16. Защита от статического и атмосферного электричества.

В ряде случаев существенную опасность для человека представляет статическое электричество, под которым понимают совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией (ослаблением) свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Протекание различных технологических процессов, таких, как измельчение, распыление, фильтрование и другие, сопровождается электризацией материалов и оборудования; возникающий на них электрический потенциал при этом достигает значений тысяч и десятка тысяч вольт. Воздействие статического электричества на организм человека проявляется в виде слабого длительно протекающего тока либо в форме кратковременного разряда через тело человека, в результате чего может произойти несчастный случай.

Вредное воздействие на организм человека оказывает и электрическое поле повышенной напряженности, вызывая функциональные изменения центральной нервной, сердечно-сосудистой и не которых других систем организма.

Защиту от статического электричества осуществляют путем: уменьшения генерации электрических зарядов; устранения зарядов статического электричества. Для реализации первого направления необходим правильный подбор конструкционных материалов, из которых изготавливаются машины, агрегаты и прочее технологическое оборудование. Эти материалы должны быть слабо электризующимися или неэлектризующимися. Например, синтетический материал, состоящий на 40% из нейлона и 60% дакрона, не электризуется при трении о хромированную поверхность.

Для снятия зарядов статического электричества с поверхности технологического оборудования его обязательно заземляют.

Кроме перечисленных способов защитой от статического электричества служит снижение удельного поверхностного электрического сопротивления перерабатываемых материалов. Это достигается повышением относительной влажности в помещении, где производится обработка поглощающих воду материалов (древесины, бумаги, хлопчатобумажной ткани и др.), до 65 - 70%, нанесением на их поверхность специальных антистатических составов, введением в состав твердых диэлектриков электропроводящих материалов (графита, углеродных волокон, алюминиевой пудры и т.д.). Существуют и другие методы защиты от статического электричества.

Молниезащита

Важный вопрос электробезопасности - защита от удара молний, или молниезащита.

Молния - это особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные промежутки, источник которого - атмосферный заряд, накопленный грозовым облаком.

Различают три типа воздействия тока молнии: прямой удар, вторичное воздействие заряда молнии и занос высоких потенциалов (напряжения) в здания.

При прямом разряде молнии в здание или сооружение может произойти его механическое или термическое разрушение. Последнее проявляется в виде плавления или даже испарения материалов конструкции.

Вторичное воздействие разряда молнии заключается в наведении в замкнутых токопроводящих контурах (трубопроводах, электропроводках и др.), расположенных внутри зданий, электрических токов. Эти токи могут вызвать искрение или нагрев металлических конструкций, что может стать причиной возникновения пожара или взрыва в помещениях, где используются горючие или взрывоопасные вещества.

К аналогичным последствиям может привести и занос высоких потенциалов (напряжения) по любым металлоконструкциям, находящимся внутри зданий и сооружений, под действием молнии.

Для защиты от действия молнии устраивают молниеотводы (громоотводы). Это заземленные металлические конструкции, которые воспринимают удар молнии и отводят ее ток в землю.

Различают стержневые и тросовые молниеотводы. Их защитное действие основано на свойстве молний поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические конструкции.

Молниеотводы характеризуются зоной защиты, которая определяется как часть пространства, защищенного от удара молнии с определенной степенью надежности. В зависимости от степени надежности зоны защиты могут быть двух типов - А и Б. Тип зоны защиты выбирают в зависимости от ожидаемого количества поражений молнией зданий и сооружений в год (N). Если величина N > 1, то принимают зону защиты типа А (степень надежности защиты в этом случае составляет не менее 99,5%). При N< 1 принимают зону защиты типа В (степень надежности этой защиты - 45% и выше).

Зона защиты, которую образует стержневой отдельно стоящий молниеотвод, представлена на рис. 1.

Как следует из рисунка, зона защиты для данного молниеотвода представляет собой конус высотой h₀ с радиусом основания на земле r₀. Обычно высота молниеотвода h не превышает 150 м. Остальные размеры зоны в зависимости от величины (h, м) следующие (см. табл. 1).

Существуют также зависимости, позволяющие, задаваясь размерами защищаемого объекта (h_х и г_х), определить величину h. Для зоны Б эта зависимость имеет вид:

h = (г_x + 1,63 h_х /1,5.

Для молниеотводов других типов зависимости иные.

Рис. 1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:

1 - граница зоны защиты на уровне высоты объекта; 2 - то же на уровне земли;

h - высота молниеотвода; h₀ - высота конуса защиты; h_x – высота защищаемого объекта; г_х - радиус зоны защиты на уровне высоты объекта; г₀ - радиус зоны защиты объекта на уровне земли

Таблица 1. Параметры зоны защиты для молниеотвода