Электрооборудование в пожаро- и взрыво-опасных зонах

Наряду  с контактным часто происходит индуктивное заряжение проводящих объектов и обслуживающего персонала в электрическом поле движущегося плоского наэлектризованного материала.

Смешанное заряжение наблюдается тогда, когда наэлектризованный материал поступает в какие-либо емкости, изолированные от земли. Оно наиболее распространено при заливе горючих жидкостей в цистерны и бочки, подаче резиновых клеев, тканей и пленок в передвижные емкости и тележки.

3.2.Опасность разрядов статического электричества в производственных условиях.

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

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

Электростатическая  искробезопасность объектов в соответствии с ГОСТ 12.1.018 — 93 обеспечивается благодаря созданию условий, предупреждающих возникновение разрядов статического электричества, способных стать источником зажигания объекта защиты.

Воспламенение горючих смесей искровыми разрядами статического электричества произойдет, если выделяющаяся при разряде энергия будет больше энергии воспламенения горючей смеси или, в общем случае, выше минимальной энергии зажигания горючей смеси. Электростатическая искробезопасность объекта достигается при выполнении следующего условия безопасности:

W_p ≤ KW_min,

где W_р — максимальная энергия разряда, который может возникнуть внутри объекта или с его поверхности, Дж; К— коэффициент безопасности, выбираемый исходя из условий допустимой (безопасной) вероятности зажигания или принимаемый равной 0,4; W_т1п — минимальная энергия зажигания горючих смесей, Дж.

Электростатическая искробезопасность объектов обеспечивается за счет снижения электростатической искроопасности объекта (путем уменьшения W_p) и чувствительности объектов окружающей и проникающей в них среды к зажигающему воздействию статического электричества (путем увеличенияW_min).

Электростатическую искроопасность объектов снижают регламентированием W_p и за счет применения средств защиты от статического электричества в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.124-83.

Снижение  чувствительности объектов окружающей и проникающей в них среды к зажигающему воздействию разрядов статического электричества обеспечивается регламентированием параметров производственных процессов (влагосодержания и дисперсности аэровзвесей, давления и температуры среды и т.п.), влияющих на величину W_p и флегматизацию горючих сред.

Энергию разряда с заряженной диэлектрической  поверхностью можно определить только экспериментально. Минимальная энергия зажигания горючих смесей зависит от природы веществ и также определяется экспериментально.

3.3.Воздействие статического электричества на человека.

  Заряды статического электричества могут накапливаться и на людях. Электризация тела происходит при работе с наэлектризованными изделиями и материалами. Человек может подвергаться длительному процессу электризации при контактировании с различного рода предметами, выполненными из материалов, обладающих высокими диэлектрическими свойствами (полы, непроводящая обувь, диэлектрические перчатки и т.д.).

Количество  накопившегося на людях электричества  может быть вполне достаточным для  возникновения искрового разряда  при контакте с заземленным предметом. Считается, что энергия разряда с тела человека достаточна для зажигания практически всех газо-, паровоздушных и некоторых пылевоздушных горючих смет сей.

Воздействие статического электричества на человека смертельной опасности не представляет. Искровой разряд статического электричества человек ощущает как укол, толчок или судорогу. При внезапном уколе возникает испуг, и человек может непроизвольно сделать движения, которые приведут к его падению с высоты, попаданию в опасную зону и т.д.

Длительное  воздействие статического электричества неблагоприятно отражается на здоровье людей, отрицательно сказывается на их психофизическом состоянии.

3.4.Средства защиты от статического электричества.

В соответствии с «Правилами защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности» эти средства должны применяться во взрыво- и пожароопасных помещениях и зонах открытых установок, отнесенных по классификации ПУЭ к классам В-I, В-Iа, В-I6, В-Iг, В-II, В-IIа, П-I и П-II. В помещениях и зонах, которые не относятся к указанным классам, защита осуществляется лишь на тех участках, где статическое электричество отрицательно влияет на технологический процесс и качество продукции.

Для предупреждения возможности возникновения опасных  искровых разрядов с поверхности оборудования, перерабатываемых веществ, а также с тела человека необходимо с учетом особенностей производства обеспечивать стекание накапливаемых зарядов статического электричества. Это достигается применением средств коллективной и индивидуальной защиты от статического электричества согласно требованиям ГОСТ 12.4.124—83. Средства коллективной защиты от статического электричества по принципу действия делят на следующие виды: заземляющие устройства, нейтрализаторы, увлажняющие устройства, антиэлектростатические вещества, экранирующие устройства.

3.5.Отвод зарядов заземляющими устройствами.

  Заземление — наиболее простой и часто применяемый способ защиты от статического электричества. Все металлические и электропроводные неметаллические части технологического оборудования должны быть заземлены. Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, не должно превышать 100 Ом. Как правило, такие заземляющие устройства объединяют с устройствами, предназначенными для заземления электрооборудования.

3.6.Нейтрализация зарядов статического электричества.

При невозможности использования простых средств защиты от статического электричества рекомендуется нейтрализовать заряды ионизацией воздуха в местах их возникновения или накопления. Для получения заряженных частиц ионов, оказывающих нейтрализующее действие, применяют нейтрализаторы нескольких типов: индукционные и высоковольтные (коронного разряда), радиоизотопные с α- и β-излучающими источниками, комбинированные.

Во взрывоопасных  помещениях всех классов для нейтрализации зарядов статического электричества используют радиоизотопные нейтрализаторы, для ионизации воздуха — источники α- и β-излучения. В помещениях, не являющихся взрывоопасными, для нейтрализации зарядов статического электричества на плоских поверхностях (пленках, лентах, тканях, листах) допускается применение индукционных нейтрализаторов, как наиболее простых и дешевых. В случае невозможности использования индукционных нейтрализаторов или при их недостаточной эффективности для помещений, не являющихся взрывоопасными, пригодны высоковольтные нейтрализаторы и нейтрализаторы скользящего разряда.

Для нейтрализации  зарядов статического электричества в труднодоступных местах, где невозможна установка нейтрализаторов, производят вдувание ионизированного воздуха.

3.7.Отвод зарядов путем уменьшения удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления.

  С этой целью повышают относительную влажность воздуха до 65—70 % (если это допустимо по условиям производства). Применяют как общее, так и местное увлажнение воздуха в помещении при постоянном контроле за относительной влажностью воздуха.

При увлажнении поверхности твердых материалов на ней образуется электропроводящая пленка воды. Этот метод не эффективен, когда электризующийся материал гидрофобен или когда его температура выше температуры окружающей среды. В этом случае полимерные материалы и химические волокна дополнительно обрабатывают растворами поверхностно-активных веществ.

Для уменьшения удельного объемного электрического сопротивления в диэлектрические жидкости и растворы полимеров (клеев) вводят различные растворимые в них антиэлектростатические вещества, в частности соли металлов переменной валентности высших карболовых кислот, нафтеновые и синтетические жир-

ные кислоты.

Введение  поверхностно-активных веществ и других антиэлектростатических веществ возможно только, когда это не приводит к нарушению технологических требований, предъявляемых к выпускаемой продукции.

Хороший эффект защиты диэлектрических поверхностей от статического электричества дает покрытие их электропроводящими эмалями, удельное электрическое сопротивление которых составляет 1 — 10 МОм * м.

3.8.Снижение интенсивности возникновения зарядов статического электричества.

  Это достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением их разбрызгивания, дробления и распыления, отводом электростатических зарядов, подбором поверхностей трения, очисткой горючих газов и жидкостей от примесей.

Безопасные  скорости транспортировки жидких и пылевидных вещёств в зависимости от удельного объемного электрического сопротивления (р_v) нормируются «Правилами защиты от статического электричества». Так, для жидкостей с р_v< 0,1 МОм * м установлена допустимая скорость v ≤ 10 м/с, при р_v ≤ 1000 МОм * м — v ≤ 5 м/с, а при р_v > 1000 МОм * м скорость устанавливается для каждой жидкости отдельно. К наиболее опасным для транспортировки относятся этиловый эфир, сероуглерод, бензол, бензин, этиловый и метиловый спирты.

При подаче жидкостей в резервуары и цистерны сливную трубу необходимо удлинить до дна приемного сосуда и направитьструю вдоль стенки. Жидкости должны поступать в резервуары, как правило, на уровне ниже уровня содержащегося в них остатка жидкости. При первоначальном заполнении резервуаров жидкость подают со скоростью до 0,5 — 0,7 м/с.

В том  случае, когда невозможно обеспечить стекание возникающих зарядов, для предотвращения воспламенения среды внутри аппаратов искровыми разрядами необходимо исключить образование взрывоопасных смесей. С этой целью в закрытых системах создают избыточное давление или используют инертные газы для заполнения аппаратов, емкостей, закрытых транспортных систем и другого оборудования, передавливания легковоспламеняющихся жидкостей, пневмотранспорта горючих мелкодисперсных и сыпучих материалов, а также продувки оборудования при запуске.

3.9.Отвод зарядов статического электричества, накапливающихся на людях.

На взрывоопасных  производствах для предотвращения возникновения опасных искровых разрядов вследствие накопления на теле человека зарядов статического электричества необходимо обеспечить их оттекание. К основным мерам, способствующим выполнению этого требования, относятся укладка электропроводящих полов, обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты (специальной антиэлектростатической обувью и одеждой), заземление помостов и рабочих площадок, ручек дверей, поручней лестниц, рукояток приборов, машин и аппаратов.

Заземленные рукоятки, поручни, помосты являются только дополнительными средствами отвода зарядов с тела человека. Если рабочий выполняет работу в  неэлектропроводной обуви, для от-вода накапливающихся на теле зарядов ему следует одеть антиэлектростатический халат и сидеть на электропроводной подушке стула. Для этой цели используют также легкоснимающиеся электропроводные браслеты, соединенные с землей.

Для обеспечения  непрерывного отвода зарядов статического электричества с тела человека во взрывоопасных помещениях полы выполняют  электропроводными из материалов с удельным объемным сопротивлением не выше 10⁶ Ом * м.

К непроводящим покрытиям относятся асфальт, резиновый  настил из нормальной резины, линолеум, нормальные террацевые плиты. Проводящими покрытиями являются бетон толщиной 30 мм, специальный бетон и пенобетон, ксилолит, настил из резины с пониженным сопротивлением, специальные террацевые плиты и другие покрытия.