4.9 Статическое электричество
93
онная электролизация электропроводящих объектов. Например, на металлических предметах (автомобиль и т. п.), изолированных от земли, в сухую погоду под дей- ствием электрического поля высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды.
На экранах мониторов и телевизоров положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электронно-лучевой трубкой.
В радиоэлектронной промышленности статическое электричество образуется при изготовлении, испытании, транспортировке и хранении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, в помещениях вычислительных центров, на участках множительной техники, а также в ряде других процессов, где применя- ются диэлектрические материалы, являясь побочным нежелательным фактором.
В химической промышленности при производстве пластических материалов и изделий из них также происходит образование электростатических зарядов и по- лей напряженностью 240 — 250 кВ/м.
При прикосновении человека к предмету, несущему электрический заряд, про- исходит разряд последнего через тело человека. Величины возникающих при раз- рядке токов небольшие, и они очень кратковременны. Поэтому электротравм не возникает. Однако разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение челове- ка, что в ряде случаев может привести к резкому движению, падению человека с высоты.
Кроме того, при образовании заряда с большим электрическим потенциалом вокруг него создается электрическое поле повышенной напряженности, которое вредно для человека. При длительном пребывании человека в таком поле наблю- даются функциональные изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и других системах.
У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встре- чаются разнообразные жалобы на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повы- шенной эмоциональной возбудимостью.
Установлено также благотворное влияние на самочувствие снятия избыточного электростатического заряда с тела человека (заземление, хождение босиком).
Наибольшая опасность электростатических зарядов заключается в том, что ис- кровой разряд может обладать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникающая при разрядке электростатических зарядов, является частой причиной пожаров и взрывов.
Так, удаление из помещения пыли из диэлектрического материала с помощью вытяжной вентиляции может привести к накоплению в газоходах электростатиче- ских зарядов и отложений пыли. Появление искрового разряда в этом случае может привести к воспламенению или взрыву пыли. Известны случаи очень серьезных аварий на предприятиях в результате взрывов в системах вентиляции.
При перевозке легковоспламеняющихся жидкостей, при их перекачке по тру- бопроводам, сливе из цистерны или за счет плескания жидкости накапливаются электростатические заряды, и может возникнуть искра, которая воспламенит жидкость.
Наибольшую опасность статическое электричество представляет на производ- стве и на транспорте, особенно при наличии пожаро-взрывоопасных смесей, пылей и паров легковоспламеняющихся жидкостей.
94
1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 25
Глава 4. Безопасность жизнедеятельности и производственная средаВ бытовых условиях (например, при хождении по ковру) накапливаются не- большие заряды, и энергии возникших искровых разрядов недостаточно для ини- циирования пожара в обычных условиях быта.Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены в ГОСТ 12.1.045-84 «ССБТ. Электростатические по- ля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к прове- дению контроля».Допустимые уровни напряженности полей зависят от времени пребывания на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности электростатиче- ских полей равен 60 кВ/м в 1 ч.Применение средств защиты работающих обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превышают 60 кВ/м.При выборе средств защиты от статического электричества должны учитывать- ся особенности технологических процессов, физико-химические свойства обраба- тываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифферен- цированный подход при разработке защитных мероприятий.Защита от статического электричества осуществляется двумя путями: уменьшением интенсивности образования электрических зарядов; устранением образовавшихся зарядов статического электричества.Уменьшение интенсивности образования электрических зарядов достигается за счет снижения скорости и силы трения, различия в диэлектрических свойствах материалов и повышения их электропроводимости. Уменьшение силы трения до- стигается смазкой, снижением шероховатости и площади контакта взаимодейству- ющих поверхностей. Скорости трения ограничивают за счет снижения скоростей обработки и транспортировки материалов.ПримерТак как заряды статического электричества образуются при плескании, рас- пылении и разбрызгивании диэлектрических жидкостей, желательно эти процес- сы устранять или, по крайней мере, ограничивать. Например, наполнение диэлек- трическими жидкостями резервуаров свободно падающей стру¨ей не допускается.Сливной шланг необходимо опустить под уровень жидкости или, в крайнем слу- чае, струю направить вдоль стенки, чтобы не было брызг.Поскольку интенсивность образования зарядов тем выше, чем меньше элек- тропроводность материала, то желательно применять по возможности материалы с большей электропроводностью или повышать их электропроводность путем вве- дения электропроводных (антистатических) присадок. Так, для покрытия полов
нужно использовать антистатический линолеум, желательно периодически про- водить антистатическую обработку ковров, ковровых материалов, синтетических тканей и материалов с использованием препаратов бытовой химии.
4.9 Статическое электричество
95
Соприкасающиеся предметы и вещества предпочтительнее изготовлять из од- ного и того же материала, так как в этом случае не будет происходить контактной электролизации. Например, полиэтиленовый порошок желательно хранить в поли- этиленовых бочках, а пересыпать и транспортировать по полиэтиленовым шлангам и трубопроводам. Если сделать это не представляется возможным, то применяют материалы, близкие по своим диэлектрическим свойствам. Например, электриза- ция в паре фторопласт-полиэтилен меньше, нежели в паре фторопласт-эбонит.
Таким образом, для защиты от статического электричества необходимо при- менять слабоэлектризующиеся или неэлектризующиеся материалы, устранять или ограничивать трение, распыление, разбрызгивание, плескание диэлектрических жидкостей.
Устранение зарядов статического электричества достигается, прежде всего, за- землением корпусов оборудования. Заземление для отвода статического электри- чества можно объединять с защитным заземлением электрооборудования. Если заземление используется только для снятия статического электричества, то его электрическое сопротивление может быть существенно больше, чем для защит- ного сопротивления электрооборудования (до 100 Ом). Достаточно даже тонкого провода, чтобы электрические заряды постоянно стекали в землю.
Пример
Для снятия статического электричества с кузова автомобиля применяют элек- тропроводную полоску — «антистатик», прикрепленную к днищу автомобиля. Если при выходе из автомобиля вы заметили, что кузов «искрит», разрядите кузов, при- коснувшись к нему металлическим предметом, например ключом зажигания. Для человека это не опасно.
Самолеты снабжены металлическими тросиками, закрепленными на шасси и днищах фюзеляжа, что позволяет при посадке снимать с корпуса статические заряды, образовавшиеся в полете.
Для снятия электрических зарядов заземляются защитные экраны мониторов компьютеров. Бензозаправщики снабжаются заземлителями в виде цепей, посто- янно контактирующих с землей при движении автомобиля. При сливе бензина в цистерны на бензозаправочной станции автомобиль-заправщик и система слива бензина обязательно заземляются дополнительно.
Влажный воздух имеет достаточную электропроводность, чтобы образующи- еся электрические заряды стекали через него. Поэтому во влажной воздушной среде электростатических зарядов практически не образуется, и увлажнение воз- духа является одним из наиболее простых и распространенных методов борьбы со статическим электричеством.
96
Глава 4. Безопасность жизнедеятельности и производственная среда
Пример
Еще один распространенный метод устранения электростатических зарядов —
ионизация воздуха. Образующиеся при работе ионизатора ионы нейтрализуют за- ряды статического электричества. Таким образом, бытовые ионизаторы воздуха не только улучшают аэроионный состав воздушной среды в помещении, но и устраня- ют электростатические заряды, образующиеся в сухой воздушной среде на коврах,
ковровых синтетических покрытиях, одежде. На производстве используют специ- альные мощные ионизаторы воздуха различных конструкций, но наиболее распро- странены электрические ионизаторы.
В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатиче- ская обувь, антистатические халаты, заземляющие браслеты для защиты рук и дру- гие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека.
Статическое электричество — это совокупность явлений, свя-
занных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного
электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектриче-
ских и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на
изолированных проводниках.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Возникновение зарядов статического электричества происходит при деформа- ции, дроблении веществ, относительном перемещении двух находящихся в кон- такте тел, слоев жидких и сыпучих материалов, при интенсивном перемешивании,
кристаллизации, а также вследствие индукции.
Наиболее чувствительны к электростатическим полям нервная, сердечно-сосу- дистая, нейрогуморальная и другие системы организма. Это вызывает необходи- мость гигиенического нормирования предельно допустимой интенсивности элек- тростатического поля.
Электростатическое поле характеризуется напряженностью, определяемой от- ношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к вели- чине этого заряда. Единицей измерения напряженности является вольт на метр.
Допустимый уровень напряженности электростатических полей — 60 кВ/м. В слу- чае если напряженность поля превышает это значение, должны применяться соот- ветствующие средства защиты.
4.10 Лазерное излучение
Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн 0,2–1000 мкм. Лазеры применяются в микроэлектронике,
биологии, метрологии, геодезии, связи, спектроскопии и других областях науки и техники.