如何評估靜電危害?
01
總則
1.1 靜電危害評估的兩個(gè)基本步驟
(1) 識別電荷分離和聚集的位置
(2) 在電荷分離和積聚的地方評估點(diǎn)火危險
1.2 圖1概述了1.1中指定的評估過(guò)程
1.3現場(chǎng)評估或者過(guò)程調查用于識別任何未接地的導電物體,包括人員和任何可作為電氣絕緣體和干擾適當的連接和接地的材料。調查應確認可能構成危險地點(diǎn)的靜電危害,即使在評估時(shí)沒(méi)有電荷積累的證據。
02 測量靜電荷
有意義的評估需要使用適當的儀器,根據制造商的指示使用儀器,維護儀器的校準,并根據制造商的建議解釋測量結果。
03 測量導體上的電荷
3.1導體上的電壓與所支持的電荷成正比,用下式表示:
其中:V =電位差(伏特)
Q =導體電量(庫侖)
C =導體電容(法拉)
3.2導體的電壓可以通過(guò)使用電壓表進(jìn)行直接測量,前提是電壓表的阻抗足夠高,這樣它就不會(huì )放電,并且電容也足夠小,所以它不會(huì )從導體中收集大量電荷。輸入阻抗大于1012歐姆的靜電電壓表可用于測量大多數未接地導體的電壓。由于導體表面每一點(diǎn)的電壓都是相同的,所以電壓表的測試探頭接觸導體表面的位置并不重要。
04 測量非導體上的電荷
4.1非導體上的電荷不能用直接接觸式靜電電壓表測量。必須使用非接觸式靜電電壓表或電場(chǎng)表。非接觸式靜電電壓表從非導體上或其內部的凈電荷來(lái)感應靜電場(chǎng)的強度。電場(chǎng)強度與單位電荷的靜電力成正比,描述了帶電物體附近的電場(chǎng)力。在實(shí)際應用中,電場(chǎng)是一個(gè)人在帶電物體周?chē)惺艿交驕y量到的力。
4.2電場(chǎng)計經(jīng)過(guò)校準來(lái)測量電場(chǎng),單位通常是千伏特每米。在大多數情況下,測量值與被測物體上的凈靜電荷成正比。由于非導體或者其內部的電荷密度通常不均勻,因此應該在幾個(gè)位置進(jìn)行測量。
4.3帶電非導體以多種形式存在,如片材、薄膜、腹板、粉末、液體、工藝輥和擠出物。這些材料和物體上的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)受到儀器、觀(guān)察者以及附近其他導電、半導體或絕緣材料的影響。因此,該儀器所測得的電場(chǎng)一般與儀器引入前的電場(chǎng)不同。這種現象是電容變化的結果。
4.4電荷之間的力通過(guò)一定的表現出來(lái)。因此,累積電荷的影響可以通過(guò)帶電物體靠近時(shí)被觀(guān)察到。例如,當一個(gè)人接近一個(gè)充滿(mǎn)電的物體時(shí),他的手和手臂會(huì )感到刺痛,甚至可能在皮膚和頭發(fā)表面產(chǎn)生“帶電”的火花。有時(shí),這些觀(guān)察到的火花提供了潛在危險狀態(tài)存在的第一個(gè)跡象。即使一個(gè)人處于接地狀態(tài),他的身體也會(huì )發(fā)生充電。
05 測量材料的電阻率
材料的電阻率通常由體積和表面成分組成。在靜電過(guò)程中,定義材料為絕緣材料、半導體材料或導電材料的電阻率的近似范圍如圖6.7所示。
06 評估跨接和接地
6.1跨接是兩個(gè)或兩個(gè)以上導電物體通過(guò)導體連接,使它們具有相同的電勢的過(guò)程;也就是說(shuō),物體之間的電壓差為零,物體 的電位可能與地球相同,也可能與地球不同。事實(shí)上,物體和地球之間可能存在著(zhù)相當大的電位差。
6.2接地是將一個(gè)或多個(gè)導電物體與地面連接,使它們都處于零電勢的過(guò)程。
6.3在跨接和接地時(shí),其目的是消除靜電火花的發(fā)生。
6.4工藝過(guò)程中導電設備和導電物體的識別對跨接和接地至關(guān)重要。定期檢查和測試跨接和接地系統也同樣重要。適當的檢查和測試可確保靜電積聚的機會(huì )降至最低。在容易腐蝕、移動(dòng)或絕緣表面涂層的跨接和接地裝置中,可以使用自測試連接夾具和系統連續測試接地電阻,并驗證可接受的水平。
6.5跨接或接地路徑對地面的電阻很重要,不僅要保證靜電的馳豫,還要保證工人的安全,滿(mǎn)足防雷、電氣系統防震等其他用途。構成對地面適當阻力的做法因應用而異。
6.6對地電阻用歐姆表或兆歐表測量。根據區域的分類(lèi),應始終注意使用適當的儀器或程序避免點(diǎn)火危害。
07 測量火花放電能量
7.1導體的火花放電能量由導體上的電壓及其電容決定,表達式為:
其中:W =能量(焦耳)
C =電容(法)
V =電位差(伏特)
Q =電荷(庫侖)
7.2電容計通??捎糜跍y量電荷存儲在導電元件上時(shí)的靜電電荷存儲容量。
08 測量點(diǎn)火能量
8.1任何可燃固體(粉塵)、液體(蒸氣)或氣體應評估其在靜電放電情況下作為可燃氣體的潛力。這種評價(jià)需要確定材料的質(zhì)量指數。
8.2制定了測量顆粒物和氣態(tài)物質(zhì)最小點(diǎn)火能的標準化測試設備和程序。該設備高度專(zhuān)業(yè)化,需要訓練有素的技術(shù)人員來(lái)操作。通常,設備由專(zhuān)業(yè)的測試公司操作和維護。