Опасность статического электричества

Опасность статического электричества рассматривают в трех аспектах:

А) искровые разряды статического электричества могут привести к взрыву и пожару;

Б) Электростатическое поле и искровые разряды оказывают вредное воздействие на человека;

В) Статическое электричество может негативно влиять на технологический процесс, выбывая брак продукции, снижая производительность оборудования, создавая помехи в работе радиоэлектронной аппаратуры.

Искровые разряды составляют главную опасность статического электричества. Они возникают в тех случаях, когда напряженность электростатического поля достигает или превышает электрическую прочность диэлектрика (для воздуха 30 кВ/см). При определенном значении энергии искры могут воспламеняться парогазовоздушные или горючие пылевоздушные смеси, имеющие место в окружающем пространстве. Такое состояние объекта считается электростатически искроопасным. По ГОСТ 12.1.018-93 электростатическая искроопасность - это возможность возникновения в объекте или на его поверхности разрядов статического электричества, способных зажечь объект, окружающую или проникающую в него среду.

Для воспламенения многих газо- и паровоздушных горючих смесей требуется энергия искры 0,2-0,5 мДж; энергия воспламенения пылевоздушных смесей на один-два порядка больше. Практически при напряжении 3 кВ от искрового разряда могут воспламеняться почти все газо- и паровоздушные смеси, а при 5 кВ - большая часть пылевоздушных смесей.

Разряды статического электричества на производствах, где образуются или используются взрывоопасные горючие смеси, стали причиной многочисленных взрывов и пожаров со значительным материальным ущербом и травматизмом. Во избежание взрыва и пожара необходимо добиваться электростатической искробезопасности объекта. По ГОСТ 12.1.018-93 это состояние объекта, при котором исключается возможность возникновения пожара или взрыва от разрядов статического электричества.

Электростатическая искробезопасность объекта достигается при выполнении соотношения:

W<k*W_min (5)

где W - максимальная энергия разрядов, которые могут возникнуть внутри объекта или с его поверхности, Дж;

k - коэффициент безопасности, выбираемый из условий допустимой (безопасной) вероятности зажигания; в случае невозможности определения вероятности его принимают равным 0,4;

W_min - минимальная энергия зажигания веществ и материалов, Дж.

Как видно из (5), безопасность обеспечивается: снижением искроопасности (уменьшением W) и/или снижением чувствительности объекта к зажигающему действию статических разрядов (увеличением W_min). В то же время многие технологические процессы и операции противоречат соотношению (5). Так легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛВЖ и ГЖ) с одной стороны, являются диэлектриками, что способствует интенсивной электризации (увеличению W), а с другой стороны, являются взрывопожароопасными веществами, утечки которых из аппаратов и трубопроводов образуют горючие смеси в опасных концентрациях (W_min уменьшается). Другой пример: наполнение емкости нефтепродуктами свободно падающей струёй приводит к их разбрызгиванию и перемешиванию, что увеличивает скорость испарения жидкости и образование опасных концентраций паров (уменьшается W_min) и одновременно увеличивается интенсивность электризации (увеличивается W).

Заряды статического электричества могут накапливаться на людях. Это происходит при контактировании с материалами и изделиями, обладающими высокими диэлектрическими свойствами (синтетические полы, ковровые дорожки; обувь с неэлектропроводящими подошвами; одежда и белье из шерсти, шелка, искусственного волокна). В этих условиях потенциал тела человека, изолированного от земли, может достигать 15 кВ и более. При контакте наэлектризованного человека с заземленным предметом возникает искровой разряд, которой во взрывоопасной среде может вызывать взрыв и пожар.

Для человека искровой разряд непосредственной опасности не представляет, так как разрядный ток составляет ничтожно малую величину. В зависимости от величины накопленного потенциала искровой разряд ощущается человеком как легкий укол (при 5...7кВ), острый укол (при 7...12кВ), лёгкая судорога (при 12...25 кВ), средняя судорога (при 25...35кВ), острая судорога (при 35...40кВ). Укол или судорога могут вызвать резкие рефлекторные движения и, как следствие, падение с высоты, попадание в опасную зону оборудования и пр. Постоянное ощущение уколов или судорог раздражает нервную систему человека, создаёт психологический дискомфорт, снижает работоспособность.

Кроме искровых разрядов, на человека вредное воздействие оказывает электростатическое поле, вызывая функциональные изменения со стороны нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма. Это выражается в ухудшении общего самочувствия, головных болях, болях в области сердца. Кроме того, пыль и вредные вещества, приобретая заряд в электрическом поле, легче проникают в организм. Степень негативного воздействия электростатического поля на человека зависит от напряжённости поля и длительности пребывания в нём человека. В связи с этим указанные параметры нормируются в соответствии с ГОСТ 12.1.045-84 «ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля», а также с СН 1757-77 «Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряжённости электростатического поля»

Поиск по сайту: