1tom297

11. ELEKTRYCZNOŚĆ STATYCZNA 596

gdzie: W_w energia wyładowania elektrostatycznego; k — współczynnik bezpieczeństwa; W_zmm — minimalna energia zapłonu. Wartość współczynnika k przyjmuje się zwykle w zakresie 0,1 -s-0,4 [11.6]. Według normy [11.15] współczynnik k = 0,1 -s-0,2. Wartości Wljni,,, podane w publikacjach [11.6; 11.24], wynoszą 10^_5h-10⁴ mj, przy czym najmniejsze wartości dotyczą mieszanin gazów, par lub pyłów z tlenem oraz. niektórych materiałów wybuchowych.

Do oceny poszczególnych rodzajów zagrożeń elektrycznością statyczną stosuje się różne kryteria [11.14; 11.24], Wspólnym dla wszystkich zagrożeń jest kryterium rezystyw-nościowe, przy czym różne są wielkości kryterialne oraz ich wartości graniczne. Rezystyw-ność determinuje czas utrzymywania się ładunku elektrostatycznego, w związku z czym znajomość tej wielkości daje pośrednio informacje dla oceny stopnia zagrożenia elektrycznością statyczną.

11.2.2. Elektryzowanie się ciał stałych w postaci zwartej

Zagrożenia wywołane elektryzowaniem się ciał stałych w postaci zwartej występują w wielu procesach ich produkcji lub przerobu, a także w warunkach eksploatacji różnych wyrobów. Spośród procesów produkcji i przerobu można wymienić takie, jak: przewijanie, walcowanie, kalandrowanie, powlekanie. Elektryzowanie w warunkach eksploatacji może następować np. przy przenoszeniu napędu przez paski klinowe i pasy transmisyjne, tarciu odzieży, toczeniu się kół pojazdów itp.

Kryterium rezystywnościowe oceny zagrożeń od elektryczności statycznej w odniesieniu do ciał stałych w postaci zwartej opiera się na takich wielkościach, jak: rezystywność skrośna (objętościowa) q_v, rezystywność powierzchniowa q_s, rezystancja skrośna (objętościowa) R_v, rezystancja powierzchniowa R_s, rezystancja upływu R,_;. Różne publikacje [11,2; 11.13; 11.19; 11.24] podają różne wielkości spośród ww. oraz różne ich wartości graniczne, a także z reguły — wymagania odnośnie stosowanych metod pomiarowych. Kryteria rezystywnościowe odnoszą sic do materiałów oraz wyrobów. I tak np. norma [11.13] rozróżnia następujące grupy materiałów:

grupa I — materiały antyelektrostatyczne, tj. o rezystvwności o,, st 10⁸ £2m lub/i

(?., « 10¹⁰ £2;

grupa II — pozostałe materiały (nie mające właściwości antyelektrostatycznych).

W obrębie grupy I wyróżnia się:

la — materiały przewodzące, tj. o rezystywności g_c 1 • 10⁴ £2m lub/i o_s < 1-10' £2;

Tb    materiały częściowo przewodzące, tj. o rezystywności 1-10⁴ fl-m < o,.    1 -10⁸ fi-m

lub/i MO⁷ £2 <p_s«S MO¹⁰ £2.

Materiały grupy la, po uziemieniu, spełniają wymagania ochrony antyelektrostatycznej w każdych warunkach. Materiały grupy Ib spełniają te wymagania tylko w pewnych warunkach.

Maksymalne wartości rezystancji powierzchniowej R_s oraz skrośnej R_v niektórych wyrobów, przy zagrożeniu wybuchowym, zestawiono w tabl. 11.2 wg [11.16]. W normie [11.26], wszędzie tam, gdzie występowanie elektryczności statycznej jest niepożądane, zaleca się stosowanie materiałów o rezystywności skrośnej o_v s: 10“ £2-m i rezystywności powierzchniowej o_s 10⁷ £2. Norma ta precyzuje jednocześnie warunki, które powinny być spełnione w przypadku stosowania materiałów o większych rczystywnos-ciach.

Ogólnie biorąc, stosowanie materiałów o małych rezystywnościach umożliwia osiągnięcie odpowiedniej rezystancji upływu elementów wykonanych z tych materiałów i eliminuje zagrożenia elektrycznością statyczną. Metody pomiaru rezystywności określono w normie [11.16]. W strefach zagrożonych wybuchem materiały o rezystancji R_s < 10^ć £2 mogą być stosowane bez ograniczeń (pod warunkiem ich niezawodnego uziemienia), natomiast materiały o rezystancji i0⁶ £2 < R_s 10⁹ £2 mogą być stosowane, o ile odpowiednie badania — zgodne z normą [11.14] — wykluczą możliwość gromadzenia się na nich ładunku elektrostatycznego; materiały o R_s > 10⁹ £2 nie mogą być stosowane bez przedsięwzięcia odpowiednich środków zaradczych [11-16J-Niektóre przepisy [11.2; 11.3] dopuszczają pewne odstępstwa w przypadku tych ostat-

Tablica 11.2. Wartości maksymalne rezystancji niektórych wyrobów — z uwagi na ochronę przed elektrycznością statyczną — w pomieszczeniach i strefach zagrożonych wybuchem, wg [11.16]

Nazwa wyrobu	Rezystancja powierzchniowa Rx, Q	Rezystancja skrośna Rv, Cl	Uwagi
Paski klinowe	< L 6-I0^5y L — odległość między elektrodami pomiarowymi. mm / — suma szerokości obu powierzchni roboczych paska, mm
Pasy przenośników	310®
Węże. rurociągi	5 TO^41-10*	5-10^4 1-10^9	wyroby elektroprzewo-dzące, wyroby antystatyczne
Pasy transmisyjne	10^6 L ~Y~d L — odległość między elektrodami pomiarowymi, ram d — szerokość pasa, mm
Opony pojazdów	Ky	-
Obuwie antystatyczne	—	150-10^3	pomiar wg [11.17J
Podłogi i wykładziny podłogowe		10^6 lub UP	norma [11.16] precyzuje warunki stosowania

nich materiałów, ale pod warunkiem, że nie może nastąpić ich niebezpieczne naelek-tryzowanie.

Oceny możliwości wystąpienia niebezpiecznego naelektryzowania można dokonać, znajdując odpowiedź na następujące pytania:

1.    Czy materiał, z którego jest wykonany określony wyrób wykazuje zdolność do elektryzowania się?

2.    Czy materiał wykazujący zdolność do elektryzowania się może naelektryzować się w warunkach jego eksploatacji?

3.    Czy w przypadku naelektryzowania danego materiału (wyrobu) może w wyniku tego zjawiska zostać zainicjowane wyładowanie elektrostatyczne, względnie zostać wytworzone pole elektryczne, które należy uznać za niebezpieczne?

Negatywna odpowiedź na jedno z tych pytań umożliwia bezpieczne — z uwagi na ochronę przed elektrycznością statyczną — użytkowanie wyrobu o dowolnie dużej rezystywności lub prowadzenie danego procesu technologicznego bez stosowania środków ochrony. W tym celu wykonuje się badania zdolności do elektryzowania i trwałości naelektryzowania materiału [11.1; 11.4; 11.5; 11.7; 11.21], Cykl takich badań obejmuje: elektryzowanie, pomiar stanu naelektryzowania, pomiar przebiegu samoczynnego rozładowywania od chwili zakończenia elektryzowania. W wymienionych publikacjach elektryzowanie przeprowadza się metodami: tarciową [11.4; 11.20] lub ulotową [11.7]. Preferowane są metody elektryzowania symulujące warunki występujące podczas eksploatacji danego materiału [11.4; 11.5], W pomiarach stanu naelektryzowania stosuje się metody bezwzględne — polegające na pomiarze ładunku (gęstości ładunku) oraz względne

polegające na pomiarze natężenia pola elektrycznego, które zależy od konfiguracji układu (p. 11.1.2). Preferuje się metody bezwzględne. Badanie przebiegu samoczynnego ^rozladowywania sprowadza się najczęściej do wyznaczenia początkowego stopnia naelekt-^ryzowania oraz czasu półzaniku [11.1; 11.4; 11.7; 11.21; 11.23; 11.24].

Na rysunku 11.3 przedstawiono przykładowo szkic układu do tego rodzaju badań. Badane próbki umieszcza się na wirującej tarczy metalowej, która kolejno przesuwa je pod elektrodą ulotową, a następnie pod sondę urządzenia pomiarowego. Po wyłączeniu ^vvysokiego napięcia rejestruje się przebieg samoczynnej deelektryzacji.