Đề phòng tĩnh điện

1. Sự hình thành

Tĩnh điện phát sinh do sự ma sát giữa các vật cách điện với nhau hoăc giữa các vật cách điện với vật dẫn điện do sự va đập của các chất lỏng cách điện khi chuyền, rót hoặc va đập của chất lỏng cách điện với kim loại.

Trong quá trình sản xuất, ở một số dây truyền công nghệ chúng ta hay gặp hiện tượng phóng điện của tĩnh điện: dệt vải, len, cân giấp, cao su, nhựa PVC, rót và vận chuyển xăng dầu,…

Tĩnh điện còn tạo ra các hạt nhỏ rắn cách điện trong quá trình nghiền nát.

Sự xuất hiện điện tích tĩnh điện là kết quả của những quá trình phức tạp có liên quan đến sự phân bố lại các ion khi tiếp xúc giữa hai vật khác nhau.

Theo giả thuyết “nhiễm điện tiếp xúc của vật chất” do sự không cân bằng của các lực nguyên tử và phân tử nên các bền mặt tiếp xúc sẽ tạo ra một lớp điện kép trái dấu nhau.

Nhưng bề mặt này có các điện tích điện trái dấu, ta coi chúng như tà tụ điện có điện tích:

Q = C.U

Trong đó:

• C – điện dung, F.
• U – hiệu điện thế ở trên các mặt tụ điện, V.

Khả năng nhiễm điện đến hiệu điện thế cao phụ thuộc vào tính dẫn điện của vật chất, vào thành phần các chất chứa trong nó và các nguyên nhân khác.

Sự phóng tia lửa điện là điều nguy hiểm vì nó có thể làm bốc cháy môi trường khi năng lượng tỏa ra do tia lửa điện lớn hơn trị số tối thiểu của năng lượng bốc cháy của môi trường đó.

Năng lượng phóng tia lửa điện theo công thức:

E = 0,5.C.U²

Trong đó:

• C – điện dung, F.
• U – hiệu điện thế giữa các tấm, V.

Trong điều kiện sản xuất, điện tích tĩnh điện phát sinh và tích lũy khi vận chuyển các chất lỏng không dẫn điện ở trong thùng chứa không được tiếp đất và trong các đường ống cách ly với đất. Đối với chất khí, trong đó có chứa bụi hoặc chất lỏng ở dạng sương mù,bị nén hoặc đốt nóng xì ra khỏi ống hay bình chứa; khi vận chuyển hỗn hợp bụi không khí bằng đường ống (vận chuyển bằng hơi,…) điện tích tĩnh điện phát sinh và tích lũy trong chúng. Đối với các đai truyền ma sát vào trụ và các quá trình ma sát khác cũng vậy.

Trong các trường hợp trên, hiệu điện thế thường đạt 20 – 50 kV; còn khi đai truyền chạy với vận tốc 25 m/s, hiệu điện thế của nó có thể lên đến 80 kV.

2. Nguy hiểm của tĩnh điện

Việc tích điện áp lớn như kể trên rất nguy hiểm, vì rằng khi thế hiệu điện thế là 3 kV tia có thể gây cháy phần lớn các khí cháy, còn 5 kV có thể cháy phần lớn các bụi cháy.

Cần chú ý đến các khối hạt cứng và lỏng rất nhỏ (khối bụi, khói) khi bị nhiễm điện. Khi các hạt bị va chạm nhiều lần và chúng bị ma sát với không khí hay bề mặt các ống dẫn, hạt nhỏ sẽ tích điện, trường hợp có thể phóng tia lửa điện các hạt nhỏ cháy được có thể cháy và nổ.

Điện tích tĩnh điện, còn có thể tích lũy ngay trên cơ thể con người nếu người cách ly với đất bằng giầy có đế không dẫn điện và sàn cách điện. Những điện tích này phát sinh khi người sử dụng quần áo bằng len, tơ, sợ nhân tạo, khi di chuyển trên sàn không dẫn điện và khi thao tác với các vật cách điện.

Đã có những trường hợp xảy ra nổ trong các phòng có sàn được phú bằng cao su, chất dẻo do sự phóng tia lửa điện từ cơ thể con người lên các vật kim loại các thiết bị đã được tiếp đất.

Tác dụng sinh học của tĩnh điện lên người phụ thuộc và năng lượng phóng điện không nguy hiểm. Vì vậy tuy điện áp lớn như vậy nhưng cường độ dòng điện rất nhỏ, vài micro ampe. Tuy nhiên, do sự sợ hãi, người ngã từ trên cao xuống và bị phóng điện lâu có thể ảnh hưởng xấu tới sức khỏe và có thể sinh ra một số bệnh, đặc biệt là đối với hệ thần kinh.

3. Các biện pháp đề phòng tĩnh điện

– Truyền điện tích tĩnh điện đi:

• Bằng cách tiếp đất cho các thiết bị sản xuất, các bể chứa, các ống dẫn,…
• Tăng độ ẩm tương đối của không khí
• Tăng độ ẩm tương đối của không khí trong các phòng có nguy hiểm tĩnh điện lên đến 70% hoặc làm ẩm các vật và một số các biện pháp khác, trong đó có sự ion hóa không khí để nâng cao tính dẫn điện của không khí.
• Trong bộ phận đai truyền chuyển động tốt nhất phải tiếp đất các phần kim loại, còn dây truyền thì bôi lớp dẫn điện đặc biệt (ví dụ như Graphit) lên bề mặt ngoài (trong lúc máy nghỉ).

– Để truyền tĩnh điện tích lũy trên người đi:

• Thực hiện bằng các cách sau:
• Làm sàn dẫn điện hoặc vùng tiếp đất, cầu và điện tích tiếp đất, tiếp đất quả đấm tay mở cửa, tay vịn cầu thang và tay quay các thiết bị máy móc.
• Phát cho công nhân giày dẫn điện (giày có đế bằng da cao su dẫn điện hoặc cao su có đóng đinh không bị xòe lửa khi va chạm, ma sát.
• Cấm mặc quần áo có khả năng nhiễm điện.

– Các sàn không dẫn điện như là: atsphan, sàn rải thảm cao su, vải sơn,…

– Ở trên các công trường, khi sử dụng bơm vữa để đưa vữa lên các tầng theo đường ống cao su, có thể tạo ra tĩnh điện và tích lũy điện áp ở trên ống cao su không dẫn điện… Nếu chỉ tiếp đất trên máy bơm thì không đảm bảo truyền điện tích từ ống đi, cho nên các ống phải quấn lớp dây trần với bước quấn là 10 cm, và gắn một đầu vào vòi phun, đầu kia gắn với thân của bơm vữa. Cuối cùng cần lưu ý là để dẫn tĩnh điện của bể chứa, đường ống, cầu nổi, máy móc để trong kho, các xitec (thùng chứa) trên tàu hỏa và ô tô cần phải tiếp đất chu đáo.