Статическое электричество

Статическое электричество — это совокупность явлений, свя­занных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектриче­ских и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Постоянное электростати­ческое поле (ЭСП) — это поле неподвижных электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Возник­новение зарядов статического электричества происходит при де­формации, дроблении (разбрызгивании) веществ, относительном перемещении двух находящихся в контакте тел, слоев жидких и сыпучих материалов, при интенсивном перемешивании, кристал­лизации, а также вследствие индукции. Электростатические поля создаются в энергетических установках и при электротехнологических процессах. В зависимости от источников образования они могут существовать в виде собствен­но электростатического поля неподвижных зарядов или стационарного электрического поля постоянного тока.

ЭСП характеризуется величиной напряженности (Е), определяемой от­ношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине этого заряда. Единицей измерения напряжен­ности ЭСП является вольт на метр (В/м). Напряженность ЭСП, создаваемая точечным зарядом, убывает обратно пропорциональ­но квадрату расстояния.

Уровни напряженности ЭСП образующиеся при различных производственных процессах достигают следующих значений: на прядильном и ткацком оборудовании 20-60 кВ/м, сушильных и приточных машинах 120-160 кВ/м, при производстве пластических материалов 240-250 кВ/м, при изготовлении гибких грампластинок в момент выхода из-под штампа 16-280 кВ/м, в процессе обработки пластмассовых застежек "молний" 240 кВ/м.

В быту электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70%) создают паласы, накидки, занавески и т.д.

Воздействие электростатического поля — статического электричества — на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т. д.

Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью неустойчивостью показателей пульсации артериального давления.

Нормирование уровней напряженности ЭСП осуществляют в соответствии с ГОСТом 12.1.045-84 "Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля" в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности поля Е_пред равен 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется. В диапазоне напряженности 20...60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты определяется:

где Е_факт — фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

Применение средств защиты работающих обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превышают 60 кВ/м.

При выборе средств зашиты от статического электричества (экранирование источника поля или рабочего места, применение нейтрализаторов статического электричества, ограничение вре­мени работы и др.) должны учитываться особенности техноло­гических процессов, физико-химические свойства обрабатывае­мого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных меро­приятий.

Одним из распространенных средств защиты от статическо­го электричества является уменьшение генерации электростати­ческих зарядов или их отвод с наэлектризованного материала, что достигается: — заземлением металлических и электропро­водных элементов оборудования, — увеличением поверхностей и объемной проводимости диэлектриков; — установкой нейтрали­заторов статического электричества.

Заземление проводится независимо от использования других методов защиты.

Более эффективным средством защиты является увеличение влажности воздуха до 65-75%, когда это возможно по условиям технологического процесса.

В качестве индивидуальных средств могут приме­няться антистатическая обувь, антистатический халат, зазем­ляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечи­вающие электростатическое заземление тела человека.