Статическое электричество. Электростатические заряды возникают на поверхностях некоторых материалов в результате сложного процесса контактной электризации. Статическая электризация может наблюдаться во время следующих технологических процессов: при переливе жидкостей (этилового эфира, бензина, толуола, метилового спирта и др.) в незаземленные резервуары; во время протекания жидкостей по трубам, изолированным от земли, (с увеличением скорости истечения жидкости величина заряда и его мощность увеличиваются); при перевозке жидкостей в незаземленных цистернах; при движении пылевоздушной смеси в незаземленных трубах и аппаратах (в пневмотранспорте, при размоле, просеивании); в процессе перемешивания веществ в смесителях; при механической обработке пластмасс (диэлектриков) на станках и вручную; во время трения трансмиссионных ремней (прорезиненных и кожаных диэлектриков) о шкивы; от трения диэлектриков между собой и др. Физиологическое действие статического электричества зависит от освободившейся энергии и может ощущаться в виде слабого, умеренного и сильного разряда. Такие разряды не опасны, но могут вызывать нежелательные болевые и нервные ощущения и быть причиной непроизвольного резкого движения. Это в свою очередь может привести к травматизму. Искровые разряды статического электричества при несоблюдении установленных правил могут явиться причиной воспламенения горючих веществ и взрывов. Статическое электричество может нарушать технологические процессы, создавая помехи в работе электронных приборов автоматики и телемеханики. В связи с развитием производств органического синтеза (синтетическое волокно, синтетические смолы, спирты, каучуки, пластмассы) и широкого использования диэлектрических материалов промышленности защита от статического электричества приобретает большое значение. Устранение опасности возникновения электростатических зарядов достигается следующими основными мероприятиями: - изменение технологических процессов; - заземление производственного оборудования и емкостей для хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; - уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления обрабатываемых материалов посредством увеличения влажности воздуха или применения антистатических примесей; - ионизация воздуха. Для заземления от статического электричества используют имеющиеся системы заземления производственного оборудования. В случае отсутствия такого заземления устраивают отдельный контур. Сопротивление растеканию тока в заземляющем устройстве, предназначенном для защиты от статического электричества, допускается до 100 Ом. В тех случаях, когда заземление является недостаточным условием защиты от статического электричества, параллельно с заземлением принимают меры для уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления обрабатываемых материалов. С целью уменьшения удельного поверхностного сопротивления диэлектрических сред рекомендуется применение общего и местного увлажнения воздуха в опасных местах помещения до 70 % относительной влажности (если это допустимо по условиям производства). При относительной влажности порядка 85% и более электростатические заряды практически не возникают. Если по условиям производства недопустимо повышение влажности, то для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления рекомендуется применение поверхностно-активных, антистатических покрытий (смазки). Одним из эффективных методов защиты от статического электричества является также защита посредством ионизации воздуха. С этой целью в местах усиленной генерации зарядов статического электричества устанавливаются генераторы (нейтрализаторы), способствующие безискровому снятию статического заряда за счет ионной проводимости воздуха. В этих случаях можно применять нейтрализаторы различных конструкций: индукционные, высоковольтные, высокочастотные, радиоизотопные или термоионизаторы. Во взрывоопасных цехах, разрешается устанавливать нейтрализаторы статического электричества только во взрывозащищенном исполнении. Молниезащита. Атмосферное статическое электричество может порождать грозовые разряды (молнии). Разность потенциалов между поверхностью земли и атмосферой при грозе может составлять от 100 млн. до 1 млрд. В, скорость молнии порядка 100 000 км/с, а сила тока в ней 180 000 А. В канале молнии температура достигает 20000°С . Ежегодно на земном шаре бывает до 44 000 гроз, т.е. каждую секунду на небосклоне около 100 молний. В среднем на 1 км2 поверхности земли приходится в год 2—4 грозовых разряда. Грозовые разряды, поражающие наземные объекты, проявляются в виде: - прямого удара молнии (непосредственный контакт молнии с объектом, сопровождающийся протеканием через него тока молнии); - вторичных проявлений молнии - электрической индукции (наведение потенциалов на наземных предметах в результате изменений электрического поля грозового облака, что сопряжено с опасностью появления искрения между металлическими элементами конструкций и оборудования) и электромагнитной индукции (наведение потенциалов в незамкнутых металлических контурах в результате быстрых изменений тока молнии, создающее опасность искрения в местах сближения этих контуров); - заноса высоких потенциалов (перенесение наведенных молнией высоких электрических потенциалов в защищаемое здание по трубопроводам, электрическим кабелям и другим металлоконструкциям). Обеспечение безопасности промышленных зданий обеспечивается молниезащитой. Под молниезащитой понимают комплекс защитных устройств и мероприятий, применяемых в промышленных и прочих сооружениях, предназначенных для обеспечения безопасности людей, предохранения зданий и оборудования от разрушений, аварий, пожаров при воздействии молнии. Для зданий и сооружений, не связанных с хранением и производством взрывчатых веществ, расчет и проектирование молниезащиты выполняется в соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34.21.122-87. Здания и сооружения в зависимости от и назначения, интенсивности грозовой деятельности и ожидаемого количества поражений молнией в год должны иметь молниезащиту, которая по степени защиты подразделяется на три категории. Ожидаемое годовое число поражений молнией прямоугольных зданий и сооружений определяется выражением: , а для сосредоточенных зданий и сооружений (башен, вышек и т.д.): . В этих формулах b и L –ширина и длина зданий, м; hx – наибольшая высота здания или сооружения, м; n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте расположения зданий или сооружений. Здания и сооружения, отнесенные к Ι и II категориям молниезащиты, защищаются от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические коммуникации. Здания и сооружения, отнесенные к Ш категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации. Для создания зон защиты зданий и сооружений могут быть применены одиночный стержневой молниеотвод; двойной стержневой молниеотвод; многократный стержневой молниеотвод; одиночный или двойной тросовый молниеотвод. На рис. 4.52.-4.54. приведены конфигурации и размеры зон защиты одиночного стержневого, двойного стержневого и тросового молниеотводов. Молниеотводы характеризуются зоной защиты, которая определяется как часть пространства, защищенного от удара молнии с определенной степенью надежности. Любой молниеотвод состоит из молниеприемника, токовода и заземлителя. Рис.4.52. Одиночный стержневой молниеотвод. Рис. 4.53. Двойной стержневой молниеотвод. Рис.4.54. Тросовый молниеотвод. Заземлители молниезащитного устройства рассчитываются аналогично заземлителям электроустановок. Заземление молниезащитного устройства от прямых ударов молнии оказывает им импульсное сопротивление, т.е. сопротивление растеканию тока молнии Rи. Оно отличается от сопротивления растекания токов промышленной частоты. Сопротивление растеканию тока молнии заземлителя должно быть меньше сопротивления заземлителей ближайших объектов. В противном случае разряд уйдет от молниеотвода. Вопросы к 4.6. 1. Расскажите о действии электрического тока на человека. 2. Объясните понятие электротравмы. 3. Перечислите причины поражения человека электрическим током. 4. Проведите анализ поражения электротоком в различных сетях. 5. Что такое шаговое напряжение? 6. Что такое напряжение прикосновения? 7. Каковы основные методы и средства защиты от поражения электрическим током? 8. Что такое защитное заземление как с его помощью осуществляется. защита человека о поражения электрическим током? 9. Объясните принцип действия защитного зануления. 10. Дайте понятие защитного отключения. 11. Раскройте принцип действия защитного отключения. 12. Каков порядок организации безопасной эксплуатации электроустановок? 13. Каковы причины образования статического электричества? 14. Раскройте методы защиты от статического электричества. 15. Дайте понятие молниезащиты, зоны защиты молниеотвода. 16. Какие типы молниеотводов существуют. |