Эффективность применения защитного заземления и высоковольтного нейтрализатора короткого разряда

диэлектриков или на изолированных проводниках называ­ется статическим электричеством (ГОСТ 12.1.018-86 "ССБТ. Пожарная безопасность. Электростатическая искробезопасность. Общие требо­вания").

При контакте двух разнородных материалов, жидкостей или газов на их поверхностях вследствие действия внутриатомных сил образует­ся двойной электрический слой. На поверхности одного материала в месте контакта преобладают отрицательные заряды, на поверхности другого - положительные. При сохранении контакта суммарный заряд контактирующих материалов будет равен нулю. При механическом разделении поверхностей контактирующих материалов происходит также и разделение зарядов.

Величина остаточного заряда на поверхностях контакта после раз­деления определяется процессами рекомбинации зарядов. Рекомбинация происходит за счет утечки зарядов через омическое сопротивление по­верхностей и за счет ионных процессов в разрядном промежутке. Вели­чина заряда, Кл,

,                                                (1)

где U – потенциал или пробивное напряжение, В;  С - электричес­кая емкость заряженных материалов или разрядной цепи, Ф.

По мере разделения поверхностей увеличивается разность потенци­алов между двумя разноименно заряженными поверхностями, и если на­пряженность электрического поля превысит электрическую прочность среды (для воздуха эта величина равна 3000 кВ/м), то происходит разряд статического электричества. Последний может стать причиной взрывов и пожаров, нарушения технологического процесса, брака про­дукции и неблагоприятного воздействия на работающих.

Согласно Правилам* материалы делятся на электропроводящие с уде­льным сопротивлением £ 10⁵ Ом×м, антистатические (10⁵...10⁸ Ом×м) и диэлектрические ( > 10⁸ Ом×м). С электропроводящих поверхностей заряды при их разделении стекают. Условно принято, что переработка материалов с удельным электрическим сопротивлением менее 10⁵ Ом×м не сопровождается электризацией. На антистатических и тем более диэлектрических поверхностях за­ряды будут сохраняться. Величина заряда определяется природой мате­риала (зарядами двойного слоя, электрическим сопротивлением) и ско­ростью отрыва поверхностей (интенсивностью технологического проце­сса).

Основная опасность накопления зарядов статического электричест­ва связана с возможностью разряда и воспламенения горючих (взрыво­опасных) смесей, при условии, что энергия, выделяемая в искровом разряде, (W) будет больше минимальной энергии зажигания (W_MIN) данной горючей смеси. W_MIN - это наименьшее значение энергии иск­рового электрического разряда, способного воспламенить наиболее легковоспламеняемую смесь газа, пара или пыли с воздухом при         норма­льных условиях.

Энергия разряда с заряженной диэлектрической поверхности может быть определена только экспериментально, и величина ее обычно ниже энергии разряда с заряженной проводящей поверхности. Энергию, выде­ляемую в искровом разряде с заряженной проводящей поверхности, Дж, рассчитывают по формуле

.                                    (2)

Состояние объекта, при котором исключается возможность пожара или взрыва от разряда статического электричества, характеризует электростатическую искробезопасность (ЭСИБ). Для обеспечения ЭСИБ объекта в нормальных и аварийных режимах необходимо снизить элект­ростатическую искроопасность объекта и его чувствительность, а так­же чувствительность окружающей и проникающей в него среды, к зажи­гающему воздействию разряда статического электричества. ГОСТ 12.1.018-66 подразделяет объекты по степени ЭСИБ на три класса: Э1 - отсутствует возможность возникновения зарядов статического элект­ричества, способных зажечь среду с W_MIN > 10^-4 Дж; Э2 - имеется возможность возникновения разрядов, способных зажечь среду с W_MIN от 10^-4 до 10^-1 Дж; Э3 - имеется возможность возникновения раз­рядов, способных зажечь среду с W_MIN > 10^-1  Дж. ЭСИБ объекта дости­гается при выполнении соотношения

,                                             (3)

где к - коэффициент безопасности, выбираемый из условий допус­тимой (безопасной) вероятности зажигания (при невозможности опре­деления вероятности принимают равным 0,4).

ЭСИБ объекта обеспечивается снижением электростатической искроопасности объекта (т.е. снижением W), а также снижением чувс­твительности объекта, окружающей и проникающей в них среды к зажи­гающему воздействию зарядов статического электричества (т.е. уве­личением  W_MIN). При этом снижение W достигается применением средств защиты от статического электричества в соответствии с ГОСТ 12.4.124-83 «ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования». Последние должны исключать возникновение искровых разрядов статического электричества с энергией, превышающей 40% W_MIN окружающей среды.