4.5.2. Электростатическое поле (эсп)

Общая характеристика. Под статическим электричеством понимают совокуп­ность явлений, связанных с возникновением и релакса­цией свободного электрического заряда на поверхности, или в объеме диэлектриков, или на изолированных про­водниках.

Образование и накопление зарядов на перерабатыва­емом материале связано с двумя условиями. Во-первых, должен произойти контакт поверхностей, в результате которого образуется двойной электрический слой. Во-вторых, хотя бы одна из контактирующих поверхностей должна быть из диэлектрического материала. Заряды будут оставаться на поверхностях после их разделения только в том случае, если время разрушения контакта меньше времени релаксации зарядов. Последнее в зна­чительной степени определяет величину зарядов на раз­деленных поверхностях.

Двойной электрический слой — это пространствен­ное распределение электрических зарядов на границах соприкосновения двух фаз. Такое распределение заря­дов наблюдается на границе металл – металл, металл – вакуум, металл – газ, металл – полупроводник, ме­талл – диэлектрик, диэлектрик – диэлектрик, жид­кость – твердое тело, жидкость – жидкость, жидкость – газ. Толщина двойного электрического слоя на границе раздела двух фаз соответствует диаметру иона (10^-10 м).

Основная опасность, создаваемая электризацией раз­личных материалов, состоит в возможности искрового разряда как с диэлектрической наэлектризованной по­верхности, так и с изолированного проводящего объекта.

Разряд статического электричества возникает тогда, когда напряженность электрического поля над поверх­ностью диэлектрика или проводника, обусловленная на­коплением на них зарядов, достигает критической (про­бивной) величины. Для воздуха эта величина составляет примерно 30 кВ/м.

Воспламенение горючих смесей искровыми разряда­ми статического электричества произойдет, если выде­ляющаяся в разряде энергия будет больше энергии, вос­пламеняющей горючую смесь, или, в общем случае, выше минимальной энергии зажигания горючей смеси.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) — статического электричества — на человека связано с протеканием через него сла­бого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, па­дении с высоты и т. д.

Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю ЦНС, сердечно-сосуди­стая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстрой­ствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального дав­ления.

Нормирование. Осуществляют в соот­ветствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 и ГОСТ 12.1.045-84 в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах. Предельно до­пустимый уровень напряженности ЭСП равен 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется. В диапазоне напряженности 20...60 кВ/м допусти­мое время -пребывания персонала в ЭСП без средств защиты (ч)

t_доп = Е²_пред / Е²_факт ,

где Е_факт — фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

Допустимые уровни напряженности ЭСП и плотности ионного потока для персонала подстанций и ВЛ постоянного тока ультравы­сокого напряжения установлены СН № 6032-91.

Защита. Устранение опасности возникновения электростати­ческих зарядов достигается применением ряда мер: за­землением, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией воздушной среды, уменьше­нием электризации горючих жидкостей.