Beskyttelse mot statisk elektrisitet i hverdagen og på arbeidsplassen

Hver persons daglige aktivitet er relatert til hans bevegelse i rommet. I tillegg går han ikke bare, men reiser også med transport.

Under hver bevegelse oppstår en omfordeling av statiske ladninger, som endrer balansen i den indre likevekten mellom atomene og elektronene til hvert stoff. Det er relatert til prosessen med elektrifisering, dannelsen av statisk elektrisitet.

I faste stoffer skyldes fordelingen av ladninger bevegelse av elektroner, og i væsker og gasser, både elektroner og ladede ioner. Alle disse sammen utgjør en potensiell forskjell.

Årsaker til statisk elektrisitet

De vanligste eksemplene på manifestasjonen av statiske krefter blir forklart på skolen i de første leksjonene i fysikk, når de gnir glass- og ebonittstaver på ullduk og demonstrerer tiltrekningen av små papirbiter til dem.

Erfaringen med å avlede en tynn vannstrøm under påvirkning av statiske ladninger konsentrert på en ebonittstav er også kjent.

I hverdagen manifesterer statisk elektrisitet seg oftest:

• når du har på deg ull- eller syntetiske klær;

• gå i gummisålesko eller ullsokker på tepper og batum;

• bruk av plastartikler.

Situasjonen forverres av:

• tørr luft i lokalene;

• armerte betongvegger, hvorfra det er laget flere etasjers bygninger.

Hvordan statisk genereres

Normalt inneholder den fysiske kroppen like mange positive og negative partikler, og det er grunnen til at det skapes en balanse i den, som sikrer dens nøytrale tilstand. Når den forstyrres, får kroppen en elektrisk ladning av et bestemt tegn.

Statisk betyr en hviletilstand når kroppen ikke beveger seg. Polarisering kan oppstå inne i stoffet - bevegelsen av ladninger fra en del til en annen eller deres overføring fra et nærliggende objekt.

Elektrifisering av stoffer skjer på grunn av anskaffelse, fjerning eller separering av ladninger når:

• interaksjon av materialer på grunn av friksjons- eller rotasjonskrefter;

• kraftig fall i temperatur;

• bestråling på forskjellige måter;

• splitte eller kutte fysiske kropper.

Elektriske ladninger fordelt på overflaten av objektet eller i en avstand fra det i flere interatomiske avstander. For ujordede kropper sprer de seg over området til kontaktlaget, og for de som er koblet til konturen av bakken, strømmer de ned til det.

Opptak av statiske ladninger fra kroppen og deres drenering skjer samtidig. Elektrifisering tilveiebringes når kroppen mottar et større potensial av energi enn den bruker i det ytre miljøet.

En praktisk konklusjon følger av denne posisjonen: for å beskytte kroppen mot statisk elektrisitet, er det nødvendig å drenere de resulterende ladningene fra den til jordsløyfen.

Metoder for estimering av statisk elektrisitet

Fysiske stoffer, i henhold til deres evne til å danne elektriske ladninger av forskjellige tegn når de interagerer ved friksjon med andre kropper, er karakterisert på skalaen til den triboelektriske effekten. Noen av dem er vist på bildet.

Følgende fakta kan nevnes som et eksempel på deres interaksjon:

• å gå i ullsokker eller sko med gummisåler på et tørt teppe kan lade menneskekroppen opp til 5 ÷ -6 kV;

• kroppen til en bil som beveger seg på en tørr vei får et potensial på opptil 10 kV;

• drivremmen som dreier remskiven er ladet til 25kV.

Som du kan se, når potensialet til statisk elektrisitet svært høye verdier selv under hjemlige forhold. Men dette gjør oss ikke mye skade, siden den ikke har mye kraft, og utladningen går gjennom den høye motstanden til kontaktputene og måles i milliampere eller litt mer.

I tillegg reduseres den betydelig av luftfuktigheten. Effekten på mengden kroppsstress i kontakt med forskjellige materialer er vist i grafen.

Fra hans analyse følger konklusjonen: i et fuktig miljø vises statisk elektrisitet mindre. Derfor brukes ulike fuktighetskremer for å bekjempe det.

I naturen kan statisk elektrisitet være enorm.Når skyer beveger seg over lange avstander, akkumuleres betydelige potensialer mellom dem, som manifesteres av lyn, hvis energi er nok til å splitte et hundre år gammelt tre langs stammen eller brenne ned en boligbygning.

Når statisk elektrisitet utlades i hverdagen, kjenner vi at fingrene "knipes", ser gnister avgitt av ullsaker, føler en nedgang i energi og effektivitet. Strømmen som kroppen vår utsettes for i hverdagen har en negativ effekt på helsen, tilstanden til nervesystemet, men forårsaker ikke åpenbare, synlige skader.

Produsenter av industrielt måleutstyr produserer enheter som lar deg nøyaktig bestemme størrelsen på spenningen til akkumulerte statiske ladninger både på utstyrsbokser og på menneskekroppen.

Slik beskytter du deg mot statisk elektrisitet i hjemmet ditt

Hver av oss bør forstå prosessene som danner statiske utladninger som utgjør en trussel mot kroppen vår. De må være kjent og begrenset. For dette formålet gjennomføres ulike pedagogiske aktiviteter, inkludert populære TV-programmer for befolkningen.

På dem, ved hjelp av tilgjengelige midler, vises metoder for å skape statisk spenning, prinsipper for måling og metoder for å utføre forebyggende tiltak.

For eksempel, med tanke på den triboelektriske effekten, er det best å bruke naturlige trekammer for å gre hår, ikke metall eller plast, som de fleste gjør. Treverket har nøytrale egenskaper og danner ikke ladninger når det gnis inn i håret.

For å fjerne det statiske potensialet fra karosseriet når du kjører på tørr vei, brukes spesielle antistatiske striper festet til bunnen. Ulike typer av disse er allment tilgjengelige for salg.

Hvis det ikke er en slik beskyttelse på bilen, kan spenningspotensialet fjernes ved kortvarig jording av kabinettet ved hjelp av en metallgjenstand, for eksempel en tenningsnøkkel. Det er spesielt viktig å følge denne prosedyren før du fyller drivstoff.

Når en statisk ladning samler seg på klær laget av syntetiske materialer, kan den fjernes ved å behandle damp fra en spesiell beholder med en antistatisk sammensetning. Generelt er det bedre å bruke mindre slike stoffer og bruke naturlige materialer som lin eller bomull.

Sko med gummisåler bidrar også til å bygge opp ladningen. Det er nok å sette inn antistatiske innleggssåler laget av naturlige materialer, da den skadelige effekten på kroppen vil bli redusert.

Påvirkningen av den tørre luften som er karakteristisk for urbane leiligheter om vinteren, har allerede blitt diskutert. Spesielle luftfuktere eller til og med små stykker fuktet klut plassert på husholdningsartikler forbedrer miljøet og reduserer dannelsen av statisk elektrisitet. Men regelmessig våtrengjøring innendørs lar deg fjerne elektrifiserte partikler og støv i tide. Dette er en av de beste måtene å beskytte deg selv på.

Elektriske husholdningsapparater akkumulerer også statiske ladninger på boksen under drift. Potensialutjevningssystemet koblet til fellesjorden til bygningskretsen er designet for å redusere deres påvirkning.Selv et enkelt akrylbadekar eller en gammel støpejernskonstruksjon med samme innsats er utsatt for statisk påvirkning og må beskyttes på denne måten.

Hvordan utføres beskyttelse mot statisk elektrisitet i produksjonen?

Faktorer som reduserer ytelsen til elektronisk utstyr

Utladninger som genereres ved produksjon av halvledermaterialer kan forårsake stor skade, forstyrre de elektriske egenskapene til enheter eller til og med deaktivere dem helt.

I produksjonsmiljøer kan avhending være vilkårlig og avhenge av en rekke forskjellige faktorer:

• verdiene til den mottatte kapasiteten;

• energipotensial;

• elektrisk motstand av kontaktene;

• type transienter;

• andre ulykker.

I dette tilfellet, ved den første tiden i størrelsesorden ti nanosekunder, øker utladningsstrømmen til et maksimum og synker deretter innen 100–300 ns.

Arten av forekomsten av statisk utladning på en halvlederenhet gjennom operatørens kropp er vist på bildet.

Størrelsen på strømmen påvirkes av: kapasiteten til ladningen akkumulert av en person, motstanden til kroppen hans og kontaktputene.

Ved produksjon av elektrisk utstyr kan statisk utladning skapes uten operatørintervensjon på grunn av dannelsen av kontakter gjennom jordede overflater.

I dette tilfellet påvirkes utladningsstrømmen av ladekapasiteten akkumulert av enhetens kabinett og motstanden til de dannede kontaktputene. I dette tilfellet påvirker det induserte høyspenningspotensialet og utladningsstrømmen halvlederen samtidig i det første øyeblikket.

På grunn av en så kompleks effekt kan skaden være:

1.spesielt når ytelsen til elementene er redusert i en slik grad at de blir ubrukelige;

2. skjult — ved å redusere utgangsparametrene, noen ganger til og med falle innenfor de etablerte fabrikkkarakteristikkene.

Den andre typen funksjonsfeil er vanskelig å oppdage: de påvirker oftest produktivitetstapet under arbeidet.

Et eksempel på slik skade fra virkningen av høy statisk spenning er vist av avviksplottene for volt-ampere-karakteristikkene som brukes på dioden KD522D og den integrerte kretsen KR1005VI1 LSI.

Den brune linjen nummer 1 viser parametrene til halvlederenhetene før testene med økt spenning, og kurvene nummer 2 og 3 viser deres reduksjon under påvirkning av det økte induserte potensialet. I tilfelle #3 har det større innvirkning.

Skade kan være forårsaket av handlinger av:

• overestimert indusert spenning som bryter det dielektriske laget av halvlederenheter eller bryter krystallstrukturen;

• høy strømtetthet som forårsaker høy temperatur som fører til smelting av materialer og brenning av oksidlaget;

• tester, elektrisk termisk trening.

Latent skade kan påvirke arbeidet ikke umiddelbart, men etter flere måneder eller til og med år med arbeid.

Metoder for å utføre ESD-beskyttelse i produksjon

Avhengig av type industrielt utstyr, brukes en av følgende metoder for å opprettholde drift eller kombinasjon:

1. eliminere dannelsen av elektrostatiske ladninger;

2. blokkere deres adgang til arbeidsplassen;

3. øke motstanden til enheter og tilbehør mot virkningen av utslipp.

Metode #1 og #2 lar deg beskytte en stor gruppe forskjellige enheter i et kompleks, og #3 brukes for individuelle enheter.

Høy effektivitet for å opprettholde funksjonaliteten til utstyret oppnås ved å plassere det i et Faraday-bur, et rom som er omgitt på alle sider av et finmasket metallnett som er koblet til jordsløyfen. Eksterne elektriske felt trenger ikke inn i den, og den har en statisk magnet.

Skjermede kabler fungerer etter dette prinsippet.

Beskyttelse mot statisk handling er klassifisert i henhold til implementeringsprinsippene for:

• fysisk og mekanisk;

• kjemisk;

• konstruktivt og teknologisk.

De to første metodene lar deg forhindre eller redusere dannelsen av statiske ladninger og øke hastigheten på dreneringen. Den tredje metoden beskytter enheter mot virkningene av ladninger, men påvirker ikke dreneringen.

Du kan forbedre avfallsdreneringen ved å:

• lage en krone;

• øke ledningsevnen til materialer som ladninger akkumuleres på.

Løs disse problemene:

• luft ionisering;

• økning i arbeidsflater;

• utvalg av materialer med den beste volumetriske ledningsevnen.

Takket være implementeringen deres, opprettes forhåndsforberedte motorveier for å føre statiske ladninger til jordkretsen, unntatt deres innvirkning på enhetenes arbeidselementer. I dette tilfellet tas det i betraktning at den totale elektriske motstanden til den opprettede banen ikke skal overstige 10 ohm.

Hvis materialene har stor motstand, så gjøres beskyttelse på andre måter. Ellers begynner ladninger å samle seg på overflaten, som kan slippes ut ved kontakt med bakken.

Et eksempel på implementering av kompleks elektrostatisk beskyttelse på arbeidsplassen for en operatør som er engasjert i vedlikehold og justering av elektroniske enheter, er vist på bildet.

Bordets overflate er koblet til jordsløyfen med en tilkoblingsledning og en ledende pute ved hjelp av spesielle terminaler. Operatøren jobber i spesielle klær, bruker sko med ledende såle og sitter i en stol med et spesielt sete. Alle disse tiltakene gjør det mulig å effektivt kvitte seg med de akkumulerte ladningene på bakken.

Arbeidsluftionisatorer regulerer fuktighet, reduserer potensialet for statisk elektrisitet. Når du bruker dem, tas det i betraktning at det økte innholdet av vanndamp i luften påvirker menneskers helse negativt. Så de prøver å holde den på rundt 40 %.

En effektiv måte kan også være vanlig ventilasjon av rommet eller bruk av et ventilasjonssystem i det, når luften passerer gjennom filtrene, ioniseres og blandes, og dermed sikre nøytralisering av de resulterende ladningene.

For å redusere potensialet som bygges opp av menneskekroppen, kan armbånd brukes til å komplementere settet med antistatiske klær og sko. De består av et ledende bånd som festes til skulderen med en spenne. Sistnevnte er koblet til jordledningen.

Med denne metoden er strømmen som flyter gjennom menneskekroppen begrenset. Verdien bør ikke overstige en milliampere. Større verdier kan forårsake smerte og elektrisk skade.

Under utslippet av ladningen til bakken er det viktig å sikre utslippshastigheten på ett sekund.Gulvbelegg med lav elektrisk motstand brukes til dette formålet.

Når du arbeider med halvlederkort og elektroniske komponenter, er det også gitt beskyttelse mot skade fra statisk elektrisitet:

• tvungen omgåelse av terminalene til elektroniske tavler og blokker under inspeksjoner;

• ved hjelp av verktøy og loddebolter med jordede arbeidshoder.

Beholdere med brennbare væsker plassert på kjøretøy er jordet med en metallkjede. Selv flykroppen er utstyrt med metallkabler som fungerer som beskyttelse mot statisk elektrisitet under landing.