Maßnahmen gegen Leiter und Isolatoren
Angesichts der Gefahr verheerender Explosionen ist es in Fabriken von größter Bedeutung, Maßnahmen gegen elektrostatische Entladungen zu ergreifen. Die Unterscheidung zwischen Leitern – Materialien, in denen sich Elektronen frei bewegen können – und Isolatoren, in denen der Elektronenfluss eingeschränkt ist, kann diese Risiken verringern. Es sind jedoch weitere Lösungen erforderlich. Werfen wir einen Blick auf die verfügbaren Hilfsmittel, mit denen Fabriken vor gefährlicher statischer Aufladung geschützt werden können.
Maßnahmen für Leiter
Welche Maßnahmen gegen elektrostatische Schäden können wir ergreifen, wenn es sich bei dem geladenen Objekt um einen Leiter handelt?
Der beste Weg, elektrostatische Schäden zu verhindern, besteht darin, die Entstehung dieser statischen Elektrizität zu verhindern, was jedoch nicht möglich ist.
Daher verwenden wir einen Entladungsgenerator, beispielsweise einen Ionisator, um die Entstehung elektrischer Ladungen zu unterdrücken und diese schnell abzuleiten. Dadurch entsteht eine elektrische Ladung mit entgegengesetztem Vorzeichen zum geladenen Körper, die die elektrische Ladung des geladenen Objekts neutralisiert.
Elektrostatische Gegenmaßnahmen erfordern ein gutes Verständnis der elektrischen Eigenschaften von Materialien und der Umgebung.
Erdung, Armband und antistatischer Bodenbelag, Schuhe und Kleidung sind verschiedene Maßnahmen gegen Leiter. Schauen wir uns diese verschiedenen Möglichkeiten zur Verhinderung elektrostatischer Entladungen einmal genauer an.
Erdung – Erde
- Großer Leiter
- Die Oberfläche der Erde liegt auf dem Nullpotential
- Die angesammelte Elektrizität wird an die Erde abgegeben
Durch die Erdung des geladenen Leiters fließt die Ladung sofort in den Boden und geht verloren.
Es besteht jedoch die Gefahr, dass die Erdung von Maschinen ohne Ihr Wissen vergessen wird und diese durch die Korrosion der Erdungsteile nicht mehr funktionieren.
Die Erdung ist nur für Leiter wirksam, nicht jedoch für Isolatoren wie Glas oder Kunststoff.
Im Falle eines Isolators:
- Die geladene Ladung bewegt sich nicht
- Bleibt unverändert
- Wird nicht entfernt
Wenn der Isolator jedoch mit einem geerdeten Leiter in Kontakt kommt, kann es so aussehen, als sei die statische Aufladung des Isolators verschwunden. Dies ist jedoch nicht der Fall.
Der Grund dafür ist, dass sich die Ladung durch die Erdung frei bewegen kann. Wenn der geladene Isolator mit ihm in Kontakt kommt, wird die Oberfläche des Leiters von der Ladung angezogen, deren Polarität der Ladung des geladenen Isolators entgegengesetzt ist.
So werden die positiven und negativen Pole neutralisiert. Es sieht so aus, als ob die Ladung entfernt worden wäre, aber die Ladung auf dem Isolator bewegt sich nicht.
Wenn Sie ihn vom Leiter wegziehen, können Sie sehen, dass die statische Elektrizität, die verschwunden zu sein schien, erhalten bleibt.
Das Armband
Das Armband dient dazu, das Potenzial des menschlichen Körpers durch die Erdung der Haut des Arbeiters zu entladen, um zu verhindern, dass die vom menschlichen Körper erzeugte statische Elektrizität die Arbeit beeinträchtigt. Dieses Armband sollte während der Arbeit getragen werden, um statische Elektrizität zu verhindern.
Antistatischer Bodenbelag
Bei der Handhabung von statischer Elektrizität ist die Elektrifizierung des Bodens im Verwaltungsbereich ein wichtiger Faktor, der statische Elektrizität durch sich bewegende Personen und Geräte erzeugt. Es gibt zwei Hauptarten der antistatischen Bodenverwaltung:
- Das Konzept der Antistatik, das die Elektrifizierung bei Kontakt mit Arbeitern unterdrückt.
- Das Konzept der Erdung, das die erzeugte Ladung sanft verteilt.
Antistatische Schuhe
Wie beim Bodenbelag sind auch Schuhe ein wichtiger Punkt, der überprüft werden muss.
Als Maßnahme zur Verhinderung von statischer Elektrizität an Schuhen gibt es:
- eine Methode, bei der ein Fersenriemen oder ein Knöchelriemen am Schuh befestigt und geerdet wird,
- eine Methode, bei der leitfähige Eigenschaften hinzugefügt werden, wie z. B. Sicherheitsschuhe zur Verhinderung von statischer Elektrizität. Die Leitfähigkeit hängt in diesem Fall von der Struktur und dem Material ab.
Antistatische Kleidung
Selbst wenn der menschliche Körper geerdet ist, kann er die Ladung auf der Kleidung nicht verteilen.
Es gibt verschiedene Arten von Kleidung, die zur Verhinderung von statischer Elektrizität in der Kleidung verwendet werden können. Ihre Eigenschaften hängen jedoch stark von der Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Kleidung ab.
Wenn Sie in einem Bereich mit statischer Kontrolle nicht antistatisch geschützte Kleidung tragen, messen Sie die erzeugte elektrostatische Spannung. Es ist notwendig, den spezifischen Widerstand zu messen und andere Maßnahmen auf der Grundlage der Eigenschaften zu ergreifen.
Maßnahme für Isolatoren
Um elektrostatische Schäden durch Isolatoren zu verhindern, müssen wir das geladene Isoliermaterial leitfähig machen. Auf diese Weise lässt sich die Ladung leichter entfernen, indem das Ende des Materials geerdet wird.
Es gibt zwei Möglichkeiten, einen Isolator leitfähig zu machen:
- Die Oberfläche des Materials leitfähig machen.
- Dem Material ein Material mit guter Leitfähigkeit hinzufügen.
Oberflächenleitfähigkeit
Die Oberflächenleitfähigkeit ist eine gängige Methode, da nur die Oberfläche des Materials leitfähig gemacht werden kann, sodass es aufgeladen werden kann, ohne die Eigenschaften des ursprünglichen Materials zu beeinträchtigen.
Das ist möglich:
- Durch Abdecken der Oberfläche eines Polymermaterials
- Durch Beschleunigung des Abflusses elektrischer Ladungen durch die Leitfähigkeit der Metallschicht
- Mit Ruß oder Silber
- Durch Auftragen einer leitfähigen Farbe, in der ein leitfähiges Material wie Partikel enthalten ist
- Durch Beschleunigung des Austritts von Ladungen durch an der Oberfläche adsorbierte Feuchtigkeit, indem die Oberfläche hydrophil gemacht wird
Als Nachteil kann dieser vorbeugende Effekt durch Reinigung oder Verschlechterung der Oberfläche verringert werden.
Volumetrische Leitfähigkeit
Die volumetrische Leitfähigkeit ist eine Methode, bei der ein Material selbst leitfähig gemacht wird, indem ein leitfähiges Material wie Kohlenstofffasern in ein Polymermaterial gemischt wird
Diese Methode erleichtert die Beseitigung statischer Elektrizität durch Erdung, da das Polymermaterial eindeutig leitfähig ist. Darüber hinaus hat dies den Effekt, dass das Material selbst auch nach der Reinigung der Oberfläche leitfähig bleibt, sodass man sagen kann, dass die Wirkung dauerhafter ist als bei einer leitfähigen Oberflächenbehandlung.
Antistatisches Spray
Sprühbare Antistatikmittel kontrollieren die statische Elektrizität, indem sie eine Flüssigkeit auf die Materialoberfläche auftragen. Ihre Funktion besteht darin, die elektrische Ladung in die Umgebung abzuleiten, indem sie die Leitfähigkeit der Oberfläche erhöhen.
Das beschichtbare Antistatikmittel glättet die Oberfläche des Materials und unterdrückt so die durch Reibung entstehende Ladung.
Luftbefeuchtung
Dies ist eine Methode zur Erhöhung der Oberflächenleitfähigkeit, bei der die Umgebung auf einer konstanten Luftfeuchtigkeit gehalten und die Materialoberfläche mit Feuchtigkeit getränkt wird. Umgekehrt reduziert trockene Luft die Menge an Wasser, das Strom leicht leitet, wodurch die Bewegung von Elektrizität erschwert wird und es zu Entladungen kommen kann.
Die Befeuchtungsmethode verwendet in der Regel einen Luftbefeuchter. Andere Methoden umfassen das Versprühen von Dampf und das Besprühen des Arbeitsbodens mit Wasser. Allerdings gibt es dabei Probleme wie eine Verringerung der Arbeitseffizienz aufgrund des Unbehagens der Arbeiter und die Förderung von Tauausbildung, Rost und Schimmel.
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