Возникновение зарядов статического электричества и меры защиты

Статическое электричество- это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов изделий или на изолиро­ванных проводниках.

Электризация определяется природой вещества. Все вещества можно разделить на три группы:

1) проводники(удельное электрическое сопротивлени с 10⁶Ом см). Время релаксации (рассеивания) электрического за ряда t< 10 сек. Такие вещества электризоваться не способны. Это металлы, сажи, электролиты;

2)антистатические вещества ( 10¹⁰Ом см). Время релакса­ции электрического заряда t до 1 сек. Эти вещества электризоваться не способны, но и заряд другого тела через них отведен быть не может. Это бумага, древесина» стекло и др.;

3) диэлектрики( 10¹⁰Ом см). Время рассеивания заряда tболее 10⁶—10⁸ сек. Это - бензол, керосин, эфир, все виды пластмасс, полиэтилен, янтарь, воздух. Эти вещества способны электризоваться.

Процесс генерации зарядов статического электричества начи­нается в момент отрыва контактирующих поверхностей одна от другой.Будет ли статическое электричество на поверхностях, зависит от того, что будет происходить быстрее, генерация или рассеивание.

Преимущественно рассеивание происходит за счет проводимости материалов, среды, но в реальных условиях рассеивание может про­исходить и за счет газового разряда.

Интенсивность электризациизависит:от скорости разделения двойного электрического слоя (скорость движения, перемещения), электрического состояния контактирующих поверхностей (соотноше­ния диэлектрических постоянных), процесса заряжения за счет ориен­тации диполей (чем выше коэффициент трения, тем электризация выше), площади контакта (чем меньше частицы, тем больше их поверх­ность и выше электризация), влияния внешнего электрического поля (заряжение по индукции).

Методы защиты от статического электричества:

- уменьшение интенсивности генерации зарядов;

- методы рассеивания зарядов за счёт: проводимости материала, проводимости окружающей среды;

- создание условий, исключающих электростатический разряд:

- создание условий исключающих воспламенение.

Уменьшение интенсивности генерации зарядов может быть достигнуто:

- за счёт уменьшения скоростей разделения,

- за счёт применения материалов, дающих электризацию разных знаков,

- за счёт уменьшения поверхностей контакта.

Рассеивание электростатических зарядов путём уменьшения электрического сопротивления материала достигается:

- методом увлажнения, при этом влажность окружающей среды должна быть выше влажности материала, а материал должен адсорбировать влагу;

- антистатической обработкой материалов. Проводимость повышается за счёт веществ, дающих носителей электрических зарядов вне зависимости от внешних условий (добавки к топливу, лакам, клеям и т.д.);

- введением проводящих наполнителей (сажи металлы). Недостаток -меняются свойства материалов;

- антистатической обработкой поверхности материалов веществами, которые сами не проводящие, но способствуют сорбции влаги на поверхности.

Для рассеивания электростатических зарядов путём увеличения проводимости окружающей среды применяют нейтрализаторы статического электричества:

- индукционные. Серийно не выпускаются. Применение во взрывоопасных помещениях запрещено;

- высоковольтные на напряжения 5-10 кВ. Применение во взрывоопасных помещениях запрещено;

- радиоизотопные. Наиболее эффективны α ионизаторы. Выпускаются серийно, пожаро- и взрывобезопасны.

Создание условий, исключающих электростатические разряды, достигается путём заземления оборудования с целью не допустить накопления зарядов на проводящем объекте. На процесс электризации заземление оборудования повлиять не может.

Создание условий, исключающих воспламенение, достигается путём удаления образующихся взрывоопасных смесей системами вентиляции и аспирации.