Statiskā elektrība, bīstamība un aizsardzība
Statiskās elektrības izlādes dzirksteles ražošanas apstākļos bieži izraisa ugunsgrēkus un sprādzienus. Cēlonis tam ir dzirksteļizlāde jeb elektriskā dzirkstele no uzlādēta dielektriskā materiāla, kā arī izlāde no cilvēka uz iezemētiem priekšmetiem.
Gaisa elektriskā caursišana var notikt pie 300 V sprieguma, bet, piemēram, cilvēkam staigājot pa sausu parketu, elektrostatiskais potenciāls uz cilvēka ķermeņa var sasniegt pat 5000 V, savukārt, staigājot pa sintētisku paklāju, tas jau ir 15000 V. Statiskās elektrības potenciāls uz cilvēka ķermeņa pieaug straujāk, ja cilvēks lieto sintētiska materiāla apģērbu.
Bīstama ir tāda elektrisko lādiņu dzirksteļizlāde, kuras spriegums pārsniedz 1500 V, bet sprādzienbīstamību izraisa lieli spriegumi (100 000 V), kas dod nepieciešamo enerģiju sprāgstošu maisījumu uzliesmošanai.
Statiskās elektrības iedarbība uz cilvēka organismu
Statiskā elektrība nevēlami iedarbojas uz cilvēka organismu. Statiskās elektrības fizioloģisko iedarbību uz cilvēka organismu nosaka potenciāls un izlādes enerģijas lielums. Statiskās elektrības elektrisko izlādi cilvēks var sajust tad, kad potenciāls ir 2500 – 5000 V. Statiskās elektrības iedarbības bīstamība analizēta tabulā.
Statiskās elektrības iedarbības bīstamība
Statiskās elektrības iedarbības sekas uz cilvēku | Statiskās elektrības potenciāls uz cilvēka ķermeņa, voltos |
Nejūt (daži desmiti mikroamperu) | Līdz 2500 |
Sāk sajust | 2500 - 5000 |
Jūtams viegls dūriens | 5000 - 7000 |
Rodas viegli krampji | 12000 - 25000 |
Statiskās elektrības iedarbības bīstamība uz cilvēka organismu var izpausties divos aspektos:
1. Notiek statiskās elektrības fizioloģiska iedarbība uz cilvēka organismu. To sāk izraisīt caur cilvēka ķermeni plūstoša maza strāva, bet, palielinoties tai un pieaugot iedarbības laikam, tā tomēr kļūst kaitīga cilvēka organismam. Fizioloģiskā iedarbība uz cilvēka organismu raksturota tabulā.
2. Notiek statiskās elektrības psiholoģiska iedarbība uz cilvēka organismu. Īslaicīga izlāde caur cilvēka organismu var izraisīt bailes, negaidītas straujas kustības un var novest cilvēku šoka stāvoklī. Vairākkārtējas izlādes var izraisīt pārmērīgu nervu sasprindzinājumu un nogurumu. Paaugstināta bīstamība rodas, ja cilvēks atrodas ieslēgtu mehānismu un elektroiekārtu tuvumā. Ilgstoša statiskās elektrības iedarbība uz cilvēka organismu var būt par cēloni saslimšanai ar nervu sistēmas slimībām u.c.
Aizsardzības pasākumi no statiskās elektrības
Aizsardzības pasākumi no statiskās elektrības jāveic sprādzienbīstamās un ugunsbīstamās telpās un āra iekārtu zonās, kā arī, ja statiskā elektrība negatīvi ietekmē ražošanas tehnoloģisko procesu, produkcijas kvalitāti, iekārtas un cilvēka veselības stāvokli.
Aizsardzības pasākumi neļauj rasties un uzkrāties statiskās elektrības lādiņiem, veicina lādiņu izkliedēšanos un novērš statiskās elektrības kaitīgās iedarbības iespēju.
Galvenie aizsardzības pasākumi no statiskās elektrības ir:
- elektroiekārtu, tehnoloģisko kompleksu un telpu metāla konstrukciju sazemēšana;
- apstrādājamo vielu elektriskās pretestības samazināšana;
- elektrisko lādiņu izveidošanās intensitātes pazemināšana;
- statiskās elektrības lādiņa aizvadīšana no cilvēka ķermeņa.
Elektroiekārtu izbūves un drošības tehnikas noteikumi paredz sazemēt tehnoloģisko iekārtu metāla daļas un strāvu vadošās nemetāla daļas. Sazemēšana ir visvienkāršākais aizsardzības pasākums. Statiskās elektrības lādiņa novadīšanai zemēšanas iekārtas pieļaujamā pretestība nevar būt lielāka par 100 omiem. Taču ar sazemēšanu vien nevar novērst statiskās elektrības lādiņa bīstamību, tādēļ jāsamazina apstrādājamo materiālu elektriskā pretestība.
Latvijas Republikas Ministru kabineta noteikumu Nr. 74 „Prasības degvielas uzpildes staciju tehnoloģiskajām iekārtām un iekārtu tehniskās uzraudzības kārtība” (spēkā kopš 2001.gada 1.jūlija) 12.punkts nosaka, ka aizsardzībai no statiskās elektrības zemēšanas iekārtas pieļaujamā pretestība nevar būt lielāka par 10 omiem.
Apstrādājamo materiālu elektriskā pretestība samazinās, ja palielina gaisa relatīvo mitrumu līdz 60 % – 75 % . Mitruma plēvīte uz virsmas ir vājš elektrolīts, kas palielina virsmas vadītspēju un palīdz novadīt statiskās elektrības lādiņu. Statiskās elektrības lādiņu var novadīt arī tad, ja materiāla virsmu ķīmiski apstrādā ar skābēm, citām vielām vai vielu maisījumiem. Iepriekš minētie ir vieni no vienkāršākajiem un reizē arī pietiekami efektīvi aizsardzības pasākumi no statiskās elektrības.
Apstrādājamo materiālu elektriskā pretestība samazinās, ja pārklāj to virsmu ar ļoti plānu metāla, oglekļa vai cita labi vadoša materiāla kārtiņu, kā arī ar antistatiskām vielām, pie kurām pieder daudzatomu spirti (glikols, glicerīns, sorbīts), neorganiskie sāļi (kalcija, litija un magnija hlorīdi) un daži citi speciāli savienojumi. Ar šīm vielām pārklāj aizsargājamā materiāla virsmu tekstilrūpniecībā u.c.
Statiskās elektrības lādiņu izveidošanās intensitāti pazemina, regulējot tehnoloģiskā procesā vielu pārvietošanās ātrumu. Visbīstamākie elektrizācijas ziņā ir benzols, benzīns, etilēteris, etilspirts, metilspirts u.c. Piepildot rezervuāru ar šādiem šķidrumiem, nedrīkst pieļaut to izšļakstīšanos un strauju samaisīšanos.
Lai novadītu statiskās elektrības lādiņu no cilvēka ķermeņa, ierīko grīdas ar samazinātu pretestību strāvas noplūdei caur to uz zemi vai arī lieto antistatiskos apavus, antistatiskos cimdus, spectērpu vai antistatisko tērpu, kas vada strāvu. Minētie individuālie aizsardzības līdzekļi garantē cilvēka organisma aizsardzību no statiskās elektrības lādiņa līdz 25 000 V potenciālam.
Statiskā elektrība attiecas arī uz jebkuras elektroiekārtas, tai skaitā datora, labošanu – statiskā elektrība, izlādējoties pret datora komponentēm, tās var neatgriezeniski sabojāt, tādēļ pirms darba ieteicams uzvilkt antistatisko aproci vai pieskarties kādam iezemētam metāla priekšmetam.
Visvienkāršāk statiskās elektrības lādiņu izveidošanās intensitāti pazemina, ja telpā katru rītu veic grīdas uzkopšanu ar samitrinātu audumu. Lai panāktu vēl lielāku efektivitāti, jāpielieto speciālie grīdu uzkopšanas līdzekļi, kas novērš statiskās elektrības veidošanos.
Vienkāršākais mērinstruments – higrometrs, ar kura palīdzību varam telpā izmērīt relatīvo mitrumu, ja telpā ziemas laikā ir temperatūra 21º C – 23º C, tad relatīvais mitrums var samazināties līdz 25 % – 30 % (sauss gaiss), bet šādos gadījumos tas jāpalielina līdz 50 % – 60 % (optimālais 40 % – 60 %).
Statiskās elektrības īpašības izmanto cietu virsmu tīrīšanai: mikrošķiedras materiāls – slotiņa ar statiskās elektrības palīdzību pievelk putekļus un netīrumus.