Beskyttelse mod statisk elektricitet i hverdagen og på arbejdspladsen

Ethvert menneskes daglige aktivitet er relateret til hans bevægelse i rummet. Derudover går han ikke kun, men rejser også med transport.

Under hver bevægelse sker en omfordeling af statiske ladninger, hvilket ændrer balancen i den indre ligevægt mellem atomerne og elektronerne i hvert stof. Det er relateret til processen med elektrificering, dannelsen af ​​statisk elektricitet.

I faste stoffer skyldes fordelingen af ​​ladninger elektronernes bevægelse, og i væsker og gasser, både elektroner og ladede ioner. Alle disse tilsammen gør en potentiel forskel.

Årsager til statisk elektricitet

De mest almindelige eksempler på manifestationen af ​​statiske kræfter forklares i skolen i de første lektioner i fysik, når de gnider glas- og ebonitstænger på uldstof og demonstrerer tiltrækningen af ​​små stykker papir til dem.

Erfaringen med at afbøje en tynd strøm af vand under påvirkning af statiske ladninger koncentreret på en ebonitstav er også kendt.

I hverdagen manifesterer statisk elektricitet sig oftest:

• når du bærer uld eller syntetisk tøj;

• at gå i sko med gummisåler eller uldne sokker på tæpper og batum;

• brug af plastikgenstande.

Situationen forværres af:

• tør luft i lokalerne;

• armerede betonvægge, hvorfra etagebygninger er lavet.

Hvordan statisk genereres

Normalt indeholder den fysiske krop lige mange positive og negative partikler, hvorfor der skabes en balance i den, som sikrer dens neutrale tilstand. Når den forstyrres, erhverver kroppen en elektrisk ladning af et bestemt tegn.

Statisk betyder en hviletilstand, når kroppen ikke bevæger sig. Polarisering kan forekomme inde i dets stof - bevægelsen af ​​ladninger fra en del til en anden eller deres overførsel fra et nærliggende objekt.

Elektrificering af stoffer opstår på grund af erhvervelse, fjernelse eller adskillelse af ladninger, når:

• interaktion mellem materialer på grund af friktions- eller rotationskræfter;

• kraftigt fald i temperatur;

• bestråling på forskellige måder;

• splitte eller skære fysiske kroppe.

Elektriske ladninger fordelt på objektets overflade eller i en afstand fra den i flere interatomare afstande. For ujordede kroppe spreder de sig over kontaktlagets område, og for dem, der er forbundet med jordens kontur, flyder de ned til det.

Optagelse af statiske ladninger fra kroppen og deres dræning sker samtidigt. Elektrificering sker, når kroppen modtager et større energipotentiale, end den bruger i det ydre miljø.

En praktisk konklusion følger af denne position: for at beskytte kroppen mod statisk elektricitet er det nødvendigt at dræne de resulterende ladninger fra det til jordsløjfen.

Metoder til estimering af statisk elektricitet

Fysiske stoffer, i henhold til deres evne til at danne elektriske ladninger af forskellige tegn, når de interagerer ved friktion med andre legemer, er karakteriseret på skalaen af ​​den triboelektriske effekt. Nogle af dem er vist på billedet.

Følgende fakta kan nævnes som et eksempel på deres interaktion:

• at gå i uldne sokker eller sko med gummisåler på et tørt tæppe kan oplade menneskekroppen op til 5 ÷ -6 kV;

• kroppen af ​​en bil, der bevæger sig på en tør vej, opnår et potentiale på op til 10 kV;

• drivremmen der drejer remskiven er opladet til 25kV.

Som du kan se, når potentialet for statisk elektricitet meget høje værdier selv under hjemlige forhold. Men dette gør os ikke meget skade, da det ikke har meget kraft, og dets udledning passerer gennem kontaktpudernes høje modstand og måles i milliampere eller lidt mere.

Derudover reduceres det væsentligt af luftfugtighed. Dens effekt på mængden af ​​kropsstress i kontakt med forskellige materialer er vist i grafen.

Fra hans analyse følger konklusionen: I et fugtigt miljø forekommer statisk elektricitet mindre. Derfor bruges forskellige fugtighedscremer til at bekæmpe det.

I naturen kan statisk elektricitet være enorm.Når skyer bevæger sig over lange afstande, akkumuleres betydelige potentialer mellem dem, som manifesteres af lyn, hvis energi er nok til at splitte et århundrede gammelt træ langs stammen eller brænde en boligbygning ned.

Når statisk elektricitet aflades i hverdagen, mærker vi fingrenes "knibning", ser gnister udsendt af uldne ting, mærker et fald i energi og effektivitet. Den strøm, som vores krop udsættes for i hverdagen, har en negativ effekt på helbredet, nervesystemets tilstand, men forårsager ikke åbenlyse, synlige skader.

Producenter af industrielt måleudstyr producerer enheder, der giver dig mulighed for nøjagtigt at bestemme størrelsen af ​​spændingen af ​​akkumulerede statiske ladninger både på udstyrskasser og på den menneskelige krop.

Sådan beskytter du dig selv mod statisk elektricitet i dit hjem

Hver af os bør forstå de processer, der danner statiske udladninger, der udgør en trussel mod vores krop. De skal være kendte og begrænsede. Til dette formål udføres forskellige undervisningsaktiviteter, herunder populære tv-programmer for befolkningen.

På dem, ved hjælp af tilgængelige midler, vises metoder til at skabe statisk spænding, principper for dens måling og metoder til at udføre forebyggende foranstaltninger.

For eksempel, i betragtning af den triboelektriske effekt, er det bedst at bruge naturlige trækamme til at rede hår, ikke metal eller plast, som de fleste mennesker gør. Træet har neutrale egenskaber og danner ikke ladninger, når det gnides ind i håret.

For at fjerne det statiske potentiale fra bilens karrosseri, når du kører på tør vej, bruges specielle antistatiske strimler fastgjort til bunden. Forskellige typer af disse er bredt tilgængelige til salg.

Hvis der ikke er en sådan beskyttelse på bilen, kan spændingspotentialet fjernes ved kortvarig jordforbindelse af kabinettet ved hjælp af en metalgenstand, for eksempel en biltændingsnøgle. Det er især vigtigt at følge denne procedure før tankning.

Når en statisk ladning akkumuleres på tøj lavet af syntetiske materialer, kan det fjernes ved at behandle damp fra en speciel beholder med en antistatisk sammensætning. Generelt er det bedre at bruge mindre sådanne stoffer og bære naturlige materialer som hør eller bomuld.

Sko med gummisåler hjælper også med at opbygge ladning. Det er nok at sætte antistatiske indlægssåler i naturlige materialer, da den skadelige virkning på kroppen vil blive reduceret.

Påvirkningen af ​​den tørre luft, der er karakteristisk for bylejligheder om vinteren, er allerede blevet diskuteret. Særlige luftfugtere eller endda små stykker fugtet klud placeret på husholdningsartikler forbedrer miljøet og reducerer dannelsen af ​​statisk elektricitet. Men regelmæssig våd rengøring indendørs giver dig mulighed for at fjerne elektrificerede partikler og støv i tide. Dette er en af ​​de bedste måder at beskytte dig selv på.

Elektriske husholdningsapparater akkumulerer også statiske ladninger på boksen under drift. Potentialudligningssystemet, der er forbundet til bygningskredsløbets fælles jord, er designet til at reducere deres påvirkning.Selv et simpelt akrylbadekar eller en gammel støbejernskonstruktion med samme indsats er udsat for statisk påvirkning og skal beskyttes på denne måde.

Hvordan udføres beskyttelse mod statisk elektricitet i produktionen?

Faktorer, der reducerer elektronisk udstyrs ydeevne

Udladninger genereret ved fremstilling af halvledermaterialer kan forårsage stor skade, forstyrre enheders elektriske egenskaber eller endda deaktivere dem fuldstændigt.

I produktionsmiljøer kan bortskaffelse være vilkårlig og afhænge af en række forskellige faktorer:

• værdierne af den modtagne kapacitet;

• energipotentiale;

• elektrisk modstand af kontakterne;

• type transienter;

• andre ulykker.

I dette tilfælde, ved det indledende tidspunkt i størrelsesordenen ti nanosekunder, stiger udladningsstrømmen til et maksimum og falder derefter inden for 100-300 ns.

Arten af ​​forekomsten af ​​statisk udladning på en halvlederanordning gennem operatørens krop er vist på billedet.

Størrelsen af ​​strømmen påvirkes af: kapaciteten af ​​ladningen akkumuleret af en person, modstanden af ​​hans krop og kontaktpuderne.

Ved fremstilling af elektrisk udstyr kan statisk udladning skabes uden operatørindgreb på grund af dannelsen af ​​kontakter gennem jordede overflader.

I dette tilfælde påvirkes afladningsstrømmen af ​​ladekapaciteten, der er akkumuleret af apparathuset og modstanden af ​​de dannede kontaktpuder. I dette tilfælde påvirker det inducerede højspændingspotentiale og udladningsstrømmen halvlederen samtidigt i det indledende øjeblik.

På grund af en så kompleks effekt kan skaden være:

1.specifikt når elementernes ydeevne er reduceret i en sådan grad, at de bliver ubrugelige;

2. skjult — ved at reducere outputparametrene, nogle gange endda faldende inden for de etablerede fabriksegenskaber.

Den anden type funktionsfejl er svær at opdage: de påvirker oftest tabet af produktivitet under arbejdet.

Et eksempel på en sådan skade fra virkningen af ​​høj statisk spænding er vist af afvigelsesdiagrammerne for de volt-ampere-karakteristika, der anvendes på dioden KD522D og det integrerede kredsløb KR1005VI1 LSI.

Den brune linje nummer 1 viser parametrene for halvlederenhederne før testene med øget spænding, og kurverne nummer 2 og 3 viser deres reduktion under indflydelse af det øgede inducerede potentiale. I tilfælde #3 har det en større indflydelse.

Skader kan være forårsaget af handlinger af:

• overvurderet induceret spænding, der bryder det dielektriske lag af halvlederenheder eller bryder krystalstrukturen;

• høj strømtæthed, der forårsager høj temperatur, hvilket fører til smeltning af materialer og afbrænding af oxidlaget;

• test, elektrisk termisk træning.

Latent skade kan påvirke arbejdet ikke umiddelbart, men efter flere måneder eller endda års arbejde.

Metoder til at udføre ESD-beskyttelse i produktionen

Afhængigt af typen af ​​industrielt udstyr bruges en af ​​følgende metoder til at opretholde driften eller deres kombination:

1. eliminering af dannelsen af ​​elektrostatiske ladninger;

2. blokering af deres adgang til arbejdspladsen;

3. at øge modstanden af ​​enheder og tilbehør over for påvirkning af udledninger.

Metode #1 og #2 giver dig mulighed for at beskytte en stor gruppe af forskellige enheder i et kompleks, og #3 bruges til individuelle enheder.

Høj effektivitet til at opretholde udstyrets funktionalitet opnås ved at placere det i et Faraday-bur, et rum omgivet på alle sider af et fint net af metalnet forbundet med jordsløjfen. Eksterne elektriske felter trænger ikke ind i den, og den har en statisk magnet.

Afskærmede kabler fungerer efter dette princip.

Beskyttelse mod statisk påvirkning er klassificeret i henhold til implementeringsprincipperne for:

• fysisk og mekanisk;

• kemisk;

• konstruktivt og teknologisk.

De første to metoder giver dig mulighed for at forhindre eller reducere dannelsen af ​​statiske ladninger og øge hastigheden af ​​deres dræning. Den tredje metode beskytter enheder mod virkningerne af ladninger, men påvirker ikke deres dræning.

Du kan forbedre affaldsdræningen ved at:

• skabe en krone;

• øger ledningsevnen af ​​materialer, hvorpå ladninger akkumuleres.

Løs disse problemer:

• luft ionisering;

• stigning i arbejdsflader;

• valg af materialer med den bedste volumetriske ledningsevne.

Takket være deres implementering skabes der forberedte motorveje til at føre statiske ladninger til jordkredsløbet, eksklusive deres indvirkning på enhedernes arbejdselementer. I dette tilfælde tages det i betragtning, at den samlede elektriske modstand af den oprettede vej ikke bør overstige 10 ohm.

Hvis materialerne har stor modstand, så sker beskyttelsen på andre måder. Ellers begynder ladninger at samle sig på overfladen, som kan udledes ved kontakt med jorden.

Et eksempel på implementering af kompleks elektrostatisk beskyttelse på arbejdspladsen for en operatør, der er involveret i vedligeholdelse og justering af elektroniske enheder, er vist på billedet.

Bordets overflade er forbundet til jordsløjfen med en forbindelsesledning og en ledende pude ved hjælp af specielle terminaler. Operatøren arbejder i specialtøj, bærer sko med ledende sål og sidder i en stol med et specielt sæde. Alle disse foranstaltninger gør det muligt effektivt at bortskaffe de akkumulerede afgifter på jorden.

Arbejdsluftionisatorer regulerer fugtigheden, reducerer potentialet for statisk elektricitet. Når du bruger dem, tages det i betragtning, at det øgede indhold af vanddamp i luften påvirker menneskers sundhed negativt. Så de forsøger at holde det på omkring 40%.

En effektiv måde kan også være den regelmæssige ventilation af rummet eller brugen af ​​et ventilationssystem i det, når luften passerer gennem filtrene, ioniseres og blandes, og derved sikre neutraliseringen af ​​de resulterende ladninger.

For at reducere det potentiale, som menneskekroppen opbygger, kan armbånd bruges til at komplementere sættet af antistatisk tøj og sko. De består af et ledende bånd, der er fastgjort til skulderen med et spænde. Sidstnævnte er forbundet til jordledningen.

Med denne metode er strømmen, der strømmer gennem menneskekroppen, begrænset. Dens værdi bør ikke overstige en milliampere. Større værdier kan forårsage smerte og elektrisk skade.

Under afladningen af ​​ladningen til jorden er det vigtigt at sikre hastigheden af ​​dens udledning på et sekund.Til dette formål anvendes gulvbelægninger med lav elektrisk modstand.

Når du arbejder med halvlederkort og elektroniske komponenter, ydes der også beskyttelse mod skader fra statisk elektricitet:

• tvungen omgåelse af terminalerne på elektroniske tavler og blokke under inspektioner;

• ved hjælp af værktøj og loddekolber med jordede arbejdshoveder.

Beholdere med brændbare væsker placeret på køretøjer er jordet med en metalkæde. Selv flyets skrog er udstyret med metalkabler, der fungerer som beskyttelse mod statisk elektricitet under landing.