Статическое напряжение для здоровья

Вредно ли для людей статическое электричество?

Техника безопасности. Всё ниже написанное касется только бытового статического электричества в классическом его определении.

Статическое электричество имеет одну интересную особенность — заряд весь накапливается на поверхности проводника. В случае человека — в поверхностном роговом слое кожи. Если человек изолирован и заряжен, то его здоровью ничего не угрожает, так как электрическое поле внутри тела (под роговым слоем кожи) отсутствует. Это физика.

Человека с электрической точки зрения можно рассматривать как последовательное соединение сопротивления величиной R ≈ 1,5 kΩ и конденсатора емкостью C ≈ 100 пФ (особо недоверчивым сюда). Такая RC-цепь может работать в разных режимах. Нас интересует режим разряда конденсатора-человека, который уже накопил заряд (гуляя по ковру в сухом помещении) и случайно коснулся холодильника. Раздался треск в месте касания, там же появилась искра и человека как бы ударило током. Опасно ли это было?

Характерное время разряда RC-цепи равно t₀ = RC ≈ 1,5×10⁻⁷ сек. Не вдаваясь в дебри экспоненциальной функции убывания заряда, умножим это время на 3, считая, что весь процесс разряда длится t = 3t₀ = 4,5×10⁻⁷ сек. За это время выделяется энергия Е = CU²/2 ≈ 4,5×10⁻⁴ Дж, где U = 3000 В — пробивное напряжение в сухом воздухе на расстоянии 1 мм. Соответствующая выделенная мощность в искре равна W = E/t ≈ 1 кВт. Пренебрегая потерями энергии на звук и искру, найдём величину тока разряда I = W/U ≈ 300 мА.

Такой ток смертелен для человека. Остановка сердца гарантирована, если ток пройдёт через тело. Но дело-то в том, что он как раз и не проходит через внутренние органы. Этот ток течёт через поверхностный роговой слой кожи человека и сам по себе безвредный. Но ток импульсный (

0,45 мкс) и обязан индуцировать соответствующий ток в подкожных мышцах, близких к точке касания, где плотность тока выше. Вот индуцированный в подкожных мышцах ток по-видимому и вызывает реакцию мышц и болевое ощущение передаваемое нервной системой. Индуцированный ток в сотни и более раз меньше прямого импульсного тока по поверхности кожи и, из-за слабости своей, он может действовать только на расслабленные мышцы в области близкой к точке касания.

Личный опыт. Вершина горы. Туман. Странный звон. Подходим к железному триангулятору на вершине, тональность звона меняется. Кто-то снял шапку. Волосы у него стали дыбом. Все сняли шапки. Хохот у всех. С ключом в руке подхожу к триангулятору. Возникает сине-зелёная дуга между концом ключа и железом триангулятора с расстояния 3-5 мм. У меня никаких ощущений кроме восторга, который длится более минуты. Кто-то предположил, что это опасно и может ударить молния. Сразу возник страх. Бегом все вниз. Молния так и не ударила. Внизу пожалели, что не оценили подарок судьбы — Огни святого Эльма.

Совет шутникам. Если вы знаете, что электрически заряжены, то осторожно подойдя к товарищу/подруге сзади, коснитесь пальцем его мочки уха. Раздастся треск искры, ваш товарищ завизжит от ужаса, а вы даже не почувствуете удара током из-за напряженных мышц вашего пальца. Проверено опытом. Но даже не пытайтесь так пошутить, если ваш товарищ бегает быстрее вас.

Источник

Защита от статического электричества в быту и на производстве

Источники статического электричества

Источники статического напряженья можно разделить на две большие группы: естественные и искусственные.

Первые представляют собой элементы ландшафта, атмосферу. Электроэнергия в них возникает в результате естественных процессов. Наиболее известный пример – разряд молнии, который формируется в результате перемещения и смешивания воздушных масс в атмосфере и перераспределения зарядов электронов в воздухе.

Ярчайший пример природного разряда – молния

Вторые – рукотворные предметы, созданные человеком. Это могут быть:

элементы интерьера;
текстильные изделия;
трубопроводы;
электрические приборы;
трубы систем отопления.

Важно! Некоторая техника создается специально для генерации статического электричества. К ее числу относятся различные генераторы, сепараторы, окрасочные аппараты

Однако в большинстве случаев статическое напряжение возникает спонтанно и способно нанести существенный вред.

Защита от статического электричества в быту

В бытовых условиях существует комплекс мер и мероприятий, помогающих предотвратить образование электростатических разрядов:

влажная уборка, проводимая каждый день, снижает объем циркулирующей в воздухе пыли;
недопущение пересыхания воздуха, ежедневное проветривание помещений;
применение в уборке антистатических щеток;

Антистатические щетки помогают предотвратить накопление статического электричества в квартире

использование антистатических предметов мебели;
отделка дома материалами, которые хорошо снимают статику: древесина, антистатический линолеум и другие;
что касается одежды, шерстяную одежду снимать медленными движениями, а для снятия эффекта прилипания шелковых вещей – использовать антистатические спреи;
не гладить шерсть животных при холодном и сухом воздухе;
волосы расчесывать расческами из дерева или металла вместо пластиковых гребней.

Не стоит забывать о защите личных автомобилей от образования статики на кузове машины, особенно перед заправкой его бензином. Делается это с помощью простой антистатической полоски под днищем кузова.

Статическое электричество – это свободные электрические заряды, собираемые на различных диэлектриках. И в промышленности, и в быту происходит накопление совсем неполезного статического электричества, и необходима защита от него, поскольку такие заряды способны нанести вред как машинам, механизмам, так и промышленным объектам и здоровью человека. Только надежные методы способны свести на нет или же совсем не допустить этого отрицательного явления.

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.

Минусы и плюсы проявления статики

К опасным проявлениям электростатики в первую очередь относят постоянное трение некачественной одежды о тело человека и накапливание на коже электрических зарядов. В технической области этот эффект особо остро проявляется при работе монтажников-специалистов по пайке микросхем. В данном случае он угрожает выходом из строя дорогостоящих чипов или даже целых устройств, собираемых на их основе. При сборке ценных и редких микрочипов требованиями безопасности предусмотрены специальные меры защиты от этих неприятных проявлений.

В технологиях, связанных с пайкой некоторых микросхем, электростатическая защита предполагает одевание на руку заземленного браслета, при наличии которого опасность устраняется за счет стекания зарядов на землю. Такие предупредительные меры касаются в основном устаревших К-МОП структур, все чаще вытесняемых современными микрочипами, имеющими встроенную защиту от статического электричества.

Опасность для человека

К опасным для человека проявлениям статики как таковой относят:

грозовые разряды, сопровождающиеся молнией – их причиной является длительное трение воздушных потоков; по возможным последствиям, включая пожарную опасность, они намного превосходят все остальные проявления;
воздействие зарядов на биологический покров (кожу) и появление сильных раздражений на ней;
опасные и неприятные разряды электричества через тело человека при прикосновении к металлическим частям незаземленного оборудования.

Последнее явление не имеет никакого отношения к критическим ударам тока, вызванным аварийными ситуациями, когда опасное напряжение попадает на корпус бытового прибора. Все эти вопросы касаются лишь внешней стороны проявлений статического электричества, избавиться от которых удается с помощью технических средств защиты. При более внимательном изучении этого процесса выясняется, что воздействие статики на соматику и организм человека способны привести к более серьезным последствиям:

систематические нарушения сна;
изменения тонуса сердечно-сосудистой системы;
сильная утомляемость;
возникновение проблем с нервной системой;
небольшие отклонения в работе мышечных тканей.

Хотя эти нарушения поначалу не очень заметны, со временем в организме накапливаются изменения, способные привести к серьезным отклонениям. Следствием плохого сна становятся проблемы с психикой, а та в свою очередь приводит к другим заболеваниям. Вред от этого эффекта в данном случае не вызывает сомнений.

Влияние статического тока на человека

Какие физические явления используются для нейтрализации статических зарядов в быту и промышленности

Как видим из примеров выше для ликвидации статики используется принцип преднамеренного соединения противоположных потенциалов между собой. Этот вопрос решается всего двумя способами:

подключением проблемных мест к подготовленной токопроводящей схеме;
или увлажнением сухой воздушной среды до 50%.

В первом случае требуется заранее создать систему, обеспечивающую выравнивание потенциалов, и постоянно пользоваться ею.

Второй метод часто реализуется распылением в воздухе специальных составов, обладающих токопроводящими свойствами. Промышленность выпускает их в баллончиках, которые принято называть антистатик спрей.

Он покрывает тонким слоем обработанную поверхность, выравнивает статические заряды на ней.

Антистатик спрей хорошо работает с одеждой, внутренней отделкой автомобильного салона и другими материалами бытового назначения.

На производстве используются специальные устройства, вырабатывающие анионы и катионы, которые направляются на обрабатываемую поверхность. Они, взаимодействуя с противоположно заряженными ионами на ней, устраняют статические заряды.

этикетками;
упаковками типа Биг бэг (мягкий контейнер из полипропиленовой ткани);
термоусадочными пленками;
узлами подач листовых или рулонных материалов;
текстилем;
упаковочными изделиями;
оборудованием разрезания материалов;
трафаретной печатью.

Серийные нейтрализаторы могут выпускаться в виде:

антистатического вентилятора, обдувающего рулонные или листовые изделия;
антистатического пистолета, используемого оператором для очистки объектов неправильной формы либо труднодоступных мест;
точечных модулей для работы в ограниченных пространствах.

В промышленных масштабах удалением последствий электризации продукции и оборудования занимаются устройства нейтрализации статического электричества.

Их выпускают производители сложного пневматического оборудования. Принцип работы основан на создании ионизированного потока воздуха, который формируется коронным разрядом, тлеющим на наконечнике электродной иглы.

Он действует как точный электростатический фильтр с «умной функцией». Для этого знак вырабатываемых ионов определяется автоматически датчиками устройства, что позволяет качественно осуществлять разряды накапливающейся статики.

Нейтрализатор пневматического типа работает эффективнее обычных моделей, не использующих обдув струей сжатого воздуха.

Направленные потоки ионизированного и обдуваемого воздуха результативно обрабатывают поверхности, а кончик иглы с коронным разрядом всегда остается чистым.

Уменьшение интенсивности зарядов

Чтобы действие от зарядов не столь было опасным, необходимо снизить интенсивность их появления.

Для безопасности техпроцессов применяется:

Обеспечение контроля за перемещением в трубопроводах среды.
Перед тем, как начинать переработку, необходимо провести очистку газов и жидкостей от посторонних молекул.
Там, где невозможно обеспечить стекание зарядов естественным способом, используются закрытые емкости.

На основании требований правил, необходимо обеспечить заземление установок приспособлениями — заземлениями.
Показатель сопротивления должен составлять не более 100 Ом.
Поверхности, проводящие элток, должны быть оснащены грамотным занулением.
Все трубопроводы и шахты должны иметь одну сеть с установленными на ней заземлителями. Шаг через который устанавливаются последние — 40 м, при этом точек должно быть не менее двух.
К контуру необходимо подключать аппараты, на их поверхностях может образоваться заряд от механизмов.
Если тара по размерам относиться к крупногабаритной, то заземление осуществляется в двух противоположных местах.
Если с цистерны сливаются газы, то они должны быть подсоединены в устройствам заземления.
Если через шланги проходят горючие материалы, то они предварительно должны быть обвиты антистатическими проводами из меди или латуни.

Снятие зарядов с твердых поверхностей

Для обеспечения прохождения процесса необходима нейтрализация зарядов. Используются в производстве нейтрализаторы:

Если это производство взрывоопасное, то устанавливаются радиоизотроные устройства.
При производстве гигиенических материалов применение радиоизотропов запрещено, а используются высоковольтные или индукционные установки.
Возможно применение нейтрализаторов со скользящим разрядом.
При применении в техпроцессе устройств со сложными габаритами, то уместным будет использование аэродинамических установок для обеспечения отвода регламентными способами. Процесс осуществляется впрыскиванием ионов в свободное пространство для обеспечения безопасности.

Заряды в газовых смесях

Чтобы избежать накопления зарядов статэлектричества в газовых средах, необходимо выполнить следующие мероприятия:

Чтобы процесс производства был безопасен, достаточно очистить газ от примесей, способствующих накоплению зарядов.
Герметизация оборудования должна быть выполнена с должным качеством.
Нельзя в среде оставлять мелкие частицы металла.

Снятие заряда с сыпучих материалов

Для обеспечения безопасности нужно выполнить:

Переработка сыпучих материалов должна проводиться в емкостях из металла.
При транспортировке сырья необходимо пользоваться такими же трубами по составу материала.
Влажность воздуха в помещениях должна быть обеспечена 65 % и не менее. Дополнительно организовывается ионизация, чтобы выполнить это требование.
Чтобы процесс стекания проходил идеально, нужно пользоваться специальными смазками.
Нельзя выбрасывать пакеты из полиэтилена или ПВХ в емкости, где показатель температуры превышает показатель температуры воспламенения.

Не допускать, чтобы скапливалась пыль и производить очистку технических устройств и оборудования.

Организация молниезащиты промышленного предприятия

При превышении напряженностью электрического поля атмосферы критического значения возникает разряд, сопровождающийся ярким свечением — молнией и звуком (громом). Сила тока в канале молнии достигает 200 000 А, температура составляет 6000—10000 °С и более, время существования молнии 0,1—1 с.

Различают первичные проявления молнии (прямой удар) и вторичные проявления в виде электростатической и электромагнитной индукции. Прямой удар молнии может вызвать пожар и произвести разрушение сооружений. Вторичные проявления молнии опасны тем, что возможно искрение, которое устраняется посредством заземления всех металлических элементов.

Устройство, служащее для защиты объекта от прямых попаданий молнии, называется молниеотводом Он принимает удар молнии на себя и отводит ток в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемники могут быть стержневыми, тросовыми (антенными), сетчатыми. Все здания и сооружения по степени требований к молниезащите делятся на три категории в зависимости от назначения и технологических особенностей объекта по степени пожаро- и взрывоопасности.

I категория — это здания (сооружения), отнесенные к зонам классов B-I и В-II. Молниезащита таких объектов предусматривается независимо от средней грозовой деятельности и места расположения объекта на территории России.

II категория — это здания (сооружения) зон классов В-Ia и В-IIа; молниезащита здесь выполняется при грозовой деятельности 10 ч в год и более.

III категория — это здания (сооружения) зон классов П-I, П-II и П-IIа, а также открытые зоны классов П-III. Молниезащита этих объектов предусматривается в местностях с грозовой деятельностью 20 ч в год и более.

Защитное действие молниеотвода характеризуется зоной защиты, под которой понимается пространство, защищенное с определенной вероятностью от попадания молнии. Граница зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом высотой до 60 м, определяется образующими двух конусов, высоты которых равны 0,8Н и Н, где Н — высота стержневого молниеотвода, м; а радиусы этих конусов соответственно равны 0,75Н и 1,5Н.

Границы зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом

Оптимальное расстояние между двумя спаренными стержневыми молниеотводами следует принимать равным двум-трем высотам одного молниеотвода. Молниеприемники и токоотводы должны иметьсечение не менее 50 мм2, они должны соединяться с заземлителями кратчайшим путем и не иметь петель и острых углов, которые могут быть источниками искровых и дуговых разрядов.

Величина импульсного сопротивления заземлителя не может быть замерена приборами и определяется по известным значениям сопротивления растеканию тока из таблиц.

Тросовые молниеотводы выполняют из стального многопроволочного оцинкованного троса сечением не менее 35 мм.

Возникновение статического электричества

Одним из условий возникновения зарядов является воздух с влажностью менее 80%. Если данный показатель превышает это число, то опасности от накопившихся разрядов не возникнет. Когда поверхности влажные, то накоплений не будет отмечаться.

Если основания предметов соприкасаются, а после того как их разъединить может произойти удар током. Все, что выполнено из искусственных материалов при создании трения, приводит к такому результату.
Перепады температурно-влажностного режима. Если в нагретую емкость поместить предмет, то статэлектричество будет накоплено.
При мощном электромагнитном, рентгеновском или ультрафиолетовом облучении.
Если возникает электромагнитное поле посредством воздействия заряда. Это явление отмечается при обработке, при отделении двух предметов либо при перемещении.

При накапливании зарядов воздействие на технические устройства отрицательное.

Причины возникновения

На молекулярном уровне напряжение возникает при столкновении поверхностей из разных материалов, когда ионы и электроны с поверхностей начинают перераспределяться. Чем больше площади поверхностей и прилагаемые усилия, тем выше степень электризации.

Главная причина возникновения заряда — трение

Существует несколько причин возникновения и накапливания электростатического напряжения:

Контакт (трение, наматывание, разматывание) 2 различных материалов с последующим отдалением: например, трение шерстяной ткани о резиновый шарик;
Резкие перепады температур;
Сухой воздух: при влажности более 80% статическое электричество не образуется, так как вода хорошо проводит ток;
Наличие радиации, рентгеновских лучей или УФ-излучения;
Образуется заряд и при работе некоторых бумажных станков: при раскрое или резке;
Статика может возникнуть перед или во время грозы. Разряд возникает между 2 облаками или между облаком и землей, при попадании молнии в громоотвод электричество уходит в почву.

Наглядный пример статического напряжения — гроза

Меры безопасности

В бытовых условиях защититься от статики можно при помощи следующих мер:

Увлажнять воздух и каждый день проветривать комнаты;
Регулярно проводить влажную уборку, чтобы уменьшить количество пыли, и использовать специальные антистатические щетки;

Использование щетки позволяет снять скопившееся напряжение

По возможности использовать мебель из материалов, снимающих статику: специальный линолеум, дерево;
Не гладить животных при слишком сухом воздухе, расчесываться деревянными или металлическими щетками — пластик сильно электризуется;
Использовать для одежды антистатические спреи, шерстяные вещи снимать медленно для уменьшения трения;
На днище автомобиля необходимо наклеить антистатическую полосу для снижения образования статики.

На производстве снизить электростатическое напряжение можно, уменьшив скорость работы, используя специальные материалы и заземление. Также по ГОСТу энергия накопления заряда на поверхности предметов не должна превышать 40% от наименьшей энергии загорания.

На производстве должны быть приняты меры предосторожности

Статическое электричество многие считают неопасным, хоть и не особо приятным. Однако все зависит от силы заряда: в промышленности или при перевозке большого количества горючих жидкостей накопившийся разряд может быть очень сильным и привести к пожару.

Что такое статическое электричество, как оно образуется

Как я уже сказал, статическое электричество может воздействовать на нас в различных местах, в любой момент, даже тогда, когда вы просто пытаетесь открыть дверь, касаясь дверной ручки.

Чтобы понять причину появления статического электричества для начала нужно вспомнить о природе материи.

Как вы знаете вся материя состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из трех разных видов более мелких частиц:

— отрицательно заряженных электронов

— положительно заряженных протонов

— не имеющих зарядов нейтронов

В большинстве тел, чаще всего, электроны и протоны полностью компенсируют друг друга, их количество в атомах равное, соответственно, эти предметы электронейтральны.

Но так как электроны очень маленькие частицы и их масса незначительна, то даже обычное трение даёт слабо связанным электронам достаточно энергии, чтобы они покинули свои атомы и перешли в атомы на другой поверхности.

Когда это происходит у одного объекта протонов остаётся больше, чем электронов, и он становится положительно заряженным, а объект у которого больше электронов, наоборот, накапливает отрицательный заряд. Такая ситуация называется дисбалансом зарядов или еще разделением зарядов.

Но как вы знаете, природа постоянно стремится к восстановлению равновесия поэтому, когда одно из заряженных тел вступает в контакт с другим, свободные электроны немедленно используют эту возможность попасть туда где они нужнее, где их не хватает – покинув отрицательно заряженный объект, чтобы восстановить баланс.

Вот это перескакивание электронов от отрицательно заряженного тела и есть знакомое всем явление — статическое электричество, называемое еще статическим разрядом.

К счастью это происходит далеко не с каждым объектом, иначе нас бы било током постоянно.

Чаще всего слабо связанными электронами обладают материалы – электрические проводники, самым ярким представителем которых являются металлы. А вот у диэлектриков, изоляторов, материалов, плохо проводящих электрический ток, электроны прочносвязанные, они свободно не переходят к атомам других материалов.

С большей вероятностью накапливание электрического разряда происходит именно при взаимодействии проводника с диэлектриком, при трении одного материала о другой.

Так, например, когда вы просто идёте по ковру, электроны вашего тела, из-за трения ног об ковер, перемещаются на него, так как человеческое тело проводник электрического тока. В то же время материал ковра – шерсть, сопротивляется отделению своих прочносвязанных электронов, являясь диэлектриком.

И хотя в момент, когда вы находитесь на ковре, ваше тело и ковер вместе остаются электрически нейтральными у них уже есть разделение разрядов.

И теперь, когда вы просто дотрагиваетесь до металлической дверной ручки – немедленно ощущаете статический разряд. Всё дело в том, что свободные электроны с металлической ручки перескакивают на вашу руку замещая потерянные вашим телом электроны, которые перескочили на ковер.

Теперь, я думаю, вам понятно, что такое статическое электричество и почему оно образуется. Кстати, его самым ярким проявлением в природе являются молнии.

При определенных условиях в облаках происходит разделение зарядов, после чего этот дисбаланс нейтрализуется, электроны высвобождаются и поглощаются другими телами – домами, землей или даже другим облаком, с образованием гигантской вспышки – молнии.

Причины возникновения и проявления

Статическое напряжение возникает из-за нарушения общего баланса электрически заряженных частичек, имеющихся в любой материи. Формируется оно не только по заранее спланированному сценарию: по желанию учителя или экспериментатора. На практике оно чаще всего проявляется без участия и вопреки его воле.

Простой пример: надевание одежды, изготовленной на основе синтетических тканей. Из-за трения о тело и последующего за этим возникновения статических зарядов материя начинает плотно облегать его и не позволяет придать наряду желанный вид. Единственно возможный выход в этой ситуации – обрызгать его специальным средством, называемым «антистатиком». Только таким способом удается снять излишки заряда с синтетического материала.

Другими характерными причинами образования статического заряда являются:

ощутимые перепады температур, происходящие к тому же очень резко;
высокий уровень радиации, приводящий к повышению энергии электронов и появлению в материале разнородно заряженных частиц;
наличие сильных индукционных и магнитных полей.

Первые две причины, из-за которых человека начинает «бить током», не нуждаются в особых пояснениях. В отличие от них, магнитная индукция представляется серьезной проблемой, особенно в последнее время.

Удар молнии в башню

С постоянным ростом количества бытовых приборов, во многих из которых имеются индуктивные элементы, влияние электромагнитных полей на человека резко возрастает. Одно из таких проявлений – электризация атмосферы из-за разделения частиц воздуха на заряженные электроны и ионы, что является по сути тем же проявлением статического электричества.

Постепенное накапливание факторов риска, связанных с самыми различными источниками посторонних полей, привели к отдельному направлению в науке, занимающимся исследованием степени их опасности. С другой стороны, ученые с давних пор задумывались о полезных свойствах электризации и возможности поставить этот эффект на службу человеку.

Статическое электричество

Способы защиты от статики на производстве

Против вредного и опасного проявления накопленного статического электротока в производственных условиях разрабатывается и применяется комплекс защитных мероприятий. В их основе лежат следующие методы:

повышение проводящих свойств материалов и окружающей рабочей среды, что приводит к рассеиванию в пространстве периодически появляющихся электрозарядов статики;
снижение скоростей обработки и перемещения материалов, что значительно уменьшает возможности генерирования статических электрозарядов;
полномасштабное применение грамотно устроенного заземления, что помогает исключить накопление опасных потенциалов;
повышение устойчивости самих машин и механизмов к действию статистических разрядов;
недопущение проникновения электрического тока в рабочую зону.

Все способы, применяемые для предотвращения статических электрических разрядов, разделяют на конструкционные, технологические, химические, физические и механические. Три последних направлены главным образом на снижение активности генерирования электрозарядов и быстрейшему их уходу в почву. В то же время первые из перечисленных методов с заземлением не связаны.

В качестве высоконадежного средства защиты от статического электричества выступает так называемая клетка Фарадея. Она выполняется в виде мелкоячеистой сетки, ограждающей машины по всей площади, у нее имеется подключение к контуру заземления.

Клетка Фарадея – надежное приспособление для защиты от электрических разрядов

Благодаря такой конструкции, поля электричества не проникают внутрь клетки Фарадея, а на магнитное поле она никак не влияет. Электрические кабели, покрытые предварительно экраном из металлического листа, защищаются по таким же принципам.

Электростатический заряд можно оптимально уменьшить посредством возрастания токопроводимости промышленных материалов и проведением коронирования (т.е. создания на поверхности материалов воздушной плазмы коронным разрядом комнатной температуры). Достигается это с помощью специального подбора материалов, имеющих повышенную объемную проводимость, наращиванием рабочих площадей и повышением ионизации воздуха вокруг защищаемых механизмов. Специальные агрегаты – ионизаторы, генерируют положительно и отрицательно заряженные ионы, которые притягиваются к противоположно заряженным диэлектрикам и нейтрализуют их заряды.

Важно! Для веществ с высоким электросопротивлением такие способы защиты от статики не подходят. Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление

В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность

Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление. В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность.

В рабочих помещениях настилаются антистатические полы, операторы должны работать в антистатической одежде и обуви (при этом сопротивление материала подошв не выше 100 ом).

Источник