گراند بارهای ساکن و روشهای کنترل آن
گراند بارهاي ساکن و روشهاي کنترل بارهاي الکترواستاتیک:
بارهاي ساکن، ناشی از اضافه یا کمبود الکترون در اتم هاي اجسام می باشند و
جسمی که به ازاي هر 100000 اتم خود، یک الکترون کم یا زیاد داشته باشد باردار
قوي محسوب می باشد. ولتاژي که بر اثر بارهاي ساکن ایجاد می شود با مقدار بار
ذخیره شده در آن جسم (Q) و ظرفیت جسم نسبت به محیط اطراف خود C بوسیله
رابطه V=Q/C ارتباط پیدا می کند.
اگر روند تولید بارهاي ساکن در یک جسم بیشتر از نرخ نشت آن باشد ولتاژ جسم،
رفته رفته افزایش می یابد به حدي که بالاخره سبب یک تخلیه ناگهانی انرژي (spark)
به بخشی از محیط اطراف میشود که این تخلیه ناگهانی در پاره اي از موارد خطر آفرین
خواهد بود. افزایش ولتاژ قبل از تخلیه می تواند به چندین هزار ولت برسد اما چون
بارها ساکن بوده و جاري نیستند احتمال تبدیل فرآیند تخلیه بارها (spark) به فرآیند
جرقه (Ignition) در یک محیط معمولی خیلی کم است.
الکتریسیته ساکن در صنایع معمولاً درموارد ذیل تولید می گردند:
1- عبور مواد پودر شده از روي نقاله هاي بادي
2- چرخش تسمه ها و کمربندهاي انتقال قدرت غیر هادي
3- جاري شدن هوا، گاز یا بخار مواد، از مجراها و دریچه ها
4- حرکت هایی که سبب تغییر موقعیت سطوح تماس مواد غیر مشابه مایع یا جامد
میگردد که حداقل یکی از اینها هادي الکتریسیته خوبی نباشد.
5- بدن انسان در محیط هاي خشک و کم رطوبت بر اثر تماس کفش با کف
ساختمانها، بار ساکن تولیــد می کند.
همچنین تولید بار در بدن انسان می تواند براثر کارکردن نزدیک عوامل تولید
الکتریسیته ساکن مثل موارد 1 تا 4 فوق و یا براثر نزدیک شدن به خودروهایی که
داراي بار ساکن هستند بوجود آید.
جلوي تولید الکتریسیته ساکن را نمی توان گرفت اما می توان با تجهیزاتی آن را کم
اثر یا بی اثر نمود و یا با سرعتی بیشتر از سرعت تولید این بارها آنها را در مسیر
سالمی تخلیه نمود تا ولتاژ به مرحله تخلیه یا جرقه نرسد.
روشهاي کنترل بارهاي ساکن به شرح ذیل می باشند :
a) هم بندي و زمین کردن
(b کنترل رطوبت
c) یونیزاسیون
d) اجراي کف هاي هادي
e) تمهیدات مخصوص نصب و نگهداري
از ترکیب روشهاي بالا نیز در مواردي جهت کنترل موثرتر می توان استفاده نمود.
a) هم بندي و زمین کردن
در این روش بخش هاي مختلف تجهیزات و ماشین آلات به هم متصل شده و تماما به
زمین وصل می شوند. این روش می تواند پاره اي از مشکلات بارهاي ساکن را حل
نماید. براي تجهیزات و ماشین آلات متحرك از سیستم هاي جاروبک هاي ذغالی یا
اتصالات برنجی جهت اتصال زمین استفاده می شود. روش هم بندي و اتصال زمین در
فرآیندهایی که تجهیزات استفاده شده داراي قطعات غیر هادي بزرگی هستند و امکان
اتصال زمین آنها وجود ندارد مثل صنایع کاغذ سازي، لاستیک و پارچه عملی نمی باشد.
در صنایع نفت و پالایشگاهها که بارهاي ساکن روي مایعات با هدایت کم جمع می
شوند نیز این روش قابل استفاده نمی باشد و باید از روشهاي دیگر استفاده نمود. هم
بندي (bonding) و اتصال به زمین (grounding) دو جسم که احتمال تجمع و تخلیه
بارهاي ساکن بین آنها وجود دارد روش موثري جهت از بین بردن اثرات سوء بارهاي
ساکن است. در این روش بخش هاي مختلف تجهیزات و ماشین آلات به هم متصل شده
و تماما به زمین وصل می شوند. این روش می تواند پاره اي از مشکلات بارهاي ساکن
راحل نماید این نوع گراند را گراند بارهاي ساکن میگویند.
b) روش کنترل رطوبت
بعضی مواد عایق نظیر پارچه، چوب، کاغذ یا بتن خود داراي یک مقدار رطوبت در
تعادل با محیط می باشند و هر چه رطوبت ذاتی یا مصنوعی روي سطح این مواد بیشتر
باشد هدایت آنها بیشتر شده و احتمال جمع شدن بارهاي ساکن روي آنها کمتر است در
بعضی حالتها، مرطوب کردن موضعی تجهیزات بوسیله تزریق بخار نتایج رضایت بخشی
خواهد داد و رطوبت عمومی محیط را هم بالا نخواهد برد.
c) یونیزاسیون
در این روش هواي محیط پیرامون جسمی که احتمال جمع شدن بارهاي ساکن روي
آن می باشد را یونیزه می کنند به این ترتیب هواي یونیزه شده بارهاي ساکن تولیدي
را جذب کرده و به هواي خنثی تبدیل می شود یا می توان از طریق هواي یونیزه شده
که یک مسیر هادي است بارهاي ساکن انباشته شده روي جسم را به زمین هدایت نمود،
یونیزه کردن هوا می تواند بوسیله شانه هاي استاتیک یا خنثی سازهاي القایی یا خنثی
سازهاي الکتریکی انجام شود.
d) کف هاي کاذب هادي
در نواحی قابل انفجار که تخلیه بارهاي ساکن سبب تولید جرقه می شود از کف هاي
هادي یا کف پوش هاي هادي استفاده میکنند این کف پوش ها می توانند بارهاي ساکن
را که از طریق انسان یا تجهیزات تولید می شود به زمین متصل نماید این کف هاي
کاذب باید از موادي تشکیل شوند که امکان تخلیه بار روي آنها وجود نداشته باشد مثل
کف پوش هاي لاستیکی ضد الکترواستاتیک، سربی یا دیگر ترکیبات هادي.
e) تمهیدات مخصوص نصب و نگهداري
افرادي که به سایت هاي داراي کف کاذب هادي وارد می شوند یا در آنجا کار می کنند
باید کفش هاي هادي بپوشند. تجهیزات متحرك باید مستقیماً یا از طریق چرخک هایی
به کف هادي متصل شوند.اپراتورها لباس هایی از جنس پشم و ابریشم که تولید
کننده بارهاي ساکن هستند نپوشند از کف هاي لاستیکی هادي موضعی براي جاهائیکه
بطور کامل داراي کف هادي نمی باشد استفاده گردد.