Что такое статическое электричество и как от него защититься

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

Грозовые разряды относятся к опасным проявлениям статического электричества

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.

Польза статистического электричества

Отыскать способы управления статическим зарядом с пользой для человека в свое время пытались многие ученые и изобретатели. Ими разрабатывались громоздкие и очень затратные агрегаты, отдача от которых оставалась, как правило, очень низкой. Единственный прорыв в этой области – открытие учеными так называемого «коронного разряда».

Уникальные возможности этого явления используются не только на производстве, но и в обычных бытовых условиях. За счет освоения современных приемов управления электростатическими явлениями они широко применяются в следующих технологических процессах:

• окраска каркасных оснований, а также поверхностей металлоконструкций и других сборных изделий;
• очистка газов от примесей в добывающей промышленности;
• использование во многих сферах, связанных с обработкой материалов (современные нанотехнологии).

Широкое применение нашел коронарный разряд и в медицине, где он используется для ограниченного воздействия электростатическими разрядами на больные органы человека. Кроме того, на основе этого эффекта разработано множество приборов, способных ионизировать воздух не только в производственных помещениях и заводских цехах, но и в типовой городской квартире. Одно из таких полезных изобретений – электростатический фильтр, предназначенный для удаления из окружающего воздуха аэрозольных и механических частиц. Благодаря его применению удается избавиться от копоти, сажи и дыма, а также от мелких частиц пыли, в избытке скапливающихся в любом современном доме.

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

Тяжелая артиллерия

Если времени на то, чтобы избавиться от электризации одежды, совсем мало, то наилучший способ убрать статику — лак или специальный антистатик. Что касается первого, то обычный лак для волос можно распылить на внутреннюю поверхность одежды. Этот способ быстрый и эффективный, главное — дождаться высыхания одежды.

Если проблема с электризацией вещей и волос имеет постоянный характер — лучше приобрести специальный антистатик, который продается в отделе бытовой химии любого магазина. Торговых марок масса — практически каждый производитель выпускает антистатический спрей двух видов: на водной и спиртовой основе.

Использовать спиртовой антистатик лучше в хорошо проветриваемом помещении, так как он имеет довольно резкий запах, который долго выветривается. Водный антистатик для текстильных изделий значительно удобнее, так как не задерживает запах спирта на одежде и полностью безопасен для здоровья. Цена обоих средств вполне демократичная, к тому же объем бутылки немаленький, и его хватит надолго.

Вред и польза от статистического электричества

Статический заряд пытались использовать многие ученые и изобретатели. Создавались громоздкие агрегаты, польза от которых была низкой. Полезным оказалось открытие учеными коронного разряда. Он широко используется в промышленности. С помощью электростатического заряда красят сложные поверхности, очищают газы от примесей. Все это хорошо, но существуют и многочисленные проблемы. Электроудары бывают большой мощности. Они способны иногда поражать человека. Это случается и дома, и на рабочем месте.

Вред статического электричества проявляется в ударах разной мощности при снятии синтетического свитера, при выходе из автомобиля, включении и выключении кухонного комбайна и пылесоса, ноутбука и микроволновой печи. Эти удары могут оказаться вредными.

Watch this video on YouTube

Возникает статическое электричество, которое сказывается на работе сердечно-сосудистой и нервной систем. От него следует защищаться. Сам человек тоже часто является переносчиком зарядов. При соприкосновении с поверхностями электроприборов происходит их электризация. Если это контрольно-измерительный прибор, дело может окончиться его поломкой.

Ток разряда, принесенного человеком, своим теплом разрушает соединения, разрывает дорожки микросхем, уничтожает пленку полевых транзисторов. В результате схема приходит в негодность. Чаще всего это происходит не сразу, а на любом этапе в процессе работы инструмента.

На предприятиях, обрабатывающих бумагу, пластмассу, текстиль, материалы часто ведут себя неправильно. Они склеиваются друг с другом, прилипают к различным видам оборудования, отталкиваются, собирают много пыли на себя, наматываются неправильно на катушки или бобины. Виной этого является возникновение статического электричества. Два одинаковых по полярности заряда отталкиваются друг от друга. Иные, один из которых заряжен положительно, а другой — отрицательно, притягиваются. Так же ведут себя и заряженные материалы.

На полиграфических предприятиях и в других местах, где используются в работе легковоспламеняющиеся растворители, возможно возникновение пожара. Это происходит в тех случаях, когда на операторе надета обувь с токонепроводящей подошвой, а оборудование не имеет правильного заземления. Способность возгорания зависит от следующих факторов:

• типа разряда;
• мощности разряда;
• источника статического разряда;
• энергии;
• наличия поблизости растворителей или других горючих жидкостей.

Разряды бывают искровыми, кистевыми, скользящими кистевыми. От человека исходит искровой разряд. Кистевой возникает на заостренных частях оборудования. Энергия его настолько мала, что он практически не вызывает угрозы пожара. Кистевой разряд скользящий возникает на листовых синтетических, а также на рулонных материалах с разными зарядами на каждой стороне полотна. Опасность он представляет такую же, как искровой разряд.

Поражающая способность — главный вопрос для специалистов по технике безопасности. Если человек держится за бобину и сам находится в зоне напряжения, его тело тоже зарядится. Для снятия заряда нужно обязательно прикоснуться к заземлению или к заземленному оборудованию. Только тогда заряд уйдет в землю. Но человек при этом получит сильный или слабый электрический удар. В результате происходят рефлекторные движения, которые иногда приводят к травме.

Длительное пребывание в заряженной зоне приводит к раздражительности человека, к снижению аппетита, ухудшению сна.

Пыль из производственного помещения удаляется с помощью вентиляции. Она скапливается в трубах и может воспламениться от статистического искрового разряда.

Причины появления

Оно может возникать на изолированных проводниках, на поверхности или в объеме диэлектриков. Трение, возникающее при соприкосновении двух веществ разного рода, ведет к электризации диэлектриков. Это происходит из-за различных молекулярных и атомных сил. Можно сказать, что статическое электричество получается при нарушении их равновесия благодаря приобретению или потере электрона.

Объяснить этот процесс очень просто. Состояние равновесия атома достигается при наличии одинакового числа протонов и электронов. Перемещаясь от одного атома к другому, электроны формируют положительные и отрицательные ионы.

При их дисбалансе и возникает статическое электричество. Протоны и электроны имеют одинаковый электрический заряд, но с разной полярностью. Он измеряется в кулонах и определяет количество электричества, которое проходит за 1 сек. в поперечном сечении проводника. Статический заряд прямо пропорционален числу неустойчивых ионов, то есть дефициту или избытку электронов.

Природное статическое напряжение

Статическое электричество способно генерироваться. Это происходит за счет отсутствия у положительного иона одного электрона, вследствие чего он может принимать от отрицательной частицы свободный электрон. В свою очередь отрицательный ион может представлять собой атом либо молекулу, обладающую большим количеством электронов. В этих случаях имеется один электрон, который способен нейтрализовать положительный заряд.

Основными причинами, влекущими за собой возникновение статического электричества, являются:

• отдаление или контакт двух материалов;
• быстрые температурные перепады;
• УФ-излучение, радиация, сильные электрические поля;
• операции, производимые путем нарезания (раскроечные станки или бумагорезальные машины);
• наведение, то есть возникновение электрического поля, вызванного статическим зарядом.

Явление, называемое статическим электричеством, встречается повсеместно в быту. Электростатический разряд происходит при очень высоких показателях напряжения, но при низких токах. При этом не возникает опасности для человека. Несмотря на это, защита от статического электричества необходима, так как оно может быть опасным для многих элементов электроприборов. От него очень часто страдают транзисторы, микропроцессоры, схемы и т.д.

Профилактика на производстве

В случае же с производством на предприятиях, заводах, фабриках недостаточно будет повесить табличку, запрещающую животных в рабочих помещениях

Тут важно проводить плановые регулярные инструктажи персонала про меры от поражения электрическим током. Одного инструктажа в год будет недостаточно, так как человек имеет свойство забывать информацию и отвлекаться

Помимо этого, необходимо следить за состоянием основной проводки, проводки оборудования и инструментов на производстве. И важно помнить, что безопасность персонала — дело рук не только самого персонала, но и руководства, ведь чаще всего случаи поражения электрическим током происходят именно в производственной сфере.

Одной из самых частых причин поражения является человеческая халатность и неосторожность. В этом случае человек может знать меры от поражения электрическим током, однако относится к этой информации несерьезно, что и становится причиной производственных травм, летального исхода

Также, халатность может прослеживаться и со стороны администрации предприятия, на котором работает пострадавший. И если такой случай произошел в процессе работы на производстве — ответственность за происшествие будет лежать на плечах руководства организации, в которой работал пострадавший. И это сделано не просто так. Законодательство по охране труда таким образом стимулирует руководство предприятий уделять больше времени вопросу безопасности работников.

Для профилактики же поражения электрическим током существуют основные и дополнительные нормативные документы. В случае с мерами защиты от электричества будут полезны: «ГОСТ ІЕС 61140-2012 Защита от поражения электрическим током», «ГОСТ 12.4.124 Средства защиты от статического электричества» и «ГОСТ Р ЕН 1149-5-2008 Одежда специальная защитная», ПТЭЭП, ПБЭЭП, ПУЭ. Эти документы очень кратки, но при этом содержат основные методы защиты, которые необходимо знать для эффективного использования мер, средств и способов защиты от электрического удара. К примеру, ГОСТ ІЕС 61140-2012 – один из основных документов, содержащий в себе правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Эти правила необходимо знать не только потому, что по они часть экзамена на получение группы, но и по той причине, что они разъясняют обязанности пользователя, порядок эксплуатации и виды электроустановок.

Не менее важно помнить какие существуют меры коллективной защиты персонала. Они заключаются в создании условий, при которых отсутствует доступ к токоведущим частям, находящимся под напряжением

Для этого служат оградительные, сигнализирующие, блокировочные приборы и знаки безопасности.

Для предотвращения ЧП одними из основных мер являются защитное заземление и защитное зануление:

• заземление — соединение металлических частей установки с землей;
• зануление — соединение проводки с нулевым защитным проводником, который отключает поврежденный участок сети.

Немаловажно еще помнить, что ударить электричеством может при косвенном прикосновении. Косвенное прикосновение — это контакт с открытой проводящей частью установки или оборудования, которая в нормальном режиме работы обесточена, но в силу каких-либо факторов оказалась под напряжением

Особенную опасность это явление имеет при контакте человека с установкой без заземления, ведь в таком случае исход случайного прикосновения может стать летальным. Поэтому не стоит забывать про такие вещи, как заземление и зануление в электроустановках.

Подробнее о мерах защиты при косвенном прикосновении вы можете прочитать в статье которую мы публиковали ранее — https://samelectrik.ru/mery-zashhity-pri-kosvennom-prikosnovenii.html

Главное, что должен помнить любой руководитель — в целях предотвращения несчастных случаев, защиты от поражения электрическим током нельзя экономить на оборудовании электромонтеров, сварщиков и прочих работников. Необходимо принимать все необходимые технические меры во избежание несчастных случаев.

Меры защиты

Работая с радиоэлектронными компонентами, необходимо принимать меры и предотвращать накопление статического заряда. Прямая опасность существует при молниях, возникающих в процессе образования грозовых облаков. Облака вследствие движения воздушных потоков, которые насыщены водными парами, могут образовывать Также такие разряды часто возникают между заряженными облаками и землей. В этом случае нужна защита от статического электричества в виде молниеотводов.

Легкие получаемые в результате различных проявлений статического электричества, с первого взгляда безобидны, но это далеко не так. Это явление может скрывать в себе большую опасность, так как возникающая искра способна вызывать возгорание. Статическое электричество и защита от него – это два понятия, которые должны быть известны каждому, так как из-за незнания случаются порой серьезные неприятности.В быту и на производстве необходимо предупреждать возникновение такой разновидности электричества. Для этого следует проводить регулярно Легковоспламеняющиеся жидкости – это еще одна серьезная угроза. Ими необходимо пользоваться в хорошо проветриваемых местах, что позволяет частично предотвратить статическое электричество (и защита от него в таком случае вам почти гарантирована). Используйте в процессе работы с такими жидкостями натуральную одежду, заземление вращающихся механизмов и только металлическую тару для хранения жидкостей, способных быстро воспламеняться.

Эффект волшебной лампы

Уменьшение интенсивности зарядов

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

Для безопасности техпроцессов применяется:

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

Обеспечение заземления:

1. На основании требований правил, необходимо обеспечить заземление установок приспособлениями — заземлениями.
2. Показатель сопротивления должен составлять не более 100 Ом.
3. Поверхности, проводящие элток, должны быть оснащены грамотным занулением.
4. 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.
5. К контуру необходимо подключать аппараты, на их поверхностях может образоваться заряд от механизмов.
6. Если тара по размерам относиться к крупногабаритной, то заземление осуществляется в двух противоположных местах.
7. Если с цистерны сливаются газы, то они должны быть подсоединены в устройствам заземления.
8. 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:

1. Если это производство взрывоопасное, то устанавливаются радиоизотроные устройства.
2. При производстве гигиенических материалов применение радиоизотропов запрещено, а используются высоковольтные или индукционные установки.
3. Возможно применение нейтрализаторов со скользящим разрядом.
4. 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:

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

Снятие заряда с сыпучих материалов

Для обеспечения безопасности нужно выполнить:

1. Переработка сыпучих материалов должна проводиться в емкостях из металла.
2. При транспортировке сырья необходимо пользоваться такими же трубами по составу материала.
3. Влажность воздуха в помещениях должна быть обеспечена 65 % и не менее. Дополнительно организовывается ионизация, чтобы выполнить это требование.
4. Чтобы процесс стекания проходил идеально, нужно пользоваться специальными смазками.
5. 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.

Как убрать статическое электричество?

Очень неприятно, когда взаимодействие с этим явлением оставляет не лучшие воспоминания. Если прикасаясь к любому предмету человека, поражаем небольшим разрядом тока – значит, действие статического электричества усилилось, и его нужно снимать.

Как убрать статическое электричество в квартире?

Статическое элекстричество может быть не только на одежде, но и, так скажем, во всей квартире. На любых предметах, начиная иголкой, булавкой или заколкой, заканчивая телевизором, холодильником и прочим. Поэтому, чтобы уменьшить «общение» с этим явлением, не опасаться находиться рядом и дотрагиваться до мебели и других вещей, стоит знать, как снимать статическое электричество. Вот несколько советов, которые нужно использовать при борьбе с током, если рядом нет антистатика.

1. Пыль на экране телевизора или компьютера очень часто подвергается такому заряду. Это все потому, что пыль сама по себе накапливает небольшой ток, а если она находиться на экранах, связанных с электричеством, тогда их количество значительно быстрее увеличивается. Для того, чтобы это исправить – нужно чаще проводить влажную уборку, тщательно протирая мониторы. Таким образом, накопление тока на поверхностях предметов и в воздухе уменьшится.
2. Насчет влажности и воздуха в помещении тоже есть небольшой секрет. Влажность в воздухе, приравнивается к монетам в кармане – очень хорошо притягивает заряды тока. Для того чтобы снизить появление статических зарядов в воздухе, можно набрать бутылки с водой и расставить по квартире. Это увлажняет воздух и соответственно собирает к себе все заряды. Подождав несколько часов можно воду из бутылок вылить, а квартиру проверить, таким образом, выветрив все возможные заряды из дома.
3. Бывает, что даже после таких хитростей частота зарядов не перестает уменьшаться, и это начинает серьезно беспокоить всю семью. Тогда стоит провести в квартире тщательную ревизию. Необходимо свести к минимуму количество синтетики в доме. Лучше заменить их на те, которые точно не смогут доставить проблем с электростатикой. Это шелк, шерсть, хлопок и другие материалы.

Как убрать статический ток с одежды?

Довольно противные или даже болезненные ощущения, когда, надевая свой любимый свитер, волосы электризуются, прическа портится, а сама вещь — бьет током. И так происходит не только со свитером, но и со всеми вещами из гардероба. Стоит задуматься, не пора ли начать бороться с этим током? Можно приобрести специальные средства в магазинах, но это очень дорого и химикаты не очень благоприятно воздействуют на кожу человека. Поэтому можно следовать советам, приведенным ниже, которые помогают снять заряд на одежде с помощью домашних средств.

1. Первое, что придет на помощь — пищевая сода. Когда придет момент стирки, необходимо прямо в самой стиральной машинке, на вещи насыпать одну четвертую часть стакана. Стоит учитывать, что количество используемой соды меняется, если одежды в барабане машинки меньше или больше среднего количества. Однако, в любом случае, больше половины стакана насыпать за один раз нельзя. Сода образовывает некий защитный слой на одежде, который мешает образованию тока, и при этом на одежде его не видно, если придерживаться нормы. В противном случае, если насыпать больше половины стакана, то весь защитный слой будет очень виден для окружающих.
2. Еще одним неплохим вариантом решения проблемы может стать обычный уксус. После окончания стирки, не вынимайте сразу одежду, а влейте в барабан приблизительно 50 мл белого дистиллированного уксуса. Его можно заменить, использовать яблочный уксус, что сильно не изменит результат. Далее, необходимо включить машинку и поставить белье полоскать и отжимать. Уксус действует так же, как и сода – создает защитный слой. Но если использовать больше уксуса, то последствием будет не цвет одежды, а резкий запах.
3. Еще одним вариантом считается использование натуральных тканей. Статическое электричество на них очень плохо скапливается. Поэтому при стирке можно просто положить в барабан ткань изо льна, кусок шерсти или еще что-то. Таким образом, весь заряд, скопившийся на одежде, перейдет на этот кусочек и его можно будет легко утилизировать.
4. Есть также маленькая хитрость. К одежде, которая подвержена току, можно приколоть с внутренней стороны металлическую булавку, заколку, брошку или просто положить немного мелочи в карман. Статическое электричество быстро уйдет на проводящий металл, и не будет скапливаться на одежде.

Watch this video on YouTube

Как снять статическое электричество с человека и окружающих предметов

Поскольку вредность статического электричества для взрослого и ребенка доказана временем, ученые давно искали способы, позволяющие защитить их от этого опасного явления. Особую важность приобретает вопрос защиты от статики маленьких детей, которые более чувствительны к его проявлениям. Для всех категорий пользователей разработано несколько различных подходов, позволяющих снять заряд статического электричества, накапливающийся со временем на поверхностях любого предмета.

Самый простой способ избавиться от статики, скопившейся на домашнем оборудовании (на персональном компьютере или стиральной машине, например) – заземлить их посредством соединения корпуса со специальной земляной шиной.

Простейший метод снятия заряда с любой носимой вещи – периодическое опрыскивание ее пульверизатором с водой, представляющей собой хорошее заземление.

Чтобы опасный заряд не скапливался на кузове автомобиля, на его заднем бампере крепится специальная полоска из проводящей ток резины (ремешок). Кроме того, при долгих поездках в личном автотранспорте обязательна проработка вопроса недопустимости скапливания зарядов из-за перемены положения тела относительно сидения. В результате возникающего при этом трения о чехлы их накапливается иногда достаточное количество, что нередко приводит к ощутимому и неприятному электрическому разряду. Поэтому следует периодически увлажнять сидения, опрыскивая их специальным компактным пульверизатором.

Возникновение статического электричества

Когда физическое тело находится в обычном нейтральном состоянии, баланс отрицательно и положительно заряженных частиц в нем соблюдается. Если же он нарушается, в теле образуется электрозаряд с тем или иным знаком, возникает поляризация – заряды приходят в движение.

Например:

• позитивные: воздух, шкура, асбест, стекло, кожа, слюда, шерсть, мех, свинец;
• негативные: эбонит, тефлон, селен, полиэтилен, полиэстер, латунь, медь, никель, латекс, янтарь;
• нейтральные: бумага, хлопок, древесина, сталь.

Статическая электризация предметов может происходить вследствие различных причин. Главными из них являются следующие:

• непосредственный контакт между телами с последующим разделением: трение (между диэлектриками или диэлектриком и металлом), наматывание, разматывание, перемещение слоев материала друг относительно друга и другие подобные манипуляции;
• мгновенное изменение температуры окружения: резкое охлаждение, помещение в духовку и др.;
• радиационное воздействие, облучение ультрафиолетом или рентгеновскими лучами, наведение сильных электрических полей;
• процессы резания – на станках для раскроя или разрезания бумажных листов;
• специальное направленное наведение статистическим разрядом.

На молекулярном уровне возникновение статического электричества происходит вследствие сложных процессов, когда электроны и ионы со сталкивающихся неоднородных поверхностей с разными атомарными связями поверхностного притягивания начинают перераспределяться. Чем быстрее материалы или жидкости перемещаются друг относительно друга, ниже их удельное сопротивление, больше площади, вступающие в контакт и усилия взаимодействия, тем выше будут степень электризации и электрический потенциал.

Источниками возникновения электростатики, как в бытовых, так и в промышленных условиях, являются компьютерная и офисная техника, телевизоры и прочие агрегаты и приборы, питающиеся от электрического тока. Например, у самого простого компьютера имеется пара вентиляторов для охлаждения системного блока. При разгоне воздуха частички пыли, содержащиеся в нем, электризуются и, сохраняя заряд, оседают на окружающих предметах, коже и волосах людей и даже проникают в легкие.

Вентиляторы в системных блоках компьютеров – постоянные источники статического электричества в быту

Также статика в большом количестве накапливается на экранах мониторов. В домах и производственных помещениях электростатические заряды образуются на полах, покрытых линолеумом или ПВХ-плиткой, на людях (в волосах и на синтетической одежде).

В природе очень мощным бывает статическое электричество, возникающее при перемещении облачных масс: между ними возникают огромные потенциалы электроэнергии, что проявляется в грозовых разрядах.

В промышленности часто встречается образование статических зарядов в случаях:

• трения лент транспортеров о валы, ремней проводов – о шкивы (особенно в случаях буксовки и застревания);
• при прохождении горючих жидкостей по трубопроводам;
• заполнении цистерн бензином и прочими жидкими нефтяными фракциями;
• попадания и продвижения пылинок в воздухопроводах с большой скоростью;
• во время размалывания, перемешивания и отсеивания сухих веществ;
• во время взаимного сжимания диэлектрических материалов разного рода и консистенции;
• обработке пластических масс механическим способом;
• прохождении сжиженного газа (особенно содержащего суспензии или пыль) по трубопроводам;
• перемещения тележек с прорезиненными шинами по изолирующему половому покрытию.

Защита от статического электричества

Электростатические поля имеют допустимый уровень напряженности, которые установлены в ГОСТ 12.1.045-84 и предельно допустимый их уровень равен $60$ кВ/м в час. Уровень напряженности зависит от времени пребывания на рабочем месте. Если фактический уровень напряженности электростатических полей превышает величину $60$ кВ/м, работники обязаны использовать средства защиты.

Средства защиты обязательно должны учитывать особенности технологических процессов предприятия, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещения и др. При разработке защитных мероприятий эти особенности дают возможность подходить к ним дифференцированно.

Осуществить защиту от статического электричества можно двумя путями:

1. Путем уменьшения интенсивности образования электрических зарядов;
2. Путем устранения образовавшихся зарядов статического электричества.

Уменьшить интенсивность можно за счет снижения скорости и силы трения, а также повышения электропроводимости диэлектрических свойств материалов. Сила трения будет меньше, если зона контакта взаимодействующих поверхностей будет смазана, шероховатость поверхности ликвидирована. При малой электропроводности материала интенсивность образования зарядов высокая, поэтому желательно применять такие, которые имеют большую электропроводность, например, использовать антистатический линолеум для покрытия полов. В принципе, намного предпочтительнее те предметы и вещества, которые соприкасаются, производить из одного материала, потому что контактной электролизации уже не будет – в полиэтиленовых бочках, например, хранить полиэтиленовый порошок, а если его необходимо транспортировать, то лучше это сделать по полиэтиленовым трубопроводам и шлангам.

Заряды статического электричества устраняются заземлением корпусов оборудования.

С кузовов автомобилей статическое электричество снимают при помощи электропроводной полоски «антистатик», которую крепят к днищу. Иногда можно увидеть, что кузов «искрит», в этом случае, чтобы разрядить его, надо прикоснуться металлическим предметом

Особенно важно сделать это перед заправкой машины бензином

Статические заряды, которые образуются в самолетах во время их полетов, снимаются металлическими тросиками, закрепленными на днищах фюзеляжа и шасси.

Заземлители в виде цепей используются для бензозаправщиков. Цепи постоянно контактируют с поверхностью земли при движении автомобиля. Дополнительное заземление используется во время слива бензина в цистерны на бензозаправочной станции.

Электростатические заряды практически не образуются при большой влажности воздуха, потому что он имеет хорошую электропроводность, поэтому увлажнение воздуха будет самым простым и достаточно распространенным методом борьбы со статическим электричеством.

Замечание 4

Хорошим методом по устранению электрических зарядов является ионизация воздуха. Образующиеся ионы нейтрализуют заряды статического электричества. На производстве широко распространены электрические ионизаторы. Индивидуальными средствами защиты являются антистатическая обувь, халаты, для защиты рук применяются заземляющие браслеты.

Защита трубопроводов и промышленного оборудования от статического напряжения

Наиболее тяжелые последствия разряд может вызвать, если затронет трубопроводы на объектах промышленности. Особенно тяжелыми будут последствия такого воздействия на химическом, нефтеперерабатывающем предприятии. Это касается и использующихся в быту газопроводов. Чтобы их избежать, принимают меры, которые направлены на защиту трубопроводов на производстве от статического электричества.

Правила защиты

Перечень подобных мер в Российской Федерации регулируется правилами, которые были утверждены 31 января 1971 года, и действуют по сей день.

Защита трубопроводов урегулирована специальными правилами

Методы защиты

Нормативный документ предусматривает следующие мероприятия, направленные на предотвращение возникновения зарядов статического электричества:

• Заземление. Согласно правилам, все конструкции, в которых может образоваться заряд статического электричества, необходимо заземлять.
• Уменьшение удельного поверхностного сопротивления в материале, где может образоваться заряд. Этот показатель зависит от общей площади предмета. Чем она меньше, тем меньше сопротивление.
• Использование нейтрализаторов. Заряд статического электричества можно нейтрализовать с помощью устройств, которые созданы специально для этого. Чаще всего они генерируют индукционное поле или излучают радиоизотопы. Это предотвращает накопление одинакового заряда в большом количестве электронов и возникновение статического напряжения.

Вам это будет интересно Особенности теплого света

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.

Перечень причин:

1. 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.
2. Перепады температурно-влажностного режима. Если в нагретую емкость поместить предмет, то статэлектричество будет накоплено.
3. При мощном электромагнитном, рентгеновском или ультрафиолетовом облучении.
4. 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.

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.

Какая опасность статического напряжения

Главная опасность заключается в неконтролируемом ударе током. В быту это практически неопасно: например, при снятии шерстяного свитера человека ударит током, но сила этого заряда будет крайне мала.

При длительном нахождении в электрическом поле повышенной напряженности у человека могут начаться проблемы со здоровьем: головные боли, нарушение сна, раздражительность, нарушение работы сердечно-сосудистой и нервной систем.

Достаточно сильный разряд может привести к пожару

Намного выше опасность статического напряжения на производстве и при перевозке легковоспламеняемых веществ: при сильном разряде они могут взорваться или загореться. Например, в вентиляции и вытяжке может скопиться пыль из диэлектрического материала, который легко вспыхивает и разгорается из-за постоянной подачи воздуха. При перевозке электричество может скапливаться при перекачке или сливе жидкостей, даже за счет плескания при езде.

Важно! В домашних условиях полезно «заземляться», например, ходить босиком.

Что такое статическое электричество

Под статическим напряжением понимают самостоятельно возникающий и сохраняющийся в проводниках или диэлектриках электрический заряд. Он появляется вследствие перераспределения электронов, в результате которого часть из них приобретает одинаковый заряд. Результат этих процессов – возникновение разряда при прикосновении к предмету, в котором появилось статическое электричество. Чаще всего это происходит в предметах, которые изготовлены путем соединения частей из разных материалов (например, двух различных металлических сплавов).

Статическое электричество возникает из-за изменения заряда электронов

В чем опасность явления

Статическое электричество в некоторых случаях представляет опасность для человека. Она выражается в следующем:

• Поражение электрическим током. Обычно разряд неопасен. Это обусловлено его небольшой мощностью. Однако если в каком-либо предмете накопился слишком сильный заряд, он может причинить существенный вред здоровью человека. Он может выражаться в травмах или повреждении кожных покровов в результате ожога. В отдельных случаях возможна смерть пострадавшего.
• Выход из строя электроприборов. При попадании разряда на бытовую электронику она обычно выходит из строя. Для того, чтобы ее сломать, достаточно даже очень слабого разряда, совершенно не опасного для здоровья человека. Особенно чувствительны к подобному воздействию «умные» устройства: компьютеры, смартфоны.
• Риск возникновения пожара. Во время высвобождения заряда обычно возникают маленькие искры. Если они попадут на легковоспламеняющееся вещество (горюче-смазочные материалы, высокомолекулярные растворители), произойдет возгорание, которое способно повлечь пожар.

Именно поэтому принимают меры, целью которых является защита от статического электричества, которая предотвращает его появление и минимизирует негативные последствия. Особенно она важна на производстве, где даже одна искра может привести к катастрофическим последствиям.

Объекты промышленности нуждаются в особой защите

Способы снятия статического напряжения

В руководстве по защите от статического электричества также предусматрен ряд мер, направленных на минимизацию вредоносных последствий воздействия разряда и его снятие. Вот основные из них:

• очистка проходящих по трубопроводам газов и жидкостей от посторонних примесей (например, твердых частиц);
• недопущение распыления и разбрызгивания веществ;
• строгое соблюдение требований к скорости движения по трубопроводу.

Вам это будет интересно Плюс — это фаза или ноль

Чтобы не допустить попадание посторонних примесей в трубопровод, используют фильтры. На фото изображен газовый