Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
1
ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ
Elektryczność statyczna powoduje zakłócenia natury technologiczne,
zmniejsza wydajność pracy, obniża jakość produkowanych wyrobów. Występowanie
wysokich napięć na produkowanych materiałach, izolowanych od ziemi maszynach,
ludziach jest powodem porażeń elektrostatycznych, które prowadzą do nagłej reakcji
mięśni, a w rezultacie okaleczenia pracownika, wypadku. Najpoważniejszym
niebezpieczeństwem związanym z elektrycznością statyczną jest możliwość
zainicjowania pożaru lub wybuchu medium palnego na skutek iskrowego przebicia
środowiska.
W normie PN-92/E-05202 wymienione są czynniki powodujące stan
zagrożenia. Zagrożenia pożarowe i wybuchowe wywołane możliwością wyładowań
elektrostatycznych w kontrolowanym obiekcie jest uzależnione pośrednio od:
właściwości fizykochemicznych i stanu substancji (materiałów, elementów)
tworzących rozpatrywany obiekt, zwłaszcza wpływających na możli8wość
osiągnięcia stanu naelektryzowania;
rozmiarów (geometrii) obiektu oraz od wynikającego stąd powierzchniowego
rozkładu ładunku;
parametrów technologicznych i charakteru procesu produkcyjnego,
w szczególności prędkości przemieszczania materiałów (mediów), występujących
w procesie oddziaływań;
parametrów środowiska otaczającego dany obiekt oraz do niego przenikającego,
a zwłaszcza temperatury, ciśnienia i wilgotności powietrza.
W powyższej normie opisano również bezpośrednie czynniki które wpływają na
powstawanie zagrożeń wywołanych przez elektryczność statyczną:
maksymalna energia wyładowań elektrostatycznych, powstających lub mogących
powstawać w kontrolowanym obiekcie;
podatność danego obiektu na zapalające lub inicjujące wybuch działanie
wyładowania elektrostatycznego.
Postanowienia normy mają zastosowanie we wszystkich dziedzinach gospodarki
narodowej dotyczących obiektów, w których istnieje możliwość powstania zagrożenia
pożarowego lub/i wybuchowego w efekcie wyładowań elektrostatycznych.
1. ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ W ŚRODOWISKU NATURALNYM
W ciągu każdej sekundy nad powierzchnią Ziemi przetacza się około dwóch
tysięcy burz z piorunami. Są one integralną partią obwodu elektrycznego. Ponieważ
podczas słonecznej pogody elektrony stale uchodzą z powierzchni planety do
atmosfery, błyskawice są niezbędne, by zrównoważyć ujemne ziemskie pole
elektryczne. Jak gigantyczny kondensator, burza z piorunami huczy ogłuszającymi
grzmotami wyładowań. Towarzyszy jej ulewny deszcz, podmuch wiatrów i niszczące
gradobicia, a czasem nawet straszliwe tornada i trąby wodne. Gdy silne prądy
ciepłego powietrza rwą w górę, budując rozległy cumulonimbus, rozwija się burza
2
z piorunami. Chmura, w której ona powstaje, ma szerokość kilku i wysokość do
15 km, a prąd strumieniowy strzępi jej wierzchołek w typowy kształt kowadła chmura
taka może być czasem samotnym gigantem, a innym razem kilka cumulonimbusów
sczepia się i podąża razem.
Błyskawice rażą powierzchnię planety około 100 razy w każdej sekundzie
doby. Każdy z tych jaskrawych błysków jest iskrą elektryczną niosącą ku Ziemi
ogromne ładunki elektryczne – dość by przez kilka dni oświetlić niewielkie
miasteczko. Ten falujący strumień elektryczności podgrzewa kolumnę powietrza
o średnicy 5 cm do temperatury 30000
0
C. Jest to pięciokrotna wysokość temperatury
Słońca, więc powietrze rozszerza się, wybuchając z ogłuszającym trzaskiem, czyli
grzmotem.
CHMURA BURZOWA
CHMURA BURZOWA
+ + + +
+ + + _
_ _ _ _
_ _ _ _
_ _ _ _
a _ _ _
+ + + +
+ + + _
_ _ _
_ _ _
_ _ _
b _ _ _
_ _ _
+ +
+ +
+ +
+ +
ZIEMIA
+ +
+ + +
+ + + +
ZIEMIA
CHMURA BURZOWA
CHMURA BURZOWA
+ + + +
+ + + _
_ _
_ + _
_ _ _
c _+ _ +
_ _ _
+ + _
_ + _
+ +
+
ZIEMIA
+ + + +
+ + + _
+ _ +
+ + _
_ _
d _+ _ _
_ _ +
+ + _
_ + _
_ _ _
ZIEMIA
Rys. Powstawanie wyładowań atmosferycznych [4]
3
Ale jak powstają pioruny? Pytanie to nurtuje na pewno wielu obserwatorów
którzy nie raz w burzową noc przyglądali się jasnym błyskom na niebie. Otóż
przesuwająca się burza z piorunami indukuje dodatnie naładowanie Ziemi więc
strumień elektronów zaczyna poszukiwać drogi ku powierzchni Ziemi (rys.a). Jeśli to
słabe wyładowanie zbliża się do gruntu, przyciąga krótkie wyładowania wstęgowe
dodatnich ładunków z wysokich obiektów próbując ustabilizować natężenie prądu
(rys.b). Kiedy kanały połączą się, tworząc ścieżkę najmniejszego oporu
elektrycznego, potężne oślepiające uderzenie bije z ziemi w górę (rys.c). Po tym
uderzeniu następuje pierwsze ujemne wyładowanie w dół. Wzdłuż powstałego kanału
przebiega następnie kilka naprzemiennych wyładowań tworzących migocącą
błyskawicę (rys.d).
Błyskawice kładą drzewa pokotem i niszczą zasiewy, burzą domy i powodują
upadki samolotów przy podejściu do lądowania. W 1985 roku w Dallas zginęło w ten
sposób 134 osoby. Pioruny wybierają na powierzchni gruntu miejsce o najniższym
oporze elektrycznym. Odkryte wierzchołki wzgórz, pola golfowe, boiska sportowe
i otwarte wody należą więc podczas burzy do najgorszych schronień. Większość ludzi
potęguje niebezpieczeństwo, przeczekując burzę pod wysokimi drzewami, często
trzymając w ręku metalowy przedmiot np. parasolkę. Błyskawica uderzając w drzewo
przeskakuje bowiem na osobę stojącą obok, gdyż ciało ludzkie jest lepszym od
drewna przewodnikiem elektryczności.
Ludzie porażeni piorunem doznają szoku elektrycznego, który może zatrzymać
akcję serca i powoduje poważne oparzenia, ale szybka reanimacja może przywrócić
ofiarę do życia. Najbezpieczniejszym miejscem w czasie burzy jest wnętrze budynku,
jednakże uderzenie pioruna rozchodzi się po instalacji elektrycznej lub wodnej i może
trafić osobę znajdującą się w pobliżu.
2. ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ DOTYCZĄCE CZŁOWIEKA
W elektrostatyce ciało człowieka traktowane jest jako dobry przewodnik
prądu. Człowiek łatwo elektryzuje się w wyniku kontaktu z naelektryzowanym ciałem
przewodzącym, w wyniku kontaktu i tarcia o dielektryki oraz przez indukcję.
Pojemność elektryczna ciała człowieka wynosi od ok. 100 pF do ok. 400 pF.
Człowiek stanowi jak gdyby jedną okładkę konde4nsatora drugą jest ziemia lub
otaczające go przedmioty. Pojemność elektryczna człowieka zależy od jego wzrostu
i tuszy, a nawet od grubości podeszwy obuwia.
Nie przewodząca odzież jest najczęstszą przyczyną elektryzacji człowieka,
przy czym ciało może się naelektryzować wskutek tarcia o nie odzieży lub w wyniku
indukcji od naelektryzowanej odzieży. Elektryzacja w układzie człowiek – odzież
występuje zazwyczaj:
podczas tarcia odzieży bezpośrednio o ciało człowieka;
w wyniku kontaktu i tarcia odzieży wierzchniej z bielizną;
przy zdejmowaniu poszczególnych części odzieży;
na skutek kontaktu i tarcia tkaniny odzieży wierzchniej o przedmioty z otoczenia;
w rezultacie chodzenia w nie przewodzącym obuwiu.
4
Naelektryzowany człowiek ulega rozładowaniu podczas zbliżania np. ręki do
uziemionego przewodnika, maszyny baterii wodociągowej itp. Uziemienie obiektów
przewodzących nie jest warunkiem koniecznym przeskoku iskry z naelektryzowanego
człowieka. Przeskok iskry na każdy obiekt przewodzący jest możliwy, jeśli tylko
występuje odpowiednia różnica potencjałów między człowiekiem, a danym obiektem.
Przeskok iskry z naelektryzowanych przedmiotów z otoczenia może nastąpić nawet
wtedy, gdy człowiek nie jest naelektryzowany. Dowodzi to, że zwalczanie
elektryczności statycznej należy traktować kompleksowo.
Elektryczność statyczna powoduje negatywne oddziaływanie na odczucia
człowieka. To negatywne oddziaływanie wyraża się przede wszystkim poprzez
odczucie mikrowstrząsów o różnym stopniu nasilenia, powodujące
mikrowyładowania powstającymi np. pomiędzy palcami rąk dotykającymi
uziemionych przewodników. Ładunki elektryczne mogą powodować wiele zjawisk:
wyładowania iskrowe podczas zbliżania jakiejkolwiek części ciała do
uziemionego przewodnika;
wyładowania iskrowe między odzieżą a uziemionym przewodnikiem;
cząstki pyłu, przyciągane w polu elektrostatycznym, powodują brudzenie odzieży;
dotknięcie uziemionego przewodnika może być źródłem szoku;
przyciąganie odzieży do skóry na skutek indukowania w ciele człowieka
ładunków przeciwnego znaku.
Jednakże największym zagrożeniem dla człowieka jest występowanie
wysokich napięć elektrostatycznych (rzędu dziesiątek i setek kilowoltów), które
występują w przemyśle na maszynach ciągu technologicznego. Napięcia te mogą być
przyczyną porażeń prądem elektrycznym. Ból i szok na skutek nagłej reakcji mięśni,
mogą spowodować okaleczenie pracownika obsługującego maszyny i urządzenia
produkcyjne.
3. ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ W PRZEMYŚLE
Działanie ładunków elektrostatycznych stwarza w przemyśle często
różnorodne trudności w przebiegu procesów produkcyjnych, powodując niszczenie
urządzeń i zagrażając bezpieczeństwu pracowników.
Niepożądane skutki elektryzacji statycznej przejawiają się na ogół w kilku
kierunkach, wywołując:
zakłócenia natury technologicznej. Przyciąganie się i odpychanie lekkich
przedmiotów np. włókien, papieru folii z tworzyw sztucznych, cząstek pyłów,
sproszkowanych substancji, farb w stanie ciekłym itp. powoduje zakłócenia toku
produkcji, zmniejszenia wydajności procesów, zanieczyszczenie wyrobów
i zwiększenie liczby braków produkcyjnych;
zakłócenia w działaniu aparatury elektrycznej (wpływ pól elektrostatycznych),
utrudniające albo uniemożliwiające wykonanie dokładnych pomiarów, łączność
w samochodach albo samolotach;
chemiczną erozję materiałów. Przykładem może być przerywanie dętek
samochodowych. Podczas jazdy samochodem następuje, wskutek
5
naelektryzowania, wyładowanie iskrowe, któremu towarzyszy wytwarzanie się
w powietrzu ozonu. Cząsteczka ozonu rozpada się na obojętną cząsteczkę tlenu
oraz pojedynczy aktywny atom tlenu i rozrywa dętkę. Jak również niszczenie
smarów, zwiększenie chropowatości pierścieni w łożyskach tocznych itp.
niebezpieczeństwo pożaru lub wybuchu. W pomieszczeniach, w których operuje
się substancjami palnymi albo wybuchowymi, iskrowe wyładowania
elektrostatyczne może spowodować zapłon lub wybuch substancji stałych,
ciekłych i mieszanin wybuchowych pyłów i par z powietrzem. Stanowi to
zagrożenie dla zdrowia lub życia zatrudnionego personelu i grozi też zniszczeniem
gotowych wyrobów , maszyn oraz urządzeń produkcyjnych, powodując straty
materialne.
Najpoważniejszym niebezpieczeństwem w związku z powstawaniem
ładunków elektrostatycznych stwarzają elektryczne wyładowania iskrowe, mogące
powodować pożary i wybuchy, dlatego ten punkt omówimy dokładniej. Zapłonowi
ulegają mieszaniny wybuchowe par substancji palnych z powietrzem, różnego rodzaju
pyły, włókna przędzy. Ładunki statyczne mogą powodować również znaczne straty
gospodarcze i dlatego zagadnienia te powinny być traktowane bardzo poważnie.
Zagrożenie wyładowaniem iskrowym jest szczególnie duże w otoczeniu
ostrych naładowanych krawędzi przybliżanych do uziemionych obiektów
przewodzących. Wynika to stąd, że jeśli nawet początkowo obiekt jest równomiernie
naładowany ładunkiem elektrycznym (rys.A), to podczas zbliżania do uziemionych
przewodzących elementów, w taki sposób, że tworzy się układ zbliżony do układu
ostrze – płaszczyzna (rys.B), następuje przemieszczenie się ładunku na powierzchnię
ostrza. Wytworzone przez te przemieszczone ładunki pole elektryczne elektryzuje
uziemiony element, powodując zaindukowanie na jego powierzchni ładunku
elektrycznego przeciwnego znaku. Ponadto, natężenie pola elektrycznego w otoczeniu
ostrza, może mieć wartości na tyle duże, że wywołuje lawinową jonizację cząstek
gazu i w efekcie zostaje zainicjowane wyładowanie iskrowe. Energia cieplna
skupiona w otoczeniu iskry może się okazać wystarczająca do zainicjowania wybuchu
lub spowodowania pożaru.
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl hannaeva.xlx.pl
ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ
Elektryczność statyczna powoduje zakłócenia natury technologiczne,
zmniejsza wydajność pracy, obniża jakość produkowanych wyrobów. Występowanie
wysokich napięć na produkowanych materiałach, izolowanych od ziemi maszynach,
ludziach jest powodem porażeń elektrostatycznych, które prowadzą do nagłej reakcji
mięśni, a w rezultacie okaleczenia pracownika, wypadku. Najpoważniejszym
niebezpieczeństwem związanym z elektrycznością statyczną jest możliwość
zainicjowania pożaru lub wybuchu medium palnego na skutek iskrowego przebicia
środowiska.
W normie PN-92/E-05202 wymienione są czynniki powodujące stan
zagrożenia. Zagrożenia pożarowe i wybuchowe wywołane możliwością wyładowań
elektrostatycznych w kontrolowanym obiekcie jest uzależnione pośrednio od:
właściwości fizykochemicznych i stanu substancji (materiałów, elementów)
tworzących rozpatrywany obiekt, zwłaszcza wpływających na możli8wość
osiągnięcia stanu naelektryzowania;
rozmiarów (geometrii) obiektu oraz od wynikającego stąd powierzchniowego
rozkładu ładunku;
parametrów technologicznych i charakteru procesu produkcyjnego,
w szczególności prędkości przemieszczania materiałów (mediów), występujących
w procesie oddziaływań;
parametrów środowiska otaczającego dany obiekt oraz do niego przenikającego,
a zwłaszcza temperatury, ciśnienia i wilgotności powietrza.
W powyższej normie opisano również bezpośrednie czynniki które wpływają na
powstawanie zagrożeń wywołanych przez elektryczność statyczną:
maksymalna energia wyładowań elektrostatycznych, powstających lub mogących
powstawać w kontrolowanym obiekcie;
podatność danego obiektu na zapalające lub inicjujące wybuch działanie
wyładowania elektrostatycznego.
Postanowienia normy mają zastosowanie we wszystkich dziedzinach gospodarki
narodowej dotyczących obiektów, w których istnieje możliwość powstania zagrożenia
pożarowego lub/i wybuchowego w efekcie wyładowań elektrostatycznych.
1. ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ W ŚRODOWISKU NATURALNYM
W ciągu każdej sekundy nad powierzchnią Ziemi przetacza się około dwóch
tysięcy burz z piorunami. Są one integralną partią obwodu elektrycznego. Ponieważ
podczas słonecznej pogody elektrony stale uchodzą z powierzchni planety do
atmosfery, błyskawice są niezbędne, by zrównoważyć ujemne ziemskie pole
elektryczne. Jak gigantyczny kondensator, burza z piorunami huczy ogłuszającymi
grzmotami wyładowań. Towarzyszy jej ulewny deszcz, podmuch wiatrów i niszczące
gradobicia, a czasem nawet straszliwe tornada i trąby wodne. Gdy silne prądy
ciepłego powietrza rwą w górę, budując rozległy cumulonimbus, rozwija się burza
2
z piorunami. Chmura, w której ona powstaje, ma szerokość kilku i wysokość do
15 km, a prąd strumieniowy strzępi jej wierzchołek w typowy kształt kowadła chmura
taka może być czasem samotnym gigantem, a innym razem kilka cumulonimbusów
sczepia się i podąża razem.
Błyskawice rażą powierzchnię planety około 100 razy w każdej sekundzie
doby. Każdy z tych jaskrawych błysków jest iskrą elektryczną niosącą ku Ziemi
ogromne ładunki elektryczne – dość by przez kilka dni oświetlić niewielkie
miasteczko. Ten falujący strumień elektryczności podgrzewa kolumnę powietrza
o średnicy 5 cm do temperatury 30000
0
C. Jest to pięciokrotna wysokość temperatury
Słońca, więc powietrze rozszerza się, wybuchając z ogłuszającym trzaskiem, czyli
grzmotem.
CHMURA BURZOWA
CHMURA BURZOWA
+ + + +
+ + + _
_ _ _ _
_ _ _ _
_ _ _ _
a _ _ _
+ + + +
+ + + _
_ _ _
_ _ _
_ _ _
b _ _ _
_ _ _
+ +
+ +
+ +
+ +
ZIEMIA
+ +
+ + +
+ + + +
ZIEMIA
CHMURA BURZOWA
CHMURA BURZOWA
+ + + +
+ + + _
_ _
_ + _
_ _ _
c _+ _ +
_ _ _
+ + _
_ + _
+ +
+
ZIEMIA
+ + + +
+ + + _
+ _ +
+ + _
_ _
d _+ _ _
_ _ +
+ + _
_ + _
_ _ _
ZIEMIA
Rys. Powstawanie wyładowań atmosferycznych [4]
3
Ale jak powstają pioruny? Pytanie to nurtuje na pewno wielu obserwatorów
którzy nie raz w burzową noc przyglądali się jasnym błyskom na niebie. Otóż
przesuwająca się burza z piorunami indukuje dodatnie naładowanie Ziemi więc
strumień elektronów zaczyna poszukiwać drogi ku powierzchni Ziemi (rys.a). Jeśli to
słabe wyładowanie zbliża się do gruntu, przyciąga krótkie wyładowania wstęgowe
dodatnich ładunków z wysokich obiektów próbując ustabilizować natężenie prądu
(rys.b). Kiedy kanały połączą się, tworząc ścieżkę najmniejszego oporu
elektrycznego, potężne oślepiające uderzenie bije z ziemi w górę (rys.c). Po tym
uderzeniu następuje pierwsze ujemne wyładowanie w dół. Wzdłuż powstałego kanału
przebiega następnie kilka naprzemiennych wyładowań tworzących migocącą
błyskawicę (rys.d).
Błyskawice kładą drzewa pokotem i niszczą zasiewy, burzą domy i powodują
upadki samolotów przy podejściu do lądowania. W 1985 roku w Dallas zginęło w ten
sposób 134 osoby. Pioruny wybierają na powierzchni gruntu miejsce o najniższym
oporze elektrycznym. Odkryte wierzchołki wzgórz, pola golfowe, boiska sportowe
i otwarte wody należą więc podczas burzy do najgorszych schronień. Większość ludzi
potęguje niebezpieczeństwo, przeczekując burzę pod wysokimi drzewami, często
trzymając w ręku metalowy przedmiot np. parasolkę. Błyskawica uderzając w drzewo
przeskakuje bowiem na osobę stojącą obok, gdyż ciało ludzkie jest lepszym od
drewna przewodnikiem elektryczności.
Ludzie porażeni piorunem doznają szoku elektrycznego, który może zatrzymać
akcję serca i powoduje poważne oparzenia, ale szybka reanimacja może przywrócić
ofiarę do życia. Najbezpieczniejszym miejscem w czasie burzy jest wnętrze budynku,
jednakże uderzenie pioruna rozchodzi się po instalacji elektrycznej lub wodnej i może
trafić osobę znajdującą się w pobliżu.
2. ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ DOTYCZĄCE CZŁOWIEKA
W elektrostatyce ciało człowieka traktowane jest jako dobry przewodnik
prądu. Człowiek łatwo elektryzuje się w wyniku kontaktu z naelektryzowanym ciałem
przewodzącym, w wyniku kontaktu i tarcia o dielektryki oraz przez indukcję.
Pojemność elektryczna ciała człowieka wynosi od ok. 100 pF do ok. 400 pF.
Człowiek stanowi jak gdyby jedną okładkę konde4nsatora drugą jest ziemia lub
otaczające go przedmioty. Pojemność elektryczna człowieka zależy od jego wzrostu
i tuszy, a nawet od grubości podeszwy obuwia.
Nie przewodząca odzież jest najczęstszą przyczyną elektryzacji człowieka,
przy czym ciało może się naelektryzować wskutek tarcia o nie odzieży lub w wyniku
indukcji od naelektryzowanej odzieży. Elektryzacja w układzie człowiek – odzież
występuje zazwyczaj:
podczas tarcia odzieży bezpośrednio o ciało człowieka;
w wyniku kontaktu i tarcia odzieży wierzchniej z bielizną;
przy zdejmowaniu poszczególnych części odzieży;
na skutek kontaktu i tarcia tkaniny odzieży wierzchniej o przedmioty z otoczenia;
w rezultacie chodzenia w nie przewodzącym obuwiu.
4
Naelektryzowany człowiek ulega rozładowaniu podczas zbliżania np. ręki do
uziemionego przewodnika, maszyny baterii wodociągowej itp. Uziemienie obiektów
przewodzących nie jest warunkiem koniecznym przeskoku iskry z naelektryzowanego
człowieka. Przeskok iskry na każdy obiekt przewodzący jest możliwy, jeśli tylko
występuje odpowiednia różnica potencjałów między człowiekiem, a danym obiektem.
Przeskok iskry z naelektryzowanych przedmiotów z otoczenia może nastąpić nawet
wtedy, gdy człowiek nie jest naelektryzowany. Dowodzi to, że zwalczanie
elektryczności statycznej należy traktować kompleksowo.
Elektryczność statyczna powoduje negatywne oddziaływanie na odczucia
człowieka. To negatywne oddziaływanie wyraża się przede wszystkim poprzez
odczucie mikrowstrząsów o różnym stopniu nasilenia, powodujące
mikrowyładowania powstającymi np. pomiędzy palcami rąk dotykającymi
uziemionych przewodników. Ładunki elektryczne mogą powodować wiele zjawisk:
wyładowania iskrowe podczas zbliżania jakiejkolwiek części ciała do
uziemionego przewodnika;
wyładowania iskrowe między odzieżą a uziemionym przewodnikiem;
cząstki pyłu, przyciągane w polu elektrostatycznym, powodują brudzenie odzieży;
dotknięcie uziemionego przewodnika może być źródłem szoku;
przyciąganie odzieży do skóry na skutek indukowania w ciele człowieka
ładunków przeciwnego znaku.
Jednakże największym zagrożeniem dla człowieka jest występowanie
wysokich napięć elektrostatycznych (rzędu dziesiątek i setek kilowoltów), które
występują w przemyśle na maszynach ciągu technologicznego. Napięcia te mogą być
przyczyną porażeń prądem elektrycznym. Ból i szok na skutek nagłej reakcji mięśni,
mogą spowodować okaleczenie pracownika obsługującego maszyny i urządzenia
produkcyjne.
3. ZAGROŻENIA WYWOŁANE PRZEZ ELEKTRYCZNOŚĆ
STATYCZNĄ W PRZEMYŚLE
Działanie ładunków elektrostatycznych stwarza w przemyśle często
różnorodne trudności w przebiegu procesów produkcyjnych, powodując niszczenie
urządzeń i zagrażając bezpieczeństwu pracowników.
Niepożądane skutki elektryzacji statycznej przejawiają się na ogół w kilku
kierunkach, wywołując:
zakłócenia natury technologicznej. Przyciąganie się i odpychanie lekkich
przedmiotów np. włókien, papieru folii z tworzyw sztucznych, cząstek pyłów,
sproszkowanych substancji, farb w stanie ciekłym itp. powoduje zakłócenia toku
produkcji, zmniejszenia wydajności procesów, zanieczyszczenie wyrobów
i zwiększenie liczby braków produkcyjnych;
zakłócenia w działaniu aparatury elektrycznej (wpływ pól elektrostatycznych),
utrudniające albo uniemożliwiające wykonanie dokładnych pomiarów, łączność
w samochodach albo samolotach;
chemiczną erozję materiałów. Przykładem może być przerywanie dętek
samochodowych. Podczas jazdy samochodem następuje, wskutek
5
naelektryzowania, wyładowanie iskrowe, któremu towarzyszy wytwarzanie się
w powietrzu ozonu. Cząsteczka ozonu rozpada się na obojętną cząsteczkę tlenu
oraz pojedynczy aktywny atom tlenu i rozrywa dętkę. Jak również niszczenie
smarów, zwiększenie chropowatości pierścieni w łożyskach tocznych itp.
niebezpieczeństwo pożaru lub wybuchu. W pomieszczeniach, w których operuje
się substancjami palnymi albo wybuchowymi, iskrowe wyładowania
elektrostatyczne może spowodować zapłon lub wybuch substancji stałych,
ciekłych i mieszanin wybuchowych pyłów i par z powietrzem. Stanowi to
zagrożenie dla zdrowia lub życia zatrudnionego personelu i grozi też zniszczeniem
gotowych wyrobów , maszyn oraz urządzeń produkcyjnych, powodując straty
materialne.
Najpoważniejszym niebezpieczeństwem w związku z powstawaniem
ładunków elektrostatycznych stwarzają elektryczne wyładowania iskrowe, mogące
powodować pożary i wybuchy, dlatego ten punkt omówimy dokładniej. Zapłonowi
ulegają mieszaniny wybuchowe par substancji palnych z powietrzem, różnego rodzaju
pyły, włókna przędzy. Ładunki statyczne mogą powodować również znaczne straty
gospodarcze i dlatego zagadnienia te powinny być traktowane bardzo poważnie.
Zagrożenie wyładowaniem iskrowym jest szczególnie duże w otoczeniu
ostrych naładowanych krawędzi przybliżanych do uziemionych obiektów
przewodzących. Wynika to stąd, że jeśli nawet początkowo obiekt jest równomiernie
naładowany ładunkiem elektrycznym (rys.A), to podczas zbliżania do uziemionych
przewodzących elementów, w taki sposób, że tworzy się układ zbliżony do układu
ostrze – płaszczyzna (rys.B), następuje przemieszczenie się ładunku na powierzchnię
ostrza. Wytworzone przez te przemieszczone ładunki pole elektryczne elektryzuje
uziemiony element, powodując zaindukowanie na jego powierzchni ładunku
elektrycznego przeciwnego znaku. Ponadto, natężenie pola elektrycznego w otoczeniu
ostrza, może mieć wartości na tyle duże, że wywołuje lawinową jonizację cząstek
gazu i w efekcie zostaje zainicjowane wyładowanie iskrowe. Energia cieplna
skupiona w otoczeniu iskry może się okazać wystarczająca do zainicjowania wybuchu
lub spowodowania pożaru.