ESD zaščita v proizvodnih procesih
Električni udar osebe lahko povzroči izpostavljenost statični elektriki.
Statična elektrika — to je torna elektrika, ki nastane zaradi fizikalnega pojava elektrifikacije pri trenju dielektrika in prevodnika, pri drgnjenju dielektrikov drug ob drugega, pri drobljenju dielektrika, pri udarcu dielektrika, ko se zlomi.
Proces kopičenja in izginotja nabojev iz statične elektrike poteka počasi, postopoma. Razlikovati med statično elektriko, ki je posledica poteka različnih tehnoloških procesov, in atmosfersko statično elektriko.
V praksi statična elektrika nastane:
- pri transportu tekočih dielektrikov po cevovodih;
- pri polnjenju in praznjenju rezervoarjev z naftnimi derivati;
- pri premikanju papirja v strojih za rezanje papirja;
- pri proizvodnji gumijastega lepila v mešalnikih lepila;
- med delovanjem predilnih in tkalskih strojev, ko se niti premikajo po kovinski površini;
- pri delu z jermenskimi pogoni;
- ko se plini premikajo po cevovodih;
- v prostorih z veliko organskega prahu;
- v mnogih drugih tehnoloških procesih,
- ko oseba nosi oblačila iz svile, volne, najlona, lavsana, najlona itd.
Med proizvodnimi procesi je treba naboje statične elektrike odvajati v tla ali nevtralizirati v zraku.
Če se to ne zgodi, potem naboji, nabrani na posameznih kovinskih delih opreme, ustvarjajo visoke potenciale glede na tla, ki lahko dosežejo vrednosti več deset tisoč voltov.
To povzroči, da se statična elektrika razelektri skozi človeško telo, kar povzroči poškodbe živčnega in kardiovaskularnega sistema.
Poleg tega naboji statične elektrike poškodujejo izdelke, pokvarijo surovine in materiale ter upočasnijo potek tehnoloških procesov.
Statična iskra lahko povzroči eksplozijo ali požar, če se pojavi v vnetljivem okolju (vnetljive snovi in oksidanti), kar lahko povzroči resno materialno škodo in telesne poškodbe.
V takih panogah je nujno treba izvajati posebne zaščitne ukrepe, ki zmanjšajo potencial statične elektrike glede na zemljo na varne vrednosti.
Prav tako je treba sprejeti ukrepe za zaščito osebne zaščite ljudi, ki delajo v teh panogah, pred kopičenjem statične elektrike.
V industrijskih procesih se za preprečitev nastajanja isker zaradi statične elektrike izvaja veliko različnih tehničnih ukrepov za zmanjšanje visokih elektrostatičnih potencialov na varne vrednosti. Te vključujejo naslednje dejavnosti:
1.3 Ozemljitev kovinskih delov opreme, ki je v večini primerov najbolj zanesljiv način zaščite
V tem primeru statična elektrika teče na tla. Ozemljitev različnih rezervoarjev, plinskih rezervoarjev, naftovodov, transportnih trakov za premog, razkladalnih naprav itd. mora biti izvedena vsaj v dveh točkah.
Tovornjaki cisterne, letala so med raztovarjanjem in polnjenjem goriva povezani s posebno ozemljitvijo. Na poti so tankerji prizemljeni s posebno kovinsko verigo.
Kovinska ušesa gumijastih cevi za točenje vnetljivih snovi, kovinski lijaki, sodi in druge posode pri polnjenju morajo biti ozemljeni.
Upornost ozemljitvene naprave v nobenem primeru ne sme presegati 100 ohmov. Praviloma je ozemljitev zaščite pred statično elektriko kombinirana z zaščitno ozemljitvijo električne opreme.
2. Splošno ali lokalno vlaženje zraka ali površine naelektrenega materiala, ki pomaga nevtralizirati naboje statične elektrike
3. Uporaba materialov, ki povečajo električno prevodnost dielektrikov
Na primer, premazovanje površine jermena, ki meji na jermenico, s posebno električno prevodno zmesjo (82% saj in 18% glicerina). Električno prevodnost naftnih derivatov povečamo z vnosom antistatičnih dodatkov.
4. Zmanjšanje sposobnosti dielektrikov za elektrifikacijo
To je omogočeno s polnjenjem naprav, posod, zaprtih transportnih naprav z inertnim plinom, omejevanjem hitrosti plina, tekočih naftnih derivatov, prahu po cevovodih, zmanjšanjem števila ventilov, ventilov, filtrov vzdolž cevovodov, prepovedjo polnjenja vnetljivih in gorljivih tekočin. v posodah s prosto padajočim tokom, ki preprečujejo njihovo močno vznemirjenje itd.
5. Uporaba okrepljenega prezračevanja v prostorih z veliko količino organskega prahu
6. Uporaba nevtralizatorjev statične elektrike, ki je najučinkovitejši način zaščite v požarno eksplozivnih območjih
Najpogostejše so tri vrste nevtralizatorjev:
a) Indukcijski pretvornik
Namenjen je zmanjševanju gostote naboja statične elektrike v curku naelektrene tekočine, preden ta izteče iz cevovoda v rezervoar in je v ta namen nameščen na cevovodih s premerom od 20 do 100 mm.
b) Visokonapetostni nevtralizator
Zasnovan za nevtralizacijo električnih nabojev pri visokih hitrostih gibanja naelektrenega materiala. Nevtralizator je sestavljen iz posebne napeljave z visoko napetostjo in omejevalniki. Ko je vgrajena visokonapetostna instalacija, je zrak v bližini igle iskrišča ioniziran in v tem območju se nevtralizirajo naboji statične elektrike.
c) Radioaktivni nevtralizator
Zasnovan za nevtralizacijo električnih nabojev pri visokih hitrostih naelektrenega materiala. Nevtralizator ustvari območje ionizacije zraka zaradi alfa ali beta - radioaktivnega sevanja, v katerem se nevtralizirajo naboji statične elektrike.
Glavni del nevtralizatorja je kovinska plošča, prekrita s tanko plastjo radioaktivne snovi in nameščena v kovinsko ohišje, ki tudi usmerja sevanje na površino naelektrenega materiala.
7. Odvajanje nabojev statične elektrike, nabranih na ljudeh, se izvaja s prevodnimi tlemi ali ozemljenimi površinami, z ozemljitvijo ročajev naprav, naprav, strojev in vrat.
Servisnemu osebju priporočamo uporabo antistatičnih (prevodnih) čevljev in oblačil; med delom je prepovedano nositi volno, svilo, umetna vlakna ter prstane in zapestnice. Za obveščanje osebja o pojavu nevarnih elektrostatičnih nabojev je treba uporabiti alarme za statično elektriko, ki zagotavljajo zvočne in vizualne signale za nevarnost.
Posebno nevarnost za ljudi predstavljajo razelektritve atmosferske statične elektrike, ki se kažejo v obliki strele.
Strela je razelektritev statične elektrike, ki nastane med nevihtnimi oblaki in tlemi ali med oblaki.
Strela je nevarna zaradi možnih neposrednih udarov in sekundarnih učinkov. Pri neposrednem udaru strele je možno delno uničenje opečnih, betonskih, kamnitih, lesenih konstrukcij zgradb in objektov ter nastanek požarov in eksplozij ob stiku strele z vnetljivimi in gorljivimi materiali in snovmi. To lahko povzroči velike materialne izgube in ogrozi življenja ljudi.
Sekundarne manifestacije strele vključujejo pojav elektrostatične in elektromagnetne indukcije ter odklon visokih potencialov.
V obeh primerih lahko visoki inducirani potenciali povzročijo iskro in povzročijo požar ali eksplozijo, če se to zgodi v požarnih ali eksplozivnih območjih.
Odnos visokih potencialov je prenos visokih potencialov v zgradbah ali objektih skozi vodnike nadzemnih električnih vodov, zanje primernih komunikacijskih vodov, med neposrednimi udarci vanje, pa tudi kot posledica elektromagnetne indukcije med udarom strele v tla.
V tem primeru lahko pride do iskrenja električnih napeljav, vtičev, stikal, telefonskih in radijskih naprav itd. na tla ali ozemljene elemente stavbe, kar je zelo nevarno za tamkajšnje ljudi.
V električnih inštalacijah lahko prenapetost, ki je posledica udara strele, povzroči uničenje izolacije električne opreme, morebitne poškodbe, dolgotrajno prekinitev napajanja porabnikov.
Zato je treba vsako zgradbo in objekt zaščititi pred neposrednim udarom strele s posebnimi napravami — strelovodi, in od njegovih sekundarnih manifestacij - uporaba številnih posebnih tehničnih zaščitnih ukrepov (o katerih smo govorili zgoraj).
Več o streli:
Kaj je strela in kako nastane?