Статическое электричество. Молниезащита. (СН305-77). Способы и методы защиты от статического и атмосферного электричества

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО СТАТИЧЕСКОЕ — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности (или в объеме) диэлектриков или на изолированных проводниках. Заряды статического электричества (СЭ) образуются при самых разнообразных производственных условиях, но чаще всего — при трении одного диэлектрика о другой или диэлектриков о металлы. На трущихся поверхностях могут накапливаться электрические заряды, легко стекающие в землю, если физическое тело является проводником электричества и заземлено. На диэлектриках электрические заряды удерживаются продолжительное время, вследствие чего они и получили название СЭ.

СЭ возникает в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов и ионов при соприкосновении двух поверхностей неоднородных жидких или твердых веществ, имеющих различные атомные и молекулярные силы поверхностного притяжения. Мерой электризации является заряд, которым обладает данное вещество. Интенсивность образования зарядов возрастает с увеличением скорости перемещения материалов, их удельного сопротивления, площади контакта и усилия взаимодействия. Степень электризации заряженного тела характеризует его потенциал относительно земли.

В производстве накопление зарядов СЭ часто наблюдается при: трении приводных ремней о шкивы или транспортерных лент о валы, особенно с пробуксовкой; перекачке огнеопасных жидкостей по трубопроводам и наливе нефтепродуктов в емкости; движении пыли по воздуховодам; дроблении, перемешивании и просеивании сухих материалов и веществ; сжатии двух разнородных материалов, один из которых диэлектрик; механической обработке пластмасс; транспортировании сжатых и сжиженных газов по трубам и истечении их через отверстия, особенно если в газах содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль; движении автотранспортера, тележек на резиновых шинах и людей по сухому изолирующему покрытию и т. д.

Сила тока электризации потока нефтепродуктов в трубопроводах зависит от диэлектрических свойств и кинематической вязкости жидкости, скорости потока, диаметра трубопровода и его длины, материала трубопровода, шероховатости и состояния его внутренних стенок, температуры жидкости. При турбулентном потоке в длинных трубопроводах сила тока пропорциональна скорости движения жидкости и диаметру трубопровода. Степень электризации движущихся диэлектрических лент (например, транспортерных) зависит от физико-химических свойств соприкасающихся материалов, плотности их контакта, скорости движения, относительной влажности и т. д.

Искровые разряды СЭ представляют собой большую пожаро- и взрывоопасность. Их энергия может достигать 1,4 Дж, что вполне достаточно для воспламенения паро-, пыле- и газовоздушных смесей большинства горючих веществ.

Молниезащита - комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии.

Устройство молниезащиты сегодня является неотъемлемой задачей при проектировании строительных объектов, и считается одним ин эффективных способов защиты от молнии. Элементарное устройство молниезащиты состоит из: молниеприемника, токоотвода и заземлителя. В целом все три элемента объединяются в одно название – молниеотвод.

Молниеотвод является элементом молниезащиты, отвечающей за «улавливание» молнии. Следовательно, он должен располагаться таким образом, чтобы обеспечить максимальную защиту. Существуют отдельно стоящие или закрепленные на доме молниеотводы, тросовые и стержневые. Тросовые молниеотводы применяются в виде горизонтально подвешенных тросов (проводов), являющихся молниеприемниками. Служат для защиты длинных и узких сооружений, сооружений с кровлей из горючих кровельных материалов, а также в тех случаях, когда нельзя применить стержневые молниеотводы.

Токоотвод – элемент молниезащиты, который служит для отвода токов молнии в землю и должен иметь наиболее кратчайший путь в землю. Рекомендуется, чтобы от точки приема молнии должно быть проложено не менее двух путей отвода тока молнии к заземлению (деление тока молнии на несколько ветвей снижает вероятность электромагнитных воздействий и импульсных пробоев). В качестве токоотводов применяются. Токоотводы выполнены, как правило, из круглой оцинкованной или черной стальной катанки диаметром не менее 6 мм и прокладываются в труднодоступных или защищенных местах.

Немаловажную роль в молниезащите играет заземление. Одним из надежных способов отвода и рассеивания энергии молнии считается наличие малых сопротивлений, что и обеспечивается заземлением. В качестве заземления рекомендуется использовать железобетонные фундаменты зданий, сооружений – естественное заземление. Так же широко распространено искусственное заземление по периметру здания. На практике этот тип заземления используется в целях экономии места под инженерные и другие коммуникации.

Все соединения в системе молниезащиты выполняются с помощью сварки, или с помощью болтовых соединений – только при должной электрической связи всех элементов молниезащиты обеспечивается гарантированная надежность в защите зданий и сооружений от ударов молнии.

7.5. Защита от статического электричества

7.5.1. Для предупреждения опасности, связанной с искровыми разрядами статического электричества, наряду с настоящими Правилами необходимо выполнять требования Правил защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

7.5.2. Мероприятия по защите от статического электричества должны осуществляться во взрыво- и пожароопасных зонах, отнесенных по ПУЭ к классам В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа, П-1, П-II, в случае переработки и транспортирования веществ, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление, равное или более 100000 Ом/м3.

В случае переработки и транспортирования в электропроводном оборудовании без распыления и разбрызгивания веществ, имеющих удельное сопротивление менее 100000 Ом/м3, применения мер защиты от статического электричества не требуется.

7.5.3. В зонах, указанных в п.7.5.2, не допускается использовать оборудование и устройства, работа которых сопровождается образованием зарядов статического электричества и искровыми разрядами, без защитных устройств, обеспечивающих непрерывную и полную нейтрализацию образующихся зарядов статического электричества или исключающих опасность его искровых проявлений.

7.5.4. Для предупреждения образования опасных искровых разрядов с поверхности оборудования, перерабатываемых веществ, а также с тела человека необходимо проверять наличие и исправность:

а) заземления оборудования и коммуникаций, а также обеспечение постоянного электрического контакта с заземлением тела человека;

б) системы отвода зарядов, основанной на уменьшении удельных объемных и поверхностных электрических сопротивлений (повышение относительной влажности воздуха до 65-70%, применение антистатических присадок, поверхностно-активных веществ, электропроводящих красок, лаков, резины и т.п.);

в) систем нейтрализации зарядов с использованием радиоизотопных и других нейтрализаторов.

7.5.5. Для снижения интенсивности возникающих зарядов статического электричества и опасности искровых разрядов необходимо:

а) очищать горючие газы, где это технологически возможно, от взвешенных жидких и твердых частиц. Жидкости очищать от загрязнения нерастворимыми твердыми примесями;

б) исключать разбрызгивание, дробление и распыление веществ там, где этого не требует технология производства;

в) не допускать скорость движение материалов в аппаратах и магистралях выше значений, предусмотренных проектом;

г) там, где это возможно, заменять горючие растворители негорючими или исключать образование взрывоопасных смесей.

7.5.6. Металлические и электропроводные неметаллические части технологического оборудования должны быть заземлены независимо от того, применяются ли другие меры защиты от статического электричества.

7.5.7. Металлические и электропроводное неметаллическое оборудование, трубопроводы, вентиляционные короба и кожухи термоизоляции трубопроводов и аппаратов, расположенные в цехе, а также на наружных установках, эстакадах и каналах, должны представлять собой на всем протяжении непрерывную электрическую цепь, которая в пределах цеха (отделения, установки) должна быть присоединена к контуру заземления не менее чем в двух точках.

7.5.8. Открывание люков автоцистерны и танков наливных судов и погружение в них шлангов должно производиться только после присоединения заземляющих проводников к заземляющему устройству. Заземляющий проводник сначала присоединяют к корпусу автоцистерны (или танка), а затем к заземляющему устройству.

Контактные устройства для присоединения заземляющих проводников от автоцистерн и наливных судов должны быть установлены вне взрывоопасной зоны.

7.5.9. Резиновые (либо другие из неэлектропроводных материалов) шланги с металлическими наконечниками, используемые для налива жидкостей в железнодорожные цистерны, автоцистерны, наливные суда и другие передвижные сосуды и аппараты, должны быть обвиты медной проволокой диаметром не менее 2мм (или медным тросиком сечением не менее 4мм2) с шлангом витка не более 100 мм. Один конец проволоки (тросика) соединяется пайкой (или под болт) металлическими заземлениями частей продуктопровода, а другой - с наконечником шланга.

Наконечники шлангов должны быть изготовлены из меди или других неискрящих металлов.

7.5.10. Заземляющие устройства для защиты от статического электричества следует, как правило, объединять с заземляющими устройствами для электрооборудования.

7.5.11. Осмотр и измерение электрических сопротивлений заземляющих устройств для защиты от статического электричества должны проводиться вместе с проверкой заземления электрооборудования цеховых установок в соответствии с ПТЭ и ПТБ.

7.5.12. На основании Правил защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности на каждом предприятии в цеховую инструкцию должны быть включены разделы: "Защита от статического электричества" и "Эксплуатация устройств защиты от статического электричества".

7.5.13. Ответственность за обеспечение исправности устройств защиты от статического электричества в цехе возлагается на начальника цеха, а по заводу (предприятию, организации) - на главного энергетика.

7.6. Молниезащита

7.6.1. Мероприятия по молниезащите зданий и сооружений должны осуществляться в зависимости от степени опасности и вероятности поражения их молнией и соответствовать требованиям настоящих Правил и Указаний по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений.

7.6.2. Требования к защите от электрической и электромагнитной индукции сочетаются, как правило, с требованиями к защите от статического электричества (см.также п. 7.5.10).

7.6.3. При эксплуатации молниезащитных устройств наряду с текущим и предупредительным ремонтами необходимо предусмотреть периодические осмотры (ревизии) с целью:

а) проверки надежности электрической связи между токоведущими элементами;

б) выявления элементов, требующих замены или усиления из-за механических повреждений;

в) принятия мер по коррозионной защите или по усилению элементов, поврежденных коррозией;

г) проверки соответствия молниезащитных устройств категории здания или установки (при изменении технологии, реконструкции зданий и сооружений);

д) измерения сопротивления всех заземлителей молниезащиты не реже в 2 года (эти измерения надо совмещать с измерениями сопротивлений заземлителей защиты электроустановок).

7.6.4. Объем предупредительного ремонта устройств молниезащиты должен быть определен к началу грозового сезона (март для южных и апрель для центральных районов СССР).

Мелкий текущий ремонт молниезащитных устройств можно выполнять во время грозового сезона, а капитальный ремонт - только в негрозовое время года.

7.6.5. Ответственность за исправность молниезащитных устройств по объекту возлагается на главного энергетика предприятия (начальника электроцеха).

Главный энергетик (начальник электроцеха) должен разработать краткую инструкцию по эксплуатации молниезащитных устройств с учетом конкретных особенностей объекта.

7.6.6. Лица, проводящие ревизию молниезащитных устройств, должны составить акт осмотра и проверки с указанием обнаруженных дефектов.

Результаты ревизии молниезащитных устройств, проверочных испытаний заземляющих устройств, произведенных ремонтов и т.д. следует занести в специальный эксплуатационный журнал произвольной формы.

7.6.7. Во время грозы запрещается:

а) стравливать продукты производства в атмосферу через газоотводные трубы и воздушники;

б) держать открытыми окна и двери в производственных и бытовых помещениях;

в) находиться на эстакадах, этажерках и крышах производственных зданий и сооружений;

г) продувать аппараты от горючих паров и газов инертным газом или паром с выбросом их через воздушники в атмосферу.