정전기—정전기란 무엇이며 어떻게 발생하며 이와 관련된 문제

정전기란?

정전기는 전자의 획득 또는 손실로 인해 원자 내 또는 분자 내 평형이 방해받을 때 발생합니다. 일반적으로 원자는 양성자와 음성 입자, 즉 양성자와 전자의 수가 같기 때문에 평형 상태에 있습니다. 전자는 한 원자에서 다른 원자로 쉽게 이동할 수 있습니다. 동시에 그들은 양(전자가 없는 경우) 또는 음(단일 전자 또는 여분의 전자를 가진 원자) 이온을 형성합니다. 이 불균형이 발생하면 정전기가 발생합니다.

자세한 내용은 여기를 참조하세요. 사진의 정전기에 대해

전자의 전하 — ( -) 1.6 x 10-19 펜던트. 같은 전하를 가진 양성자는 양의 극성을 가집니다. 쿨롱 단위의 정전기는 전자의 과잉 또는 부족, 즉 불안정한 이온의 수.

펜던트는 정전기의 기본 단위로 1암페어에서 1초 동안 전선의 단면을 통과하는 전기의 양을 정의합니다.

양이온은 전자가 하나도 없기 때문에 음전하를 띤 입자로부터 전자를 쉽게 받아들일 수 있습니다. 차례로 음이온은 단일 전자이거나 많은 수의 전자를 가진 원자/분자일 수 있습니다. 두 경우 모두 양전하를 중화시킬 수 있는 전자가 있습니다.

정전기는 어떻게 발생하는가

정전기의 주요 원인:

• 두 재료 사이의 접촉 및 서로의 분리(문지르기, 말기/풀기 등 포함).

• 급격한 온도 강하(예: 재료를 오븐에 넣었을 때).

• 고에너지 방사, 자외선 방사, X선, 강한 전기장(산업용 응용 분야에서는 일반적이지 않음).

• 절단 작업(예: 절단기 또는 종이 절단기).

• 수동(정전기 생성).

재료의 표면 접촉 및 분리는 아마도 롤 필름 및 플라스틱 시트 산업에서 정전기의 가장 일반적인 원인일 것입니다. 재료의 풀림/되감기 또는 서로 다른 재료 층의 이동 중에 정전기가 생성됩니다.

이 과정은 완전히 명확하지는 않지만 이 경우 정전기의 출현에 대한 가장 정확한 설명은 플레이트가 분리될 때 기계적 에너지가 전기 에너지로 변환되는 플랫 커패시터와 유사하게 얻을 수 있습니다.

결과 응력 = 초기 응력 x (최종 판 간격 / 초기 판 간격).

합성필름이 이송/권취 롤러에 닿으면 소재에서 롤러로 흘러가는 미세한 전하가 불균형을 일으키며 소재가 축과의 접촉면적을 넘어서면서 합성필름의 경우와 마찬가지로 전압이 상승 분리 순간의 커패시터 플레이트.

연습 결과 전압의 진폭은 인접한 재료, 표면 전도성 및 기타 요인 사이의 간격에서 발생하는 전기적 고장으로 인해 제한됩니다. 접촉 영역의 필름 출구에서 약간의 딱딱 거리는 소리가 들리거나 스파크가 관찰되는 경우가 종종 있습니다. 이것은 정전기가 주변 공기를 분해하기에 충분한 값에 도달하는 순간에 발생합니다.

롤과 접촉하기 전에 합성 필름은 전기적으로 중성이지만 이송 표면과의 이동 및 접촉 과정에서 전자 흐름이 필름으로 향하고 음전하로 대전됩니다. 샤프트가 금속이고 접지된 경우 양전하가 빠르게 소모됩니다.

대부분의 장비에는 샤프트가 많기 때문에 전하량과 극성이 자주 바뀔 수 있습니다. 정전기를 제어하는 ​​가장 좋은 방법은 문제 영역 바로 앞 영역에서 정전기를 정확하게 측정하는 것입니다. 전하가 너무 일찍 중화되면 필름이 이 문제 영역에 도달하기 전에 복구될 수 있습니다.

물체에 상당한 전하를 저장할 수 있는 능력이 있고 고전압이 있는 경우 정전기는 아크, 정전기 반발/흡인 또는 감전과 같은 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.

극성 충전

정전기는 양수 또는 음수일 수 있습니다.직류(AC) 및 패시브 리미터(브러시)의 경우 일반적으로 전하 극성은 중요하지 않습니다.

정전기 문제

전자 제품의 정전기 방전

최신 제어 및 측정 장치에 사용되는 전자 블록 및 구성 요소로 작업할 때 종종 발생하므로 이 문제에 주의를 기울여야 합니다.

전자 제품에서 정전기와 관련된 주요 위험은 전하를 지닌 사람에게서 발생하므로 무시해서는 안 됩니다. 방전 전류는 열을 발생시켜 연결 끊김, 접촉 끊김 및 미세 회로 트레이스 끊김으로 이어집니다. 고전압은 또한 전계 효과 트랜지스터 및 기타 코팅된 요소의 얇은 산화막을 파괴합니다.

종종 구성 요소가 완전히 고장나지 않아 오작동이 즉시 나타나지 않고 장치 작동 중 예측할 수 없는 순간에 나타나기 때문에 훨씬 더 위험한 것으로 간주될 수 있습니다.

일반적으로 정전기에 민감한 부품 및 장치로 작업할 때는 항상 신체에 축적된 전하를 중화하기 위한 조치를 취해야 합니다.

정전기적 인력/반발

이것은 아마도 플라스틱, 종이, 섬유 및 관련 산업에서 가장 일반적인 문제일 것입니다. 재료가 독립적으로 동작을 변경한다는 사실에서 나타납니다. 서로 달라 붙거나 반대로 반발하고 장비에 달라 붙고 먼지를 끌어 당기고 수신 장치에 불규칙한 바람 등이 있습니다.

인력/반발은 제곱의 반대 원리에 기반한 쿨롱의 법칙에 따라 발생합니다. 가장 간단한 형태로 표현하면 다음과 같습니다.

인력 또는 반발력(뉴턴 단위) = 전하량(A) x 전하량(B) / (물체 간 거리 2(미터)).

따라서 이 효과의 강도는 정전기의 진폭과 끌리거나 반발하는 물체 사이의 거리와 직접적인 관련이 있습니다. 인력과 반발력은 전기력선 방향으로 발생합니다.

두 전하의 극성이 같으면 반발합니다. 반대라면 서로 끌어당긴다. 물체 중 하나에 전하가 있으면 인력을 일으켜 중성 물체에 전하의 거울상을 만듭니다.

화재 위험

화재 위험은 모든 산업에서 공통적인 문제가 아닙니다. 그러나 인화성 솔벤트를 사용하는 인쇄 및 기타 사업체에서는 화재의 가능성이 매우 높습니다.

위험 지역에서 가장 일반적인 발화원은 접지되지 않은 장비와 움직이는 전선입니다. 위험 지역에서 작업자가 운동화 또는 비전도성 밑창이 있는 신발을 신는 경우 신체가 용제를 발화시킬 수 있는 전하를 생성할 위험이 있습니다. 기계의 접지되지 않은 전도성 부품도 위험합니다. 위험 구역에 있는 모든 것은 적절하게 접지되어야 합니다.

다음 정보는 가연성 환경에서 정전기의 점화 가능성에 대한 간략한 설명을 제공합니다. 경험이 부족한 트레이더는 이러한 조건에서 사용할 장치를 선택할 때 실수를 방지하기 위해 사전에 장비 유형을 알고 있는 것이 중요합니다.

방전이 화재를 일으키는 능력은 다음과 같은 많은 변수에 따라 달라집니다.

• 폐기 유형;

• 방전력;

• 방전원;

• 방전 에너지;

• 인화성 환경의 존재(기상 용매, 먼지 또는 인화성 액체)

• 가연성 매체의 최소 점화 에너지(MEW).

방전의 종류

스파크, 브러시 및 슬라이드 브러시의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 이 경우 관상 동맥 방전은 그다지 활발하지 않고 매우 느리게 발생하기 때문에 고려되지 않습니다. 코로나 방전은 일반적으로 무해하며 화재 및 폭발 위험이 매우 높은 지역에서만 고려해야 합니다.

성실한 퇴원

주로 전도성이 있고 전기적으로 절연된 물체에서 발생합니다. 그것은 인체, 기계 또는 도구의 일부일 수 있습니다. 전하의 모든 에너지는 스파크가 일어나는 순간 소멸된다고 가정합니다. 에너지가 솔벤트 증기의 MEW보다 높으면 점화가 발생할 수 있습니다.

스파크 에너지는 다음과 같이 계산됩니다. E(줄 단위) = ½ C U2.

손에서 배출

브러시 방전은 장비의 날카로운 부분이 전하를 축적시키는 절연 특성을 가진 유전체 표면에 전하를 집중시킬 때 발생합니다. 브러시 방전은 스파크 방전보다 에너지가 낮기 때문에 발화 위험이 적습니다.

슬라이딩 브러시로 펴발라

슬라이딩 브러시 스프레이는 전하 밀도가 증가하고 웹의 각 면에서 전하 극성이 다른 고저항 합성 재료의 시트 또는 롤에서 발생합니다. 이 현상은 분체 도료를 문지르거나 뿌리는 경우에 발생할 수 있습니다. 그 효과는 플랫 커패시터의 방전과 유사하며 스파크 방전만큼 위험할 수 있습니다.

힘과 에너지의 원천

전하 분포의 크기와 구조는 중요한 요소입니다. 몸의 부피가 클수록 더 많은 에너지가 포함됩니다. 날카로운 모서리는 전계 강도를 높이고 방전을 지속시킵니다.

방전 전력

에너지를 가진 물체가 잘 움직이지 않는다면 전기예를 들어 인체의 경우 물체의 저항으로 인해 방출이 약해지고 위험이 줄어듭니다. 인체의 경우 기본 규칙이 있습니다. 신체에 포함된 에너지가 2~3배 높을 수 있음에도 불구하고 내부 최소 발화 에너지가 100mJ 미만인 모든 용매가 발화할 수 있다고 가정합니다.

최소 점화 에너지 MEW

용매의 최소 발화 에너지와 위험 지역에서의 용매 농도는 매우 중요한 요소입니다. 최소 점화 에너지가 방전 에너지보다 낮으면 화재의 위험이 있습니다.

전기 충격

산업 기업에서 정전기 충격의 위험에 대한 질문에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 이는 산업 보건 및 안전 요구 사항이 크게 증가했기 때문입니다.

정전기로 인한 감전은 일반적으로 특별히 위험하지 않습니다. 그것은 단지 불쾌하고 종종 심각한 반응을 일으 킵니다.

정전기 충격에는 두 가지 일반적인 원인이 있습니다.

유도 전하

사람이 전기장에 있고 필름 릴과 같은 대전된 물체를 들고 있으면 신체가 대전될 수 있습니다.

작업자가 접지된 장비에 닿을 때까지 단열 밑창이 있는 신발을 신고 있으면 작업자의 몸에 전하가 남아 있습니다. 전하가 땅으로 흘러내려 사람을 때린다. 이는 작업자가 대전된 물체나 물질을 만질 때도 발생합니다. 절연 신발로 인해 전하가 신체에 축적됩니다. 작업자가 장비의 금속 부분을 만지면 전하가 방전되어 감전될 수 있습니다.

사람들이 합성 카펫 위를 걸을 때 카펫과 신발 사이의 접촉에 의해 정전기가 발생합니다. 운전자가 차에서 내릴 때 받는 전기 충격은 일어날 때 좌석과 옷 사이에 축적된 전하로 인해 발생합니다. 이 문제에 대한 해결책은 시트에서 들어 올리기 전에 도어 프레임과 같은 자동차의 금속 부분을 만지는 것입니다. 이렇게 하면 전하가 차체와 타이어를 통해 지면으로 안전하게 배출됩니다.

장비 유도 감전

이러한 감전은 재료에 의해 유발되는 손상보다 훨씬 덜 자주 발생하지만 가능합니다.

테이크업 릴에 상당한 전하가 있는 경우 작업자의 손가락이 전하를 차단점에 도달하고 방전이 발생할 정도로 전하를 집중시키는 일이 발생합니다. 또한 접지되지 않은 금속 물체가 전기장에 있으면 유도 전하로 대전될 수 있습니다. 금속 물체는 전도성이 있기 때문에 이동 전하는 물체를 만지는 사람에게 방전됩니다.