Электростатические поля и загрязнение биосферы

Статическое электричество - это процесс образования, сохранения и разделения свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ и материалов или на изо­лированных проводниках [1].

Экспериментально установлено, что положительные заряды скаплива­ются на поверхности того из двух соприкасающихся (трущихся) веществ, диэлектрическая проницаемость которого больше. Если соприкасающиеся вещества имеют одинаковую диэлектрическую проницаемость, то электрические заряды не возникают.

При статической электризации напряжение относительно Земли достигает десятков, а иногда и сотен тысяч вольт. Значения токов при явлениях статической электризации составляют доли ампера (10-7-103 А).

Явление статической электризации наблюдается в следующих основ­ных случаях в потоке и при разбрызгивании жидкостей; в струе газа или пара; при соприкосновении и последующем разделении двух твердых разнородных тел (контактная электризация). Эти случаи являются базовыми для таких технологических процессов, как сушка в кипящем слое, пневмосушка и пневмотранспорт газов, паров и пыли, размол, дробление и рассев, слив, налив, перекачка, размешивание и фильтрование электризующихся жидкостей, подача мономеров и легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) в полимеризаторы и др. Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры (пожарная опасность) и вредном действии его на организм человека, причем не только при непосредственном контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля Е, возникающего вокруг заряженных по­верхностей. У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, голов­ную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Легкие «уколы» и «по­щипывания» при работе с сильно наэлектризованными материалами нега­тивно влияют на психику рабочих, а в определенных ситуациях могут вы­звать шоковое состояние. При постоянном прохождении через тело чело­века малых токов электризации возможны неблагоприятные физиологиче­ские изменения в организме, приводящие к профзаболеваниям.

Вследствие этого в соответствии с [2, 3] введены допустимые уровни напряженности электростатических полей Enpeд. Данный уровень устанав­ливается равным 60 кВ/м в течение 1 ч. Для Е < 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется. Для Е = 20-60 кВ/м до­пустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты зависит от конкретного уровня напряженности на рабочем месте и определяется по формуле:

 

доп. = (Епредфакт)2 (11.1)

где Ефакт, - фактическое значение напряженности поля, кВ/м.

Основная величина, характеризующая способность различных материалов проводить ток, а также определяющая их способность к электризации - удельное электрическое сопротивление (Ом-м).

В соответствии с [4] все вещества и материалы в зависимости от вели­чины (v - объемное, ps - поверхностное) подразделяются на диэлектри­ческие (> 108 Омхм), антистатические (= 105-108 Омхм) и электропрово­дящие (< 105 Омхм). В соответствии с этими Правилами v и s должны указываться в технологическом регламенте, а также а исходных данных при проектировании любого технологического процесса. Для практических целей необходимо брать их максимальные значения или определять экс­периментально для каждого конкретного продукта.

Меры защиты от статического электричества направлены на предупре­ждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредно­го воздействия [5].

Основные методы и средства защиты от статического электричества представлены на р и с . 11.1 (по А.С. Бобкову).

 

Рис. 11.1. Основные методы и средства защиты от статического электричества