Условия электризации и предельные параметры процессов электризации

Таблица 5.3

Характер электризации	Параметр	Применение
Электризация без возникновения разрядов в газе	Разность потенциалов в разрядных промежутках не превосходит 300 В	Определяет требования к сопротивлению устройств и средств заземления
Электризация без возникновения разрядов, связанных с частичным или полным нарушением электрической прочности диэлектриков в жидкой или твердой фазе	Напряженность электростатического поля в твердом или жидком диэлектрике существенно меньше его электрической прочности	Определяет требования к ограничению зажигающей способности разрядов с этического электричества в газе или к ограничению области применения продукции
Электризация, не исключающая возникновение разрядов, связанных с частичным или полным нарушением электрической прочности диэлектриков в жидкой или твердой фазе	Напряженность электростатического поля в твердом или жидком диэлектрике соизмерима с его электрической прочностью	Определяет требования к ограничению зажигающей способности разрядов статического электричества, связанных с частичным или полным нарушением электрической прочности жидких или твердых диэлектриков

Таблица 5.4

Процесс электризации (примеры)	Параметр и значение	Применение
Протирка диэлектрических поверхностей сухой бязью	Ток электризации человека до 0, 6 мкА	Определяет требования к сопротивлению заземляющих устройств
Работа с углекислотным огнетушителем	Ток электризации человека до 100 мкА
Процессы статической электризации в среде воздуха	Ток электризации в технологических процессах до 100 мкА	Определяет требования к сопротивлению заземляющих устройств
Ток электризации человека в бытовых условиях до 1 мкА
Предельные значения параметров, характерных для процессов электризации в среде воздуха	Напряжённость поля Е_лр = 3·106 В/м	Учитываются при разработке и оценке эффективности средств защиты и при оценке соответствия объекта требованиям ЭСИБ
Поверхностная плотность зарядов s_пр = 26, 4 мкКл/м²
Плотность тока контактной электризации j_np = 100 мкА/м²
Объемная плотность энергии поля W_v_пр = 40 Дж/м³
Объемная мощность процессов электризации (электростатического генерирования) N_vnp =300 Вт/м³

Система ЭСИБ учитывает условия электризации (табл. 5.3 и 5.4), чувствительность к зажигающему воздействию разрядов (табл. 5.5 и 5.6), состояние объекта защиты табл. (5.7-5.9) и параметры разрядов (табл. 5.10-5.13).

Чувствительность к зажигающему воздействию разрядов

Чувствительность веществ и материалов к зажигающему воздействию разрядов статического электричества характеризуется: безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ или S₀) или критическим расстоянием I_кр и температурой самовоспламенения Т_св, минимальной энергией зажигания W_мин, минимальным зарядом зажигания q_мин, минимальной линейной плотностью энергии зажигания WL_мин.

Зажигающая способность разрядов статического электричества

Зажигающая способность разряда статического электричества может зависеть: от энергии разряда W_s, Дж; заряда в униполярном импульсе разрядного тока q_s, Кл; геометрических параметров объекта, включая радиус кривизны проводящей поверхности R_s, м, на которую происходит разряд; характеристического линейного размера заряженной свободной диэлектрической поверхности L_s, м, и характеристического линейного размера I_s, м, полости со стенками из электропроводящего заземленного материала; максимального потенциала наэлектризованной диэлектрической среды V_s, В.

Критерии электростатической искробезопасности

Электростатическую искробезопасность (ЭСИБ) объекта можно определить, сравнивая его параметры с критериальными (с подстрочным индексом " с" ) значениями, указанными в табл. 5.5. При этом параметр разряда с индексом s не должен превосходить критериальное значение, что предполагает соблюдение условия "... _s" £ "... _с".

Таблица 5.5

Чувствительность объекта к зажиганию W_мин, мДж	Критерии ЭСИБ
W_c, мДж	q_с, мкКп	R_c, мм	I_с, м	L_c, м	V_c, кВ
0, 18	0, 07	0, 036	2, 5	0, 02	0, 02	14, 3
0, 30	0, 12	0, 052	3, 3	0, 06	0, 03	17, 5
1, 00	0, 40	0, 16	6, 5	0, 28	0, 10	29, 5
2, 00	0, 80	0, 31	8, 5	0, 36	0, 13	36, 6
3, 00	1, 20	0, 44	10, 0	0, 41	0, 15	42, 0
5, 00	2, 00	0, 66	13, 0	0, 51	0, 19	52, 1
10, 00	4, 00	1, 20	16, 0	0, 62	0, 23	62, 1
15, 00	6, 00	1, 80	19, 0	0, 72	0, 26	71, 8
20, 00	8, 00	2, 40	22, 0	0, 81	0, 29	81, 6

Кроме критериев, указанных в табл. 5.5, используются критерии (см. табл. 5.6), которые помимо чувствительности к зажигающей способности разрядов зависят ещё и от геометрических параметров объекта. К ним относят нормальную к заряженной поверхности составляющую напряжённости электрического поля в газе Е_с, поверхностную плотность электрических зарядов s_с, время релаксации электрических зарядов t_с или комплексный параметр (er_v)_с, зависящий от удельного сопротивления и относительной диэлектрической проницаемости наэлектризованной среды.

Пользоваться критериями R_c, L_c, I_c, V_c, E_c, t_с и (er_v)_с допустимо в случае, когда разряды возникают только в смесях горючих веществ с воздухом, но исключены скользящие искровые и другие разряды, характерные для сильных электростатических полей. Считается также, что разряды единичны, а ток электризации не определяет условий зажигания. Но следует учитывать, что токи зажигания в процессах электризации для объектов с наличием газовоздушных взрывоопасных смесей с минимальной энергией 0, 01 мДж (водородно-воздушная смесь) и 0, 22 мДж (пропано-воздушная смесь) равны соответственно 10 и 200 мкА.

Таблица 5.6

Чувствительность объекта к зажиганию W_мин, мДж	Критерии ЭСИБ
Е_с, кВ/м	s_с, мкКл/м²	t_с, мс	(er_v)_с, ГОм·м
Диаметр аппарата или емкости 12 м
0, 18	2, 37	0, 042	0, 042	0, 047
0, 30	2, 94	0, 052	0, 52	0, 059
1, 00	5, 10	0, 090	0, 90	0, 10
2, 00	6, 40	0, 114	1, 14	0, 13
3, 00	7, 70	0, 132	1, 32	0, 15
5, 00	9, 40	0, 166	1, 66	0, 19
10, 00	11, 30	0, 200	2, 00	0, 23
15, 00	13, 40	0, 238	2, 30	0, 27
20, 00	15, 40	0, 272	2, 70	0, 31
Диаметр аппарата или емкости 1 м
0, 18		0, 52	5, 2	0, 59
0, 30		0, 69	6, 9	0, 78
1, 00		1, 74	17, 4	2, 00
2, 00		2, 45	24, 5	2, 80
3, 00		3, 00	30, 0	3, 40
5, 00		4, 30	43, 1	4, 90
10, 00		5, 90	58, 9	6, 70
15, 00		7, 60	76, 4	8, 60
20, 00		9, 60	95, 5	10, 80

Требования к заземлению и данные по обеспечению ЭСИБ в некоторых технологических процессах

Таблица 5.7

Объект	Назначение и допустимое сопротивление средств защиты
нижние значения	верхние значения
Тело человека	Защита от поражения электрическим током	Защита от опасных проявлений статического электричества
Строительные конструкции, оборудование, аппараты, коммуникации, подвижные объекты	Защита от опасных проявлений статического электричества	Предупреждение опасных проявлений: искр размыкания электрических цепей с ЭДС гальванического происхождения; блуждающих токов; токов электромагнитных вторичных проявлений молнии; токов, обусловленных воздействием магнитных бурь солнечно-земного происхождения, воздействием ЭМП радиочастот и т. п.
Предупреждение опасных проявлений искровых разрядов в разрядных промежутках при прямых ударах молнии или при электростатических вторичных проявлениях молнии	Защита от опасных проявлений статического электричества
Электрическое сопротивление заземляющего устройства (исключительно для защиты от статического электричества) [29]	Не нормируется	100 Ом
Оборудование, аппараты, коммуникации в пределах цеха, отделения или установки	Присоединяются не менее чем в двух местах [31] к контуру заземления с сопротивлением растеканию тока до 100 Ом
Резервуары и емкости объёмом более 50 м³	Присоединяются к заземлителям не менее чем двумя проводниками
Вентиляционные короба и кожуха теплоизоляции	Заземляются через каждые 40-50 м
Трубопроводы на наружных установках	Заземляются согласно требованиям РД 34.21.122-87. При молниезащите категории I сопротивление в соединениях £ 0, 03 Ом, при категории II - не менее 4 болтов на фланец
Диэлектрический трубопровод с обвивкой металлической проволокой и электропроводящие покрытия электризуемых стенок из диэлектрических материалов	Рекомендуется при слабой электризации. При сильной электризации удваивает зажигающую способность скользящих искровых разрядов и в 2 раза снижает порог электростатической нагрузки, при которой разряды возникают
Система TN-C	Не допускается в помещениях медицинского назначения [30]

Таблица 5.8

	Сопротивление средств защиты
Объект	нижние значения	верхние значения
Электропроводящий пол	-	10⁷ Ом (для участка площадью 0, 05 м²)
-	10⁶ Ом (в зонах, где возможно зажигание веществ или объектов с W_мин £ 0, 1 мДж и для участка площадью 0, 05 м²)
Электропроводящие участки антиэлектростатической одежды [29]	10⁶ Ом	10⁸ Ом
Антиэлектростатическая обувь	Подпятник - ходовая сторона подошвы [29]
10⁶ Ом	10⁸ Ом
Обувь с кожаной подошвой	10⁷ Ом	10⁸ Ом
Антиэлектростатические кольца и браслеты	Человек – земля
10⁶ Ом	10⁷ Ом
Сопротивление между точками электропроводящей системы, объединённой перемычками [30]	Не нормируется	0, 2 Ом

Таблица 59

Средство	Требуемая эффективность
Антиэлектростатические вещества (добавки) [29]	Должны снижать удельное сопротивление материалов до значений r_v £ 10⁷ Ом·м и r_s £ 10⁹ Ом
Антиэлектростатическая специальная одежда [29]	r_s £ 10⁷ Ом (требование к удельному сопротивлению материалов)

Таблица 5 10

Свойство	Исходные данные для классификации	Критерий
Антистатическое футерованное оборудование	r_v	r_v £ 10⁸ Ом·м
Электростатически заземлённое оборудование	R_з	R_з £ 10⁷ Ом Примечание Для площади участка покрытия S £ 20 см²
Электростатически заземлённое оборудование	r_v l	r_v £ 2·10⁴/l Ом·м
Электростатически безыскровое футерованное оборудование	r_v j l	r_v £ 300/(jl) Ом·м Примечание Общее условие при эксплуатации оборудования в среде воздуха
Электростатически безыскровое футерованное оборудование	r_v l	r_v £ 3·10⁶/l Ом·м Примечание Условие для смесей горючего с воздухом
Электростатически слабоэлектризующееся футерованное оборудование	п Примечание. п -электростатическая нагрузка, безразмерна	п £ п_пр Примечание. Общее условие
Электростатически слабоэлектризующееся футерованное оборудование	V	V £ 0, 4V_np
Электростатически слабоэлектризующееся футерованное оборудование	r_v j l	r_v £ 0, 4 V_пр /(jl) Ом·м Примечание. Комплексное условие
Электростатически слабоэлектризующееся футерованное оборудование	r_v	r_v £ 2, 9·10¹⁰ Ом·м Примечание. Условие соответствия электростатическим свойствам воздуха
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	Категория взрывоопасной смеси и V_s	V_s £ (V_д -V_ж)
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	Категория взрывоопасной смеси и r_v	r_v £ V_д /(jl) Примечание. Комплексное условие
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	Категория взрывоопасной смеси и V_np	V_np £ (V_д -V_ж)
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	Категория взрывоопасной смеси IIА и V	V £ 17, 5 кВ Примечание. Данное значение не должно превышать максимальный потенциал жидкости, находящейся в ёмкости
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	Категория взрывоопасной смеси IIА, V и l	r_v £ 1, 7·108/l Ом·м
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	Категория взрывоопасной смеси IIВ и V	V £ 14, 2 кВ Примечание. Данное значение не должно превышать максимальный потенциал жидкости, находящейся в емкости
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	Категория взрывоопасной смеси IIВ, V и l	r_v £ 1, 4·10⁸/l Ом·м
Электростатически искробезопасное слабоэлектризующееся футерованное оборудование	W_мин и r_v	r_v £ r_v_дF (W_мин) Ом·м

Обозначения: j - плотность тока, А/м²; n - электростатическая нагрузка, безразмерна; n_пр - электростатическая нагрузка, соответствующая электростатической прочности; R_з - электрическое сопротивление " поверхность - основание" участка слоя покрытия заданной площади; V - потенциал, В; V_np - потенциал, соответствующий электростатической прочности; V_д - потенциал, допустимое значение; V_ж - максимальный потенциал жидкости в металлической заземлённой ёмкости без покрытия, В; V_s - потенциал, обусловленный поверхностной плотностью электрических зарядов покрытия, В; W_мин - минимальная энергия зажигания взрывоопасной смеси; r_v - удельное объёмное электрическое сопротивление материала слоя покрытия, Ом·м; r_v_д - удельное объёмное электрическое сопротивление материала слоя покрытия, допустимое значение, Ом·м; l - толщина слоя покрытия, м.

Таблица 5.11

Параметр разрядов и объектов защиты	Нормируемое значение
Напряженность электростатического поля	При 20 кВ/м и более регламентируется время пребывания на рабочем месте
Электрический ток	60 мкА - порог биологического воздействия
Потенциал электростатически заряженного тела человека	2 кВ - потенциал, допустимый по раздражающему воздействию разрядов. При потенциале более 2 кВ возможны непроизвольные движения при разрядах с человека. По требованиям ЭСИБ допустимый потенциал может быть менее 2 кВ
Заряд в импульсе при разрядах статического электричества, когда одним из полюсов разрядного промежутка является тело человека	0, 1 мкКл - заряд, допустимый по раздражающему воздействию разрядов. При заряде в импульсе более 0, 1 мкКл возможны непроизвольные движения. По требованиям ЭСИБ допустимый заряд в импульсе разрядного тока может быть менее 0, 1 мкКл
Ток, применяемый в системах контроля заземления человека [30]	10 мкА
Напряжение, применяемое в системах контроля заземления человека [30]	10 мВ
Емкость человека (измеренные значения)	От 40 до 8000 пФ
Сопротивление тела человека, принимаемое в нормировании [30]	1 кОм

Таблица 5.12

Производственная операция	Значение заряда в импульсном разряде статического электричества, мкКл
Наиболее вероятное	Максимальное измеренное	При вероятности 10^-6
Полирование на ленточном полировальном станке	0, 530	1, 50	2, 5
Первая шлифовка на станке ШЛПС	0, 008	0, 08	0, 1
Вторая шлифовка на станке ШЛПС	0, 150	0, 40	2, 1

Таблица 5.13

Материал поверхности	Значение заряда в импульсном разряде статического электричества, мкКл
Наиболее вероятное	Максимальное измеренное	При вероятности 10^-6
Органическое стекло	0, 0760	0, 250	0, 91
Полиэтилен	0, 0140	0, 058	0, 26
Оконное стекло	0, 0023	0, 011	0, 50
Техническое стекло 13В (труба)	0, 011	0, 038	0, 52
Стекло " Спал" (труба)	0, 012	0, 046	0, 12

Таблица 5.14

Операция	Сопротивление изоляции от земли, Ом	Время RC цепи " человек -земля", с	Напряжение полюсов " человек-земля", В	Заряд тела, мкКл	Энергия перед разрядом, мДж
Протирка	10⁵	4·10^-6 – 8·10^-4	0, 06	Разряды возможны на человека
10⁷	4·10^-6 – 8·10^-4
10¹⁰	0, 4 - 80		Разряды с человека
0, 24 - 48	0, 72 - 144
Разряды возможны на человека
Действие СО₂- огнетушителя	10⁶	4·10^-6 – 8·10^-4		Разряды возможны на человека
10⁷	4·10^-6 – 8·10^-4		Разряды с человека
0, 04 - 8, 0	0, 02 - 4, 0
Разряды возможны на человека
10¹⁰	0, 4 - 80	10⁶	Расчетный предел не достигается, и значения ограничены коронированием, разрядами, пробоем электроизолирующих средств защиты

Примечание При выборе средств защиты, удовлетворяющих санитарным нормам и требованиям ЭСИБ, следует руководствоваться наиболее жесткими параметрами

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г [ГОСТ Р 51330.9-99]

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 10 Следующая ⇒