Защита от статического и атмосферного электричества

Статическое электричество возникает в случае нарушения поверхностного контакта при трении диэлектрических тел (газообразных, жидких, твердых) друг от друга или о металл.

В сельскохозяйственном производстве статическое; электричество возникает на корпусах оборудования, измельчающего солому, зерно и другие виды сухой органической массы, при транспортировке в автоцистернах и перекачивании по трубопроводам нефтепродуктов; при работе ременных передач и транспортерных лент; в воздуховодах вентиляционных установок и др. При этом напряженность электрического поля на ограниченных участках может достигать нескольких десятков тысяч вольт.

Образование и накопление зарядов статического электричества отрицательно действуют на организм человека. Кратковременное воздействие тока при разрядах приводит к испугу и рефлекторному движению корпуса или отдельных частей тела, сопровождающемуся в ряде случаев травматизмом (падением, ушибами и др.). Длительное воздействие электрических зарядов вызывает ряд заболеваний нервной системы человека.

Серьезную опасность статическое электричество представляет и как причина возможных взрывов и пожаров в местах, накопления взрывоопасных концентраций пыли и газов. В некоторых случаях возникновение статических зарядов может послужить причиной нарушения технологического процесса забивания решет в дробильных установках, снижения производительности вентиляционных установок и др.

Меры защиты от статического электричества сводятся к предотвращению возникновения зарядов или обеспечению быстрого стекания их в землю. Образование зарядов статического электричества предотвращается при наведении на трущиеся поверхности зарядов противоположного знака или снижении относительных скоростей движения трущихся поверхностей, а также при изготовлении соприкасающихся деталей из однородных материалов.

Опасное проявление статического электричества предупреждается путем снижения концентрации паров или пыли до величины ниже концентрационного предела их воспламенения или увеличения электрической емкости материала деталей относительно земли, что препятствуй ет образованию зарядов высокого потенциала.

Для условий сельскохозяйственного производства наиболее приемлемы мероприятия, обеспечивающие быстрое стекание образовавшихся зарядов в землю, т. е. препятствующие накоплению зарядов на корпусах технологического оборудования до высоких потенциалов. К этой группе мероприятий относятся заземление металлических частей оборудования, на которых возможно накопление статического электричества; повышение относительной влажности воздуха или его ионизация в зоне возникновения зарядов; увеличение электропроводности трущихся поверхностей волокон, кожи, резины и других материалов путем нанесения антистатических добавок и паст.

Заземление машин и их частей осуществляется путем соединения их с землей посредством металлического проводника. При этом стационарные машины заземляются металлическими стержнями, обеспечивающими сопротивление растеканию тока в земле не более 100 Ом, или соединяются с заземляющими устройствами электрооборудования. Передвижные машины снабжаются металлической цепью, у которой не менее 5 звеньев должны соединяться с землей. Для снятия электрических зарядов с поверхности кожи людей применяются токопроводящие полы (подставки) и обувь.

Увлажнение воздуха способствует абсорбированию на поверхностях диэлектрических материалов тонкой пленки воды, повышающей их поверхностную проводимость. Особенно эффективно увлажнение воздуха, когда электрические заряды накапливаются на частицах пыли в дробильных отделениях, окрасочных цехах и др.

Увлажнение воздуха достигается подачей небольшого количества пара в помещение, периодическим увлажнением пола или применением специальных установок, совмещаемых с нагнетательной вентиляцией.

Ионизация воздуха увеличивает его электропроводность и обеспечивает постоянный саморазряд электрических зарядов на землю. Ионизация проводится с помощью специальных установок — нейтрализаторов, действие которых основано на ионизирующей способности ультрафиолетовых, тепловых и рентгеновских лучей, радиоактивных излучений и электрического поля высокого напряжения.

Антистатические добавки и пасты (растворы электролитов, жирные спирты, графитовая паста и др.) улучшают поверхностную проводимость диэлектрических материалов, повышают их электрическую емкость.

Облачный покров атмосферы и поверхность земли образуют гигантский конденсатор, который вследствие турбулентного движения воздуха накапливает значительное количество электрических зарядов. Разноименные заряды могут возникать и между отдельными облачными образованиями. При достижении потенциалов облаков и поверхности земли критического значения для данных условий проводимости воздуха происходит саморазряд атмосферного электричества в виде молнии. Молнии возникают между облаками и землей, а также между отдельными облачными образованиями.

Молния может поражать здания, сооружения, людей и животных. При этом воздействие молнии может быть первичным — прямым и вторичным — посредством электростатической и электромагнитной индукции или путем заноса потенциала в здания. В случае прямого воздействия поражающим фактором наряду с возникновением электростатических ешь взаимного отталкивания одноименно заряженных частиц вещества является также канал искрового разряда, который в результате большой плотности разрядного тока нагревается до температуры выше 20 000С и, расширяясь, создает ударную волну.

Прямое воздействие молнии может быть механическим (вызывает разрушение здании), тепловым (воспламеняет сгораемые материалы) и электрическим (поражает электрическим током). Вторичное воздействие связано с быстрым изменением градиента электрического и магнитного полей во время разряда, которое приводит к возникновению электрического потенциала на отдельных частях зданий, сооружений и коммуникаций (водопроводов, рельсовых путей, воздушных линий электропередач и др.), изолированных от земли. При этом возможен занос высокого потенциала в здание тем или другим видом коммуникации вблизи которого появляются атмосферные разряды ё виде молнии.

Электромагнитная и электростатическая индукции вызывают искрение в незамкнутых металлических контурах и в воздухе помещений, приводя к взрывам и пожарам, а также к поражению людей и животных электрическим током. Вероятность поражения молнией отдельных зданий и сооружений, а также людей и животных зависит от интенсивности грозовой деятельности данного района (числа грозовых часов в году), которая определяется по карте грозовой деятельности на территории , а также от особенностей рельефа местности, размеров зданий и сооружений и некоторых других обстоятельств.

Для защиты зданий, и сооружений от прямого воздействия молнии применяются молниеотводы различных систем, которые в общем случае состоят из несущей части (опоры), молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Опоры, отдельно стоящих молниеотводов, выполняются трубчатого или мачтового вида без растяжек. В качестве опор используются также высоко расположенные части объекта (дымовые трубы, водонапорные башни и др.).

Молниеприемники могут быть стержневыми или тросовыми. Выбор тина молниеприемника определяется условиями надежной защиты объекта, его конструктивными и архитектурными особенностями, а также экономическими показателями строительных и эксплуатационных расходов. В частности, для защиты нефтебаз, ремонтных мастерских, полевых станов и других зданий чаще применяют одиночные или групповые стержневые молниеприемники, а для животноводческих зданий— чаще тросовые.

По опасности поражения грозовым разрядом установлено три категории зданий. К категории относятся здания, предназначенные для хранения взрывчатых веществ, имеющие скопления взрывоопасных газов, паров и пыли, — это нефтебазы, склады с баллонами для сжатых горючих газов, лакокрасочные отделения и др. К зданиям категории относятся здания, подобные зданиям категории, но при взрыве незначительно разрушающиеся— это аккумуляторные отделения, мельницы и кормоцехи, открытые склады ГСМ и др. Здания категории — это безопасные в отношении взрыва здания жилые дома, склады твердого топлива и др. Молниеприемники с опорами в зависимости от категории здания выполняются изолированными от зданий или совмещенными с ними. Молниеприемники обычно устанавливаются в стороне от зданий категории и, как правило, совмещаются со зданиями и категорий.

Молниеприемник с помощью токоотвода соединяется с заземлителем, который в молниезащите зданий категории должен быть обособленным от других систем заземления и иметь сопротивление растеканию тока не более 5 Ом. Для зданий и категорий заземлитель молниеприемника может объединяться с другими системами заземления и должен иметь сопротивление растеканию тока соответственно не более 10 и 20 Ом (для конюшен и ферм крупного рогатого скота не более Ю Ом, хотя они и относятся к зданиям категории).

Для защиты от вторичного воздействия грозовых разрядов в зданиях всех категорий металлические конструкции и оборудование заземляются, причем в зданиях и категории не только по соображениям защиты от вторичного воздействия грозового разряда, но и для электробезопасности. Заземляются также металлические оболочки кабелей, трубопроводов и других коммуникаций в местах их ввода в здания.