintētisko apģērbu ar antistatisku līdzekli.

Aizsardzība pret bezmaksas elektriskajiem lādiņiem palīdzēs saglabāt veselību, izvairīties no sprādzieniem un ugunsgrēkiem, uzlabos tehnoloģisko ierīču un elektronisko ierīču darbību. Šie pasākumi ir ļoti svarīgi gan katra mājokļa aizsardzībai, gan darbinieku drošībai un apstākļu uzlabošanai darba vietā.

11. lekcija

Dielektrisko materiālu un organisko savienojumu (polimēru, papīra, cieto un šķidro ogļūdeņražu, naftas produktu u.c.) plašo izmantošanu visās saimnieciskās darbības jomās neizbēgami pavada statiskās elektrības lādiņu veidošanās, kas ne tikai apgrūtina tehnoloģiskos procesus, bet arī bieži izraisa ugunsgrēkus un sprādzienus, radot lielus materiālos zaudējumus. Bieži vien tas noved pie cilvēku nāves.

Statiskā electrība- tas ir parādību kopums, kas saistīts ar brīva elektriskā lādiņa rašanos, saglabāšanos un atslābināšanu uz virsmas vai dielektriķu tilpumā, vai uz izolētiem vadītājiem (GOST 12.1.018). Lādiņu veidošanās un uzkrāšanās uz apstrādātā materiāla ir saistīta ar šādiem diviem nosacījumiem:

♦ virsmas kontakta esamība, kā rezultātā veidojas dubultā elektriskā kārta, rašanās

kas ir saistīta ar elektronu pāreju elementārajos donora-acceptora notikumos uz saskares virsmas. Lādiņa zīme nosaka virsmas materiāla nevienlīdzīgo afinitāti pret elektronu;

♦ vismaz vienai no saskares virsmām jābūt izgatavotai no dielektriska materiāla.

Lādiņi paliks uz virsmām pēc kontakta pārtraukšanas tikai tad, ja kontakta iznīcināšanas laiks ir mazāks par lādiņa relaksācijas laiku. Pēdējais lielā mērā nosaka lādiņu lielumu uz atdalītajām virsmām.

Jaukta uzlāde tiek novērota, kad elektrificētais materiāls nonāk jebkurā no zemes izolētā tvertnē. Ar šādu iekraušanas veidu visbiežāk nākas saskarties, lejot traukos degošus šķidrumus, piegādājot gumijas līmes, audumus, plēves mobilajiem konteineriem, ratiņiem u.c. Statiskās elektrības lādiņu veidošanās šķidram ķermenim saskaroties ar cietu vai vienam cietam ķermenim ar citu lielā mērā ir atkarīga no berzes virsmu saskares blīvuma; to fiziskais stāvoklis, ātrums un berzes koeficients, spiediens saskares zonā, vides mikroklimats, ārējo elektrisko lauku klātbūtne u.c.

Statiskās elektrības lādiņi var uzkrāties arī uz cilvēka ķermeņa (darba laikā vai saskarē ar elektrificētiem materiāliem un izstrādājumiem). Cilvēka audu augstā virsmas pretestība apgrūtina lādiņu plūsmu, un cilvēks ilgstoši var būt zem liela potenciāla.

Galvenās briesmas dažādu materiālu elektrizācijā ir dzirksteļaizlādes iespēja gan no elektrificētas dielektriskas virsmas, gan izolēta vadoša objekta.

Līdztekus ugunsbīstamībai statiskā elektrība apdraud strādniekus.

Viegli "šāvieni", strādājot ar ļoti elektrificētiem materiāliem, kaitīgi ietekmē strādnieku psihi un noteiktās situācijās var veicināt procesa iekārtu traumas. Spēcīgas dzirksteles, piemēram, pildot granulētus materiālus, var izraisīt sāpes. Statiskās elektrības izraisītas nepatīkamas sajūtas var izraisīt neirastēniju, galvassāpes, sliktu miegu, aizkaitināmību, tirpšanu sirds rajonā u.c. Turklāt, pastāvīgi ejot cauri cilvēka ķermenim nelielām elektrifikācijas strāvām, ir iespējamas nelabvēlīgas fizioloģiskas izmaiņas organismā, kas izraisa arodslimības. Paaugstinātas intensitātes elektrostatiskā lauka sistemātiska ietekme var izraisīt funkcionālas izmaiņas centrālajā nervu, sirds un asinsvadu un citās ķermeņa sistēmās.

Mākslīgo vai sintētisko audumu izmantošana apģērbam arī noved pie statiskās elektrības uzkrāšanās uz cilvēka. GOST 29191 (IEC 801-2-91) Tāpēc strāva, kas plūst cauri cilvēka ķermenim, kas ģērbies no sintētiska auduma uzvalkā vai halātā, var sasniegt 3 μA. Pieskaroties iezemētām darba vietas zonām vai neuzlādētam ķermenim, rodas dzirksteles izlāde ar strāvas stiprumu līdz 30 A.

Statiskā elektrība lielā mērā ietekmē arī materiālu ražošanas un apstrādes tehnoloģisko procesu gaitu un produkcijas kvalitāti. Pie augsta lādiņa blīvuma var rasties plānu polimēru plēvju elektriskais sadalījums elektrotehnikas un radiotehnikas vajadzībām, kā rezultātā saražotie izstrādājumi tiek noraidīti. Īpaši kaitīga ir putekļu pielipšana plastmasas plēvēm, ko izraisa elektrostatiskā pievilcība.

Elektrizācija apgrūtina tādus procesus kā sijāšana, žāvēšana, pneimatiskais transports, drukāšana, polimēru, dielektrisko šķidrumu transportēšana, sintētisko šķiedru, plēvju u.c. veidošana, smalko materiālu automātiska dozēšana, jo tie pielīp pie procesa iekārtu sienām un salīp kopā.

GOST 12.1.045 and SanPiN 11-16-94.

Aizsarglīdzekļi pret statisko elektrību jāizmanto visās sprādzienbīstamās un ugunsbīstamās telpās un atklātu iekārtu zonās, kas saskaņā ar PUE klasifikāciju klasificētas BI, B-Ia, B-I6, V-1g, V-P, V-Tsa, P-I klasēs, PP.

Organizējot ražošanu, jāizvairās no procesiem, ko pavada intensīva statiskās elektrības lādiņu ģenerēšana. Lai to izdarītu, ir pareizi jāizvēlas vielu, materiālu, ierīču berzes virsmas un kustības ātrums, jāizvairās no šļakatām, drupināšanas, izsmidzināšanas procesiem, jāattīra degošās gāzesīt un šķidie

Efektīva metode statiskās elektroenerģijas ražošanas intensitātes samazināšanai ir kontaktu pāra methodode. Lielākā daļa konstrukcijas materiālu dielektriskās konstantes izteiksmē atrodas triboelektriskās sērijas tādā secībā, ka jebkurš no tiem, saskaroties ar nākamo materiālu pēc kārtas, iegūst negatīvu lādiņu un ar iepriekšējo – pozitīvu. Tajā pašā laikā, palielinoties attālumam pēc kārtas starp diviem materiāliem, palielinās starp tiem radušās lādiņa absolūtā vērtība.

Lai nepieļautu statiskās elektrības uzkrāšanos uz iekārtu virsmām, apstrādājamiem materiāliem, kā arī uz degmaisījumu korpusa, kas darbojas virs minimālās aizdegšanās enerģijas, nepieciešams, ņemot vērā ražošanas specifiku, nodrošināt plūsmu. lādiņiem no uzlādētiem objektiem.

Saskaņā ar GOST 12.4.124 tas tiek panākts, izmantojot kolektīvos un individuālos aizsardzības līdzekļus.

Kolektīvās aizsardzības līdzekļi pret statisko elektrību pēc darbības principa tiek iedalīti šādos veidos: zemējuma ierīces, neitralizatori, mitrināšanas ierīces, pretelektrostatiskās vielas, ekranēšana ces.

zemējums attiecas uz galvenajām aizsardzības metodēm pret statisko elektrību un ir apzināts elektriskais savienojums ar zemi vai tai ekvivalentu metāla strāvu nevadošo daļu, kas var tikt pieslēgtas strāvai. Tas ir vienkāršākais, bet nepieciešamais aizsardzības līdzeklis, jo dzirksteļizlādes enerģija no vadošiem nezemētiem tehnoloģisko iekārtu elementiem ir daudzkārt lielāka nekā dielektriķu izlādes enerģija.

Zemējuma ierīces pretestības vērtība, kas paredzēta tikai aizsardzībai pret statisko elektrību, nedrīkst pārsniegt 100 omi.

Īpaša uzmanība jāpievērš mobilo objektu vai rotējošo iekārtu zemēšanai, kam nav pastāvīga kontakta ar zemi. Piemēram, mobilās tvertnes, kurās ielej vai ielej elektrificētos materiālus, pirms iepildīšanas jāuzstāda uz iezemētām pamatnēm vai jāsavieno ar zemējuma elektrodu ar specialu vadītājušatv lœ

Uzlādes neitralizācija statiskā elektrība tiek ražota gadījumos, kad ar tehnoloģiskiem un citem līdzekļiem nav iespējams samazināt tās veidošanās intensitāti.

Dažos gadījumos tā lietošana ir efektīva staru neutralizatori statiskā elektrība, kas nodrošina materiāla vai vides jonizāciju ultravioletā, lāzera, termiskā, elektromagnētiskā un cita veida starojuma ietekmē.

Statiskās elektrības lādiņu noņemšana, samazinot īpatnējo un virsmas elektrisko pretestību, tiek izmantota gadījumos, kad iekārtas zemējums neaizkavē lādiņu uzkrāšanos līdz drošai vērtībai.

Lai samazinātu dielektriķu īpatnējo virsmas elektrisko pretestību, ir iespējams paaugstināt gaisa relatīvo mitrumu līdz 65-70%, ja tas ir pieļaujams atbilstoši ražošanas apstākļiem. Šim nolūkam tiek izmantota vispārēja vai lokāla gaisa mitrināšana telpā, pastāvīgi uzraugot tā relatīvo mitrumu. Šādā gadījumā uz cieto materiālu virsmas veidojas elektrību vadoša ūdens plēve, pa kuru uz iezemētām tehnoloģiskajām iekārtām tiek izvadīti statiskās elektrības lādiņi.

Lai samazinātu īpatnējo tilpuma elektrisko pretestību, dielektriskos šķidrumus un polimēru šķīdumus (līmes) papildina ar dažādām šķīstošām. antielektrostatiskas piedevas (antistatiski), jo īpaši augstāko karbonskābju, naftēnskābju un sintētisko taukskābju mainīgas valences metālu sāļi. Šādas piedevas ietver Sigbol, ASP-1, ASP-2, kā arī piedevas, kuru pamatā ir hroms, kobalts, vara oleāti, šo metālu naftenāti, hroma sāļi utt. Ārzemēs vislielāko pielietojumu ir atradušas Ekko un Shell izstrādātās piedevas (ASA-3 piedeva).

Lai to izdarītu, izmantojiet elektriski vadošas grīdas, kas izgatavotas no materiāliem, kuru īpatnējā tilpuma elektriskā pretestība nedrīkst būt lielāka par 10 6 Ohm × m. Pie nevadošajiem pārklājumiem pieder asfalts, gumija, linolejs u.c. Zemētas sastatnes un darba platformas, durvju rokturi, kāpņu margas, instrumentu rokturi, mašīnas, mehānismi, ierīces ir papildu līdzekļi lādiņu noņemšanai no cilvēka ķermeņa.

Individual aizsardzības līdzekļi pret statisko elektrību ietver īpašus elektrostatiskos apavus un apģērbu. Šāda apģērba ražošanai jāizmanto materiāli ar īpatnējo virsmas elektrisko pretestību, kas nepārsniedz 10 7 Ohm × m, un elektriskajai pretestībai starp antielektrostatiskā apģērba vadošo elementu un zemi jābūt 6 Elektriskai pretestībai starp vilces gultni un apavu zoles gaitas pusi jābūt no 10 6 līdz 10 8 omi.

Dažos gadījumos nepārtrauktu statiskās elektrības izlādi no cilvēka rokām var veikt, izmantojot īpašas iezemētas aproces un gredzenus. Tajā pašā laikā tiem jānodrošina elektriskā pretestība cilvēka un zemes ķēdē no 10 6 līdz 10 7 omiem un roku kustības brīvībai.

Aizsardzība pret elektromagnētiskajiem laukiem (EMF)

Ražošanā plaši tiek izmantoti radiofrekvenču un rūpniecisko frekvenču elektromagnētiskie lauki, pastāvīgie magnētiskie un elektrostatiskie lauki, kuru bīstamību pastiprina tas, ka tie netiek uztverti ar maņām. Tos izmanto metāla karsēšanai kausēšanas un kalšanas laikā, vielas plazmas stāvokļa iegūšanai, dažādu materiālu termiskās apstrādes laikā, radiotehnikā un elektroniskajās ierīcēs. EML ietekmes pakāpi un raksturu uz cilvēka ķermeni nosaka enerģijas plūsmas blīvums, starojuma biežums, iedarbības ilgums, ekspozīcijas režīmi (nepārtraukta, ilgstoša), apstarotās ķermeņa virsmas lielums, ķermeņa individuālās īpašības, kombinēta darbība kopā ar citiem kaitīgiem ražošanas vides faktoriem (paaugstināta apkārtējās vides temperatūra , rentgenstaru klātbūtne, troksnis utt.).

EML zonā cilvēks ir pakļauts termiskai un bioloģiskai iedarbībai: var novērot pārkaršanu, acu apstarošanu, funkcionālas izmaiņas centrālajā nervu un sirds un asinsvadu sistēmā (galvassāpes, nogurums, veselības pasliktināšanās, neiropsihiski traucējumi u.c.) trofikas traucējumi: svara zudums, matu izkrišana, trausli nagi, izmaiņas asinīs.

Aizsardzības līdzekļi un metodes: radiācijas parametru samazināšana tieši pašā starojuma avotā, starojuma avotu ekranēšana, darba vietas ekranēšana, personāla uzturēšanās laika ierobežošana EML pārklājuma zonā, attāluma palielināšana starp starojuma avotu un darba vietu , brīdinājuma signalizāciju lietošana, individuālo aizsardzības līdzekļu lietošana utt.

Uz dielektriskiem materiāliem pēc to berzes savā starpā vai pret metāla priekšmetiem veidojas paaugstināta blīvuma elektriskie lādiņi. Tādējādi rodas statiskā elektrība, pret kuru noteikti ir nepieciešami aizsardzības pasākumi. Pirmkārt, tas ir saistīts ar lēnu lādiņa izzušanu, jo dielektriķiem ir ārkārtīgi zema elektriskā vadītspēja.

Statiskās elektrības izskats un briesmas

Elektrifikācijas cēlonis var būt arī indukcija. Uz metāla virsmas parādās elektriskais lādiņš ar pretēju vērtību, kura blīvums ir vienāds visās vietās. Šīs parādības rašanās apstākļi var būtļoti dažādi. Bieži iemesls ir sūknētais šķidrums, kas pārvietojas pa cauruļvadiem vai krītošas ​​strūklas veidā. Tādu pašu efektu dod saspiestās vai sašķidrinātās gāzes, siksnu piedziņas darbība, organisko un polimēru materiālu slīpēšana un apstrāde.

Dielektrisko materiālu elektrifikācija bieži sasniedz potenciālu starpību ar augstu spriegumu. Piemēram, benzīna sūknēšanas procesā pa cauruļvadu ar izolētu sekciju elektriskie potenciāli var svārstīties no 1460 līdz 14600 voltiem.

Nopietns apdraudējums ir statiskās elektrības uzkrāšanās. Šādos gadījumos bieži izpaužas spēcīga dzirksteles izlāde. Izdalītā dzirksteles enerģija ar vērtību 0.01 J jau spēj izraisīt ugunsgrēku un sprādzienu. 300 voltu spriegums rada gaisa dzirksteles izlādi. Savlaicīga īpašu pasākumu veikšana palīdz novērst elektriskās izlādes sekas.

Aizsardzības pasākumi pret statisko elektrību

Lai izlīdzinātu potenciālus un novērstu dzirksteļu rašanos, visi cauruļvadi, kas atrodas paralēli, mazāk nekā 100 mm attālumā, tiek savienoti ar džemperiem ik pēc 20-25 metriem. Cauruļvadiem un iekārtu sistēmām jābūt iezemētām vismaz divās vietās. Zemējuma esamības pārbaude tiek veikta, izmantojot testeri vai reizi 6 mēnešos un pēc remontdarbiem.

Naftas produktu iekraušanas, sūknēšanas un transportēšanas laikā radušās elektrostatiskās izlādes tiek noņemtas ar metāla savienojumu starp sūkņiem, cauruļvadiem, tvertnēm un citām ierīcēm. Ja dielektriskie šķidrumi izplūst traukos, kas izgatavoti no stikla un citiem izolācijas materiāliem, ir jāizmanto piltuves, kas izgatavotas no elektrību vadošiem materiāliem. Tie ir iezemēti un ar vara kabeļiem savienoti ar padeves šļūtenēm. Katrai piltuvei jāsasniedz trauka dibens. Ja tas nav iespējams, tad caur piltuvi tiek izvadīts iezemēts kabelis, kas sniedzas līdz apakšai, pa kuru plūst šķidrums.

Jāatceras, ka maksimālā elektrifikācija notiek caurulēs, kuru materiāls ir maigs tērauds. Nelīdzenas virsmas klātbūtnē parādās statiskā elektrība, aizsardzība pret kuru ir novērst šķidruma turbulenci, kas rodas kustības laikā. Lai palielinātu elektrifikāciju, ir nepieciešami vislabvēlīgākie apstākļi, kas rodas noteiktās vietās. Vietas ar mazāk piemērotiem apstākļiem veicina elektrificētā šķidruma lādiņu zudumu vai saglabāšanu tajā pašā līmenī.

Uzpildot, iekrausanas caurulei ir jāsasniedz konteinera dibens. Uzpildes atverei jābūt ar lielu šķērsgriezumu, lai strūkla nevarētu saskarties ar ielejamā šķidruma sienām un virsmu. Ja šos nosacījumus nevar izpildīt, ir nepieciešams pēc iespējas samazināt iekraušanas ātrumu, palielinot to līdz 0.5-0.7 m/s. Veiktie pasākumi nodrošinās iespēju izvairīties no nepatīkamām sekām.