БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Б. К. МАКСИМОВ
А.А.ОБУХ
СТАТИЧЕСКОЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И ЗАЩИТА ОТ НЕГО

Библиотека
ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 478
Б. К. МАКСИМОВ, А. А. ОБУХ
СТАТИЧЕСКОЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И ЗАЩИТА ОТ НЕГО
Проверено
Абонемент
Центральная герадск&я
имбБЗ L, н, Jseauija
МОСКВА
«ЭНЕРГИЯ» 1978

ББК 31.279
М 17
УДК 537.2
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Болыпам Я. М., Зевакин А. И., Каминский Е. А., Розанов С. И.,
Рябцев Ю. И., Синьчугов Ф. И., Смирнов А Д., Соколов Б. А,
Семенов В. А, Устинов П. И.
Максимов Б. К-, Обух А. А.
М 17 Статическое электричество в промышленно¬
сти и защита от него. М.: Энергия, 1978.— (Б-ка
Электромонтера; Вып. 478). — 80 с., ил.
15 к.
В брошюре приведены сведения о статическом электричестве,
механизме образования электрических зарядов на различных диэлек¬
трических материалах, методы измерения параметров, характеризую¬
щих наэлектризованность тел. Приводятся основные способы защиты
от статического электричества, применяемые в промышленности.
Изложенный материал в краткой и доходчивой форме дает пред¬
ставление о природе статического электричества, особенностях его
возникновения и внешних проявлениях в ходе технологических опера¬
ций для правильной оценки опасности статического электричества,
его нежелательных проявлениях, а также о выборе способов защиты
от статического электричества.
Брошюра предназначена для среднего электротехнического персо¬
нала промышленных предприятий, практическая деятельность кото¬
рого связана с вопросами защиты от статического электричества.
, 30312-344
М 051(01)-78 44’78
ББК 31.279
6П2.1
с) Издательство «Энергия», 1978.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Научно-техническая революция привела к бурному
росту промышленного производства. Особое развитие
получили такие отрасли народного хозяйства, как неф¬
техимическая промышленность, производство синтети¬
ческих материалов, бумажная и текстильная промыш¬
ленность и другие отрасли промышленного производст¬
ва, в той или иной степени связанные с изготовлением,
обработкой, применением и транспортировкой материа¬
лов, обладающих низкой электропроводностью и спо¬
собных поэтому длительно сохранять электрические
заряды. Диэлектрики в результате взаимодействий между
собой или с металлами в определенных условиях’ спо¬
собны электризоваться, т. е. приобретать заряды стати¬
ческого электричества (СЭ) того или иного знака.
Электризация в большой степени зависит от природы
материалов, их электропроводности, характера взаимо¬
действия, скорости разделения контактирующих поверх¬
ностей и других факторов. Заряды СЭ могут быть
распределены на поверхности диэлектрика или в его
объеме в зависимости от структуры, фазного состояния
диэлектрика и т. п. Суммарная величина заряда СЭ на
диэлектрике часто зависит непосредственно от количест¬
ва наэлектризованного продукта и его размеров. В усло¬
виях непрерывного роста темпов производства увеличи¬
ваются скорости технологических процессов, скорости
взаимодействия контактирующих материалов и, следо¬
вательно, интенсивность их электризации. Масштабы
внешних проявлений СЭ все время растут за счет широ¬
кого внедрения в промышленность, строительство и быт
оборудования и деталей, изготовленных из новых поли¬
мерных материалов, пластических масс и стекла —
дешевых, обладающих хорошими механическими свой¬
ствами, но являющихся плохими проводниками электри¬
чества и потому склонных к электризации. Простейшим
примером является электризация изделий из полиэтиле¬
3

на, капрона, нейлона; легко электризуется синтетическая
одежда. Таким образом, в современных условиях СЭ
повсюду сопровождает человека.
Интенсивная электризация материалов часто выра¬
жается в ярких внешних проявлениях. Она препятствует
нормальному ходу технологических процессов, обуслов¬
ливает появление брака и снижение скоростей выполняе¬
мых операций. Так, например, в текстильном производ¬
стве это приводит к ограничению скорости обработки
волокна, создает затруднения в бумажной и полигра¬
фической промышленности, в производстве фотопленок
и во многих других отраслях. Искрообразование в ре¬
зультате разрядов СЭ в ряде случаев может привести
к пожарам “и взрывам, сопровождающимся значитель¬
ным материальным ущербом. Пожары и взрывы созда¬
ют непосредственную угрозу жизни человека. Известны
случаи пожаров и взрывов, вызванных разрядами СЭ
на танкерах, при пневмотранспортировке сыпучих ве¬
ществ, загрузке топливозаправщиков и т. п., связанные
с человеческими жертвами. Особенно опасны разряды
СЭ в помещениях, резервуарах и аппаратах, заполнен¬
ных горючими паро- и газовоздушными смесями.
Опасность, создаваемая СЭ, и его нежелательные
проявления вызвали необходимость разработки средств
и мероприятий по ограничению статической электриза¬
ции, сопровождающей важнейшие технологические опе¬
рации, и создания специальных приборов, способствую¬
щих быстрому рассеиванию зарядов СЭ.
Настоящая книга в доступной форме сообщает чита¬
телю необходимый минимум сведений о механизме ста¬
тической электризации, способах обнаружения и изме¬
рения статического электричества и мероприятиях и
средствах по борьбе с его нежелательными проявле¬
ниями.
Все замечания и пожелания просьба направлять по
адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10,
изд-во «Энергия».
Авторы

1.	ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТАТИЧЕСКОМ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ
Под СЭ принято понимать электрические заряды,
находящиеся в состоянии относительного покоя, распре¬
деленные на поверхности или в объеме диэлектрика или
на поверхности изолированного проводника. Перемеще¬
ние зарядов СЭ в пространстве обычно происходит вме¬
сте с наэлектризованными телами.
По физико-химическому строению все вещества элек¬
трически нейтральны, т. е. обладают равным количест¬
вом положительных и отрицательных зарядов. Тело
является наэлектризованным, если содержит избыток
электрических зарядов какого-либо одного знака. Про¬
цесс электризации заключается в том, что одно тело
приобретает или отдает другому электрические заряды
преимущественно одного знака. Обмен зарядами между
взаимодействующими телами происходит на границе их
соприкосновения пли вблизи ее за счет сложных физи¬
ко-химических процессов. Два электрически нейтраль¬
ных тела, приведенных в соприкосновение, после нару¬
шения контакта между ними могут оказаться наэлек¬
тризованными зарядами противоположного знака. Мерой
электризации является количество электрического заря¬
да, перешедшего с одного тела на другое в ходе нх
взаимодействия.
Наиболее ярко способность к электризации проявля¬
ется у диэлектрических материалов. Диэлектриками
называются такие вещества, в которых не происходит
передвижения зарядов под действием электрического
поля подобно тому, как это имеет место в проводниках.
Эти материалы оказывают большое сопротивление про¬
хождению через них электрического тока.
Идеальных диэлектриков, совершенно не проводящих
электрический ток, в природе не существует, поэтому
проводимость любого диэлектрика не равна нулю. Сле¬
5

довательно, даже самый лучший диэлектрик способен
рассеивать заряды, сообщенные ему в результате элек¬
тризации, однако процесс этот происходит значительно
медленнее, чем у проводников.
Электрические свойства диэлектрика характеризуют
удельной объемной электропроводностью у, См/м, т. е.
способностью единицы объема материала проводить
электрический ток. Кроме объемной электропроводности,
большое значение для электризации имеет поверхност¬
ная электропроводность материала у®, См. Поверхност¬
ная электропроводность может быть существенно выше
объемной за счет наличия на поверхности диэлектрика
всякого рода загрязнений, пленки влаги с растворенны¬
ми в ней различными веществами и т. и., что способст¬
вует увеличению токов утечки. На величину поверхност¬
ной электропроводности большое влияние оказывают
температура и влажнцсть окружающего воздуха. По¬
верхностная электропроводность часто играет опреде¬
ляющую роль как в самом процессе электризации, так и
в ходе рассеяния зарядов СЭ.
В процессах электризации могут участвовать и так¬
же сами электризоваться проводниковые и полупровод¬
никовые материалы. Электризация тел в большой степе¬
ни зависит от природы носителей заряда в объеме и в
пограничном слое электризующегося материала. В за¬
висимости от химической природы и физической струк¬
туры вещества различают три основных вида проводи¬
мости: электронную, ионную и молненную.
При электронной проводимости носителями заряда
являются электроны. Этот вид проводимости более все¬
го характерен для проводников, в частности металлов.
При электризации металлы легко теряют и приобрета¬
ют электроны. В случае ионной проводимости носителя¬
ми заряда являются ионы самого вещества, примесей и
диссоциировавших электролитов. Ионная проводимость
характерна для кристаллических веществ, смол, лако¬
вых пленок, компаундов, стекла, жидкостей. Молионная
проводимость близка по механизму к ионной. Она ха¬
рактерна для коллоидных систем — эмульсий и сус¬
пензий.
Носителями заряда в коллоидных системах вы¬
ступают заряженные группы молекул или частиц
дисперсной фазы, называемые молионами. Молионная
проводимость наблюдается у заряженных и увлажнен¬
6

ных жидких диэлектрических материалов, лаков, ком¬
паундов, нефтепродуктов, масел и т. п.
В реальных условиях за счет загрязнений и влаги в
процессах электризации и рассеяния зарядов могут
иметь место одновременно все три вида проводимости.
Алгебраическая сумма потерянных или приобретен¬
ных телом в результате электризации зарядов состав¬
ляет его суммарный электрический заряд q. Оценивая
наэлектризованность вещества, особенно при больших
массах и больших геометрических размерах, пользуют¬
ся удельной поверхностной или объемной плотностью
заряда. Если избыточные заряды, полученные в резуль¬
тате электризации, располагаются на поверхности, как
это, например, имеет место у твердых диэлектриков (при
разделении пластин, сматывании рулонов бумаги, ткани
и т. п.), пользуются оценкой поверхностной плотности
заряда. При этом определяется ее усредненное значе¬
ние, Кл/м2, т. е.
G^q/S,
где q — суммарный заряд; 5 — площадь наэлектризован¬
ной поверхности, м2.
К оценке наэлектризованное™ через среднюю объем¬
ную плотность заряда прибегают, когда в результате
электризации заряды распределены во всей массе ди¬
электрика. Наиболее характерным примером в этом
случае являются наэлектризованные сыпучие вещества,
поступающие в приемный бункер, и жидкие диэлектри¬
ки, например нефтепродукты, закачиваемые в резерву¬
ар. Усредненное значение объемной плотности заряда
равно, Кл/м3:
7/Ѵ,
где V — объем наэлектризованного продукта, м3.
В некоторых технологических операциях, связанных
с обработкой или изготовлением продукции в виде ни¬
тей, лент и т. п., удобнее пользоваться оценкой наэлек¬
тризованное™ в виде удельного заряда, приходящегося
на единицу длины, Кл/м:
(o=q/l,
где I — длина, м.
Взаимодействие зарядов СЭ подчиняется известным
законам электростатики: разноименные заряды притяги¬
7

ваются, одноименные — отталкиваются. Поскольку заря¬
ды СЭ, сообщенные диэлектрическим материалам в ре¬
зультате электризации за счет низкой электропроводнос¬
ти, оказываются как бы закрепленными в отдельных
точках, то наэлектризованные тела или их участки, несу¬
щие заряды СЭ, оказывают силовое воздействие друг на
друга. Это явление легко наблюдать на практике. Напри¬
мер, два листа бумаги слипаются или отталкиваются в
зависимости от знака находящихся на них зарядов. В
текстильном производстве при обработке синтетических
материалов наблюдается распушивание отдельных во¬
локон. Происходит это потому, что все волокна нити при
прохождении через направляющий ролик электризуются
одним знаком.
В окружающем заряды пространстве образуется
электрическое поле, действие которого проявляется и
обнаруживается при внесении в него заряженных и ней¬
тральных предметов, как проводников, так и непроводни¬
ков. Основными параметрами, характеризующими элек¬
трическое поле зарядов, являются напряженность элек¬
трического поля и потенциалы его отдельных точек.
Напряженность электрического поля в данной точке
Е, В/м, есть векторная величина, равная отношению
силы, с которой поле действует на точечный заряд, к
величине этого заряда. В каждой точке пространства,
в котором имеются электрические заряды, напряжен¬
ность электрического поля имеет определенное значение
в зависимости от конфигурации наэлектризованного те¬
ла, электропроводности его и характера распределения
заряда по поверхности или в объеме. Графически элек¬
трическое поле зарядов изображают в виде силовых
линий, густота которых пропорциональна напряженно¬
сти электрического поля в данной точке пространства
(рис. 1). Силовые линии электрического поля зарядов
всегда замкнуты и оканчиваются на зарядах противопо¬
ложного знака. Если в пространстве помещен уединен¬
ный электрический заряд одного знака, то принято
считать, что силовые линии создаваемого им поля замы¬
каются на индуцированных нм зарядах противополож¬
ного знака в бесконечности. Практически за бесконеч¬
ность принимают поверхность земли или заземленные
предметы. Таким образом, в пространстве между на¬
электризованным телом и заземленными предметами
всегда имеется электрическое поле, а на поверхности за¬
8

земленных предметов — индуцированные заряды проти¬
воположного знака (рис. 1,6).
Энергетические характеристики электрического поля
определяются потенциалами точек этого поля. Потен¬
циалом любой точки электрического поля является энер¬
гия, которую необходимо затратить для того, чтобы пе¬
реместить единицу электрического заряда одного знака
с зарядом, создающим электрическое поле, из бесконеч-
Рис. 1. Электрические поля простейших конфигураций.
а заряд, сосредоточенный в точке; б — заряд, расположенный над зазем¬
ленной поверхностью; в — уединенная сфера с зарядом q, равномерно распре¬
деленным по объему илн поверхности; г — уединенная плоскость с поверхно¬
стной плотностью о; д — плоский конденсатор с зарядом е — цилиндриче¬
ский конденсатор с зарядом на единицу длины со; Е — напряженность электри¬
ческого поля; <р — эквипотенциальная поверхность; г — координата по радиу¬
су; «S — площадь; г0 — радиус сферы; л и г2— радиусы внутреннего и внеш¬
него цилиндров конденсатора; d — расстояние между обкладками конденса¬
тора.
пости в данную точку поля. При этом потенциал беско¬
нечно удаленных от заряда точек принимается равным
нулю. На практике за поверхность нулевого потенциала
принимают поверхность земли и проводящие метал¬
лические тела, связанные с землей.
В точке нахождения электрического заряда потенци¬
ал создаваемого этим зарядом поля достигает своего
наибольшего значения.
В табл. 1 приведены расчетные формулы для вычис¬
ления параметров электрического поля простейших кон¬
фигураций.
2—671
9

Поверхности, расположенные в пространстве, окру¬
жающем электрические заряды, на которых потенциалы
всех точек равны, называются поверхностями равного
потенциала или эквипотенциальными. Поверхности всех
приводящих тел, находящихся в электростатическом по¬
ле, всегда эквипотенциальны. Отсюда следует, что если
проводящее тело заземлено, потенциалы всех его точек
равны нулю.
Таблица 1
Формулы для расчета электрического поля простейших
конфигураций (рис. 1)
Система геометрического
расположения зарядов
Потенциал поля
Напряженность
электрического
ПОЛЯ
Уединенный заряд q
Уединенная сфера с зарядом q,
равномерно распределенным по
объему или по поверхности
при /•> Лс .
9 = ^-
т 4гсЕе0г
<7
4кее0Г
Е = —-—
4jteoer2
Е~ —~—
4jteeor2
Пойе уединенной бесконечной
плоскости с поверхностной
плотностью заряда с
Плоский конденсатор с зарядом
на обкладках q
Уединенный цилиндр или элек-
трическая ось бесконечной
длины с зарядом на единицу
длины <о
Цилиндрический конденсатор с
зарядом на единицу ' длины
обкладок <о
«о—диэлектрическая проницаемость вакуума е0 = В,85-10"“ Ф/м;
•—относительная диэлектрическая проницаемость среды.
Потенциал заряженного тела по отношению к земле
или к любой другой поверхности нулевого потенциала
зависит от геометрических размеров тела и его коорди¬
нат. При их неизменности потенциал тела определяется
зарядом. Геометрические параметры (размеры, конфи¬
гурация, расстояние до поверхности нулевого потенци¬
ала), а также среда, в которой распространяется элек¬
трическое поле, определяют электрическую емкость тела
10

по отношению R поверхности нулевого потенциала. При
этом потенциал тела определяется следующим соотноше¬
нием, В:
U=q/C,
где С — электрическая емкость тела, Ф.
Приведенное соотношение справедливо лишь для
проводящих тел, поверхность которых эквипотенциальна
и внутри которых отсутствует электрическое поле. При¬
менительно к диэлектрикам можно говорить об условной
емкости лишь в простейших случаях, когда тело пред¬
ставляет собой плоскость с равномерно распределенным
зарядом или имеет другую несложную конфигурацию,
применительно к которой возможна приближенная оцен¬
ка емкости. Измерить емкость диэлектрика непосред¬
ственно невозможно.
Из соотношения между емкостью, потенциалом и за¬
рядом следует важный вывод. Несмотря на то, что по¬
тенциал прямо пропорционален заряду, по одному потен¬
циалу еще нельзя судить, насколько сильно наэлектри¬
зовано тело, т. е. как велик его заряд. Если при одном
и том же заряде тела его удалять от земли и заземлен¬
ных предметов, то емкость его будет уменьшаться, а по¬
тенциал соответственно возрастать. Следовательно, ха¬
рактеризуя наэлектризованность тела потенциалом, для
оценки его заряда необходимо иметь данные о его
электрической емкости.
Из числа наиболее часто встречающихся на практике
схем расположения взаимодействующих тел можно вы¬
делить параллельное расположение двух плоскостей.
Например, нахождение листа бумаги или пластика на
подложке, движение наэлектризованной поверхности
ткани или транспортерной ленты над заземленной повер¬
хностью и т. д. Подобные варианты расположения с не¬
которыми допущениями для практических оценок на-
электризованности сводятся к схеме плоского конденса¬
тора.
Для цилиндрических систем, например, движение по¬
лотна вокруг валка, движение порошка по трубе при
пневмотранспортировании и т. п., определение электри¬
ческой емкости могут быть сведены к вычислению ем¬
кости цилиндрического конденсатора.
При вычислении емкости важно правильно учитывать
диэлектрическую проницаемость среды. Например, если
2*	П
тело в виде наэлектризованной пластины находится над
заземленной поверхностью на расстоянии, намного пре¬
вышающем толщину пластины, то достаточно в качестве
диэлектрика учитывать только толщину слоя воздуха
между пластиной и заземленной поверхностью. Если же
наэлектризованная пластина расположена на заземлен¬
ной проводящей подложке, необходимо учитывать ди¬
электрическую проницаемость самой пластины. Если
пластина состоит из нескольких слоев с различной ди¬
электрической проницаемостью, результирующая емкость
вычисляется по общему правилу для последовательно
соединенных конденсаторов.
При известной емкости наэлектризованного тела и
усредненном значении потенциала на его поверхности
легко вычислить энергию создаваемого зарядами СЭ
поля, Дж,
2 ’
Возможность искрообразования с наэлектризован¬
ных предметов и материалов определяется напряжен¬
ностью электрического поля на их поверхности. Пос¬
кольку чаще всего основным изолятором, отделяющим
наэлектризованное тело от близко расположенных зазем¬
ленных предметов, является воздух, то его электричес¬
кая прочность определяет максимальную напряженность
электрического поля на поверхности наэлектризован¬
ных тел.
В однородном электрическом поле в воздухе при
нормальных условиях развитие электрических разрядов
начинается при напряженности электрического поля
около 3-103 кВ/м (30 кВ/см). Таким образом, когда на¬
пряженность электрического поля у поверхности тела
превышает эту величину, происходит развитие разряда
в воздушном промежутке.
В системах с резко неоднородным электрическим
полем возможно развитие незавершенных электрических
разрядов. Так, например, напряженность поля у по¬
верхности наэлектризованного уединенного цилиндра
при постоянной линейной плотности заряда на единицу
длины возрастает обратно пропорционально уменьше¬
нию радиуса цилиндра (см. табл. 1). Чем меньше ра¬
диус кривизны поверхности цилиндра, тем выше напря¬
женность электрического поля у его поверхности. Таким
12

образом, вблизи наэлектризованных предметов, имею¬
щих малый радиус кривизны, напряженность электриче¬
ского поля может стать больше ее критического значе¬
ния, при котором начинается развитие газового разряда
в воздухе. При этом область, охваченная разрядом,
определяется границей, за которой напряженность элек¬
трического поля уже недостаточна для дальнейшего
распространения электрического разряда. Такой неза¬
вершенный разряд вблизи электродов с малым ра¬
диусом кривизны называют коронным. Стабильно ко¬
ронный разряд развивается с металлических предметов
(заостренных стержней, игл, тонких проволок и т. п.)
при постоянстве потенциала на них. Внешне коронный
разряд может проявляться в слабом потрескивании и
наблюдаемом в темноте голубоватом свечении около
коронирующего электрода, а также в появлении запаха
озона.
На практике однородные поля встречаются сравни¬
тельно редко. Чаще всего конструктивные элементы
машин и аппаратов, а также обрабатываемые изделия,
на которых происходит скопление зарядов СЭ, имеют
всякого рода неровности и выступающие детали. При
этом с выступающих деталей может наблюдаться обра¬
зование электрических разрядов как в форме короны,
так и искровых в зависимости от конфигурации поверх¬
ности деталей и энергии поля. Обычно видимый разряд
развивается не с самого наэлектризованного диэлектри¬
ка, который может быть плоским, а значит, электриче¬
ское поле у его поверхности близко к однородному,
а с близко расположенных заземленных металлических
предметов. Так, например, на окончании заземленного
стержня, находящегося около наэлектризованного ди¬
электрика, индуцируется электрический заряд с боль¬
шой поверхностной плотностью, что создает высокую
напряженность электрического поля. В случае достиже¬
ния критического значения напряженности (начальной
напряженности разряда) у конца стержня начнется раз¬
витие электрического разряда в воздухе в сторону на¬
электризованной поверхности диэлектрика. Обычно ви¬
димый четко сформированный искровой канал разряда
СЭ вблизи стержня постепенно размывается на пути
к плоскости и у самой поверхности исчезает, переходя
в диффузное свечение над поверхностью. Объясняется
это тем, что заряды наэлектризованной диэлектрической
13

поверхности, образующие электрическое поле в разряд¬
ном промежутке, распределены по разным точкам
поверхности и из-за низкой электропроводности не
могут стекать в канал разряда. Изменение энергетиче¬
ских характеристик электрического поля в разрядном
промежутке в этом случае происходит в основном за
счет осаждения из воздуха на наэлектризованную по¬
верхность ионов противоположного знака,
в результате разряда. Таким
Ліров
Рис. 2. Электризация пленки.
/г р —ток газового разряда; /пров —
ток проводимости; ДЭС — двойной
электрический слой.
дзс
возникших
образом, низкая поверх¬
ностная электропровод¬
ность диэлектрика огра¬
ничивает количество
энергии, выделяющейся в
разрядном промежутке.
Особенности электри¬
зации твердых, сыпучих
и жидких диэлектриков.
Контакт двух твердых
тел сопровождается воз¬
никновением на границе
их соприкосновения двой¬
ного электрического слоя (рис. 2), что связано с обме¬
ном электрическими зарядами между телами. Пере¬
ход зарядов с одного тела на другое возможен
вследствие разности энергетического состояния взаимо¬
действующих поверхностей, например работ выхода
электронов, температур, концентраций носителей элек¬
трического заряда и др. Электризуются, как правило,
разнородные материалы. Однако образование двойных
электрических слоев возможно при контакте тел и из
одинаковых диэлектрических материалов за счет на¬
личия на их поверхностях загрязнений, различной тем¬
пературы тел и т. д. Обмен зарядами в ходе формиро¬
вания двойного электрического слоя происходит в мес¬
тах контактных точек соприкасающихся поверхностей.
Трение способствует электризации тел за счет увеличе¬
ния числа контактных точек и перехода работы трения
в тепло, изменяющее энергетическое состояние взаимо¬
действующих поверхностей. Находящиеся в контакте
тела с образовавшимся на границе раздела двойным
электрическим слоем остаются электрически нейтраль¬
ными, т. е. суммарный заряд системы может быть равен
нулю, если до соприкосновения тела не несли избыточ¬
ного электрического заряда. Однако каждое из конта к-
14

тирующих тел приобретает электрический заряд, плот¬
ность которого равна плотности заряда возникшего
двойного электрического слоя. Знаки зарядов взаимо¬
действующих тел противоположны. Двойной электриче¬
ский слой упрощенно можно представить в виде кон¬
денсатора, обкладками которого являются поверхности
контактирующих тел. После механического разделения
каждое тело приобретает равные по величине электри¬
ческие заряды противоположного знака. Плотность за¬
рядов СЭ при этом будет меньше плотности зарядов
разрушенного двойного слоя. Происходит это вследствие
того, что в момент разделения двух поверхностей, на¬
пример при отрыве пленки от поверхности твердого
тела, в результате деформации электрического поля
двойного слоя происходит значительное возрастание его
напряженности в месте отрыва. Под действием этого
поля заряды стремятся соединиться, нейтрализуя друг
друга, что обусловливает протекание тока нейтрализа¬
ции зарядов /цров- Этот процесс ограничивается электро¬
проводностью материалов. У проводящих материалов
заряды под действием электрического поля движутся
свободно и при разделении поверхностей практически
полностью нейтрализуются. Этим объясняется очень
слабая статическая электризация проводящих тел.
У диэлектриков, обладающих низкой электропровод¬
ностью, ток /цров мал, и большая часть зарядов двой¬
ного слоя остается на разделяемых поверхностях. Если
этот заряд значителен по величине, то электрическое
поле в образующемся между разделяемыми телами воз¬
душном промежутке, возрастая, может достигать зна¬
чений, при которых начинается развитие газового раз¬
ряда. В этом случае за счет ионизации воздуха электри¬
ческим полем в воздушном промежутке дополнительно
появляются положительные и отрицательные носители
электрических зарядов, которые под действием сил поля
оседают на разделяемых поверхностях, частично их
нейтрализуя, что соответствует протеканию через воз¬
душный промежуток тока газового разряда /гр. На
практике это проявляется в виде голубоватого свечения,
искрения и потрескивания. Чем выше скорость разделе¬
ния взаимодействующих поверхностей и меньше их
электропроводность, тем меньшая часть заряда нейтра¬
лизуется токами проводимости и газового разряда. При
быстром разделении непроводящих тел максимальная
15

величина заряда СЭ ограничивается электрической
прочностью воздуха. Плоская поверхность может нести
заряд 26,5 мкКл/м2, при этом напряженность поля будет
достигать 3-103 кВ/м, т. е. близка к разрядной напря¬
женности в однородном поле в воздухе при нормальных
условиях. Практически за счет малого числа контакт¬
Земля
Рис. 3. Электризация индукцией.
1 — проводник; 2 — изолятор; Е — внеш¬
нее поле; /об, /пов — токи, протекаю¬
щие через объем и по поверхности ди¬
электрика за счет электрической ин¬
дукции; q — индуцированный заряд.
ных точек, за счет утечки заряда через проводимость
и газового разряда наибольшая плотность заряда СЭ
обычно около 10 мкКл/м2. Поскольку плотность заряда
в большой степени зави¬
сит от поверхностной
электропроводности элек¬
тризующихся материалов,
на процесс электризации
сильно влияет влажность
окружающего воздуха.
Наиболее интенсивно про¬
цесс электризации твер¬
дых тел наблюдается при
относительной влажности
окружающего воздуха, не
превышающей 30—40%.
Увеличение относительной
влажности воздуха выше 70% в ряде случаев практиче¬
ски сводит электризацию к минимуму. Электризация
твердых тел становится заметной, если удельное элек¬
трическое сопротивление материала превышает Ю80м-м.
Незаземленные проводящие тела и диэлектрики, на¬
ходящиеся в электрическом поле наэлектризованных
предметов, способны электризоваться за счет электри¬
ческой индукции. При этом особую опасность представ¬
ляет собой электризация проводящих тел, поскольку
разряд СЭ с проводников может сопровождаться боль¬
шим выделением энергии в канале искры. Электриза¬
ция изолированных проводящих тел, находящихся во
внешнем электрическом иоле, происходит следующим
образом. Действующее на тело электрическое поле
* (рис. 3) вызывает разделение зарядов в проводнике и
создает электрическое поле вдоль поверхности и в объ¬
еме изолятора, на котором укреплен проводник. По¬
скольку поверхностная и объемная электропроводности
изолятора не равны нулю, то под действием сил поля
к проводящему телу потекут токи /пов и /об- Процесс
прекратится, когда будет скомпенсирован заряд, инду-

цированный внешним полем. При этом проводящее тело
приобретает избыточный электрический заряд q, равный
индуцированному. Наэлектризованное таким образом
проводящее тело превращается в заряженный конден¬
сатор, энергия которого, Дж,
U7
_ 1 ?г
~~ 2 С >
где С — электрическая емкость тела относительно
земли.
В современном промышленном производстве, связан¬
ном с изготовлением, обработкой и транспортированием
диспергированных материалов, широко применяются та¬
кие технологические операции, как просев, сушка в ки¬
пящем слое и т. п. В этих процессах сыпучие материалы,
обладающие низкой электропроводностью, способны
сильно электризоваться, что в ряде случаев может на¬
рушать ход технологических операций, например, в ре¬
зультате налипания материала на стенки оборудования
и т. п., а при определенных условиях создает угрозу
возникновения взрыва и пожара за счет разрядов СЭ.
Следует иметь в виду, что во взвешенном состоянии
легко горят и воспламеняются такие на первый взгляд
безопасные вещества, как мука, сахарная пудра и т. п.
Электризация отдельных частиц диспергированных ма¬
териалов происходит при их соударении между собой
и со стенками технологических аппаратов. При этом ве¬
личина заряда СЭ, приобретаемого частицами, зависит
от их дисперсности, электропроводности, электропро¬
водности стенок аппарата, влажности окружающего воз¬
духа, интенсивности взаимодействия частиц, площади
контакта при соударении. Чем меньше частицы, ниже
электропроводность частиц и стенок аппарата, меньше
относительная влажность воздуха, интенсивнее взаимо¬
действие и больше площади контакта при соударениях
частиц между собой и со стенками аппарата, тем ин¬
тенсивнее электризация. При соударениях нейтральных
частиц происходит обмен электрическими зарядами
в равных количествах. При этом одна частичка заря¬
жается положительно, а другая — отрицательно. В це¬
лом вся масса продукта остается электрически нейт¬
ральной. При соударениях со стенкой, например при
пневмотранспортировке по металлическим, стеклянным
или пластмассовым трубам, частица >ічже.т приобретать
ІЦиатралъяая горсу«*я 1	і?
библиотека I
имени В. 11. Ленина |

или отдавать электрическим заряд. В ходе витания по
трубопроводу в процессе соударений заряд частицы мо¬
жет возрастать. Предельная величина заряда зависит
от многих причин, но принципиально ограничивается
теми же основными факторами, что н при электризации
твердых монолитных тел, т. е. электропроводностью
частицы, электропроводностью стенок аппарата и газо¬
вым разрядом. В приемном бункере или циклоне,
куда поступает транспортируемый продукт, скапливает¬
ся масса материала, несущая избыточный заряд пре¬
имущественно одного знака. Возникает электрическое
поле, которое при больших зарядах приводит к искрооб-
разованию. Заряд массы наэлектризованных частиц
может сохраняться довольно длительно. Скорость рас¬
сеяния зарядов определяется объемной и поверхностной
электропроводностью материала и во многом зависит
от влажности окружающего воздуха. Чем выше электро¬
проводность, тем быстрее рассеиваются заряды массы
материала, находящегося на заземленной проводящей
поверхности. При пневмотранспортировании по метал¬
лическим заземленным трубам с них стекает ток
электризации транспортируемого продукта, цепь которо¬
го замыкается через приемный бункер, куда поступает
наэлектризованный продукт. В случае пневмотранспор¬
тирования по трубам, изготовленным из диэлектриче¬
ских материалов, поверхность труб также электризует¬
ся. Скапливающиеся заряды обусловливают появление
на трубах высоких потенциалов; таким образом, при¬
косновение к ним может сопровождаться электрическим
ударом и искрением. При сильной электризации воз¬
можны развитие электрических разрядов вдоль поверх¬
ности труб в направлении заземленных деталей, а так¬
же пробой стенок труб.
Движение диэлектрических жидкостей вдоль твердой
поверхности, например по трубам, в определенных
условиях также может сопровождаться интенсивной
электризацией. Если удельное сопротивление жидкости
превышает ІО10 Ом-м, электризация легковоспламеняю¬
щихся жидкостей создает опасность воспламенения их
паров от разрядов СЭ. Механизм электризации жид¬
кости, движущейся по трубе, объясняется механическим
разрушением двойного электрического слоя, возникаю¬
щего на границе с твердой фазой. Любая диэлектриче¬
ская жидкость, каким бы высоким удельным сопро-
18

тивлением она ни обладала и как бы хорошо ни была
очищена, всегда содержит в себе определенное коли¬
чество носителей электрического заряда в виде ионов
или молнонов примесей. На границе раздела жидкой
и твердой фазы за счет электрокинетических явлений
происходит образование двойного электрического слоя.
Упрощенная картина распределения зарядов в погра¬
ничной зоне представлена
одного знака, оседающие
на поверхности твердой
стенки, нейтрализуются,
а заряды противополож¬
ного знака находятся в
объеме жидкости и могут
увлекаться потоком. Та¬
ким образом, при закачке
жидкости по трубам в ре¬
зервуар заряды, находя¬
щиеся в объеме, вместе
на рис. 4. При этом заряды
Рис. 4 Электризация жидкости,
прокачиваемой по трубопроводу
со скоростью V.
I — трубопровод; 2 — приемный резер¬
вуар; 3 — жидкость.
с жидкостью попадают
в приемный резервуар.
Плотность заряда СЭ про¬
качиваемой по трубопро¬
воду жидкости тем выше,
чем меньше электропро¬
водность жидкости, выше скорость прокачки по трубопро¬
воду, больше поверхность контакта ствердой фазой, т. е.
чем больше диаметр трубопровода. Особенно интенсивно
электризуются жидкости при их фильтрации. Поверх¬
ность фильтра развита сильно, а следовательно, велика
и площадь контакта жидкости с твердым телом. Чем
тоньше фильтрация, тем сильнее электризуется жид¬
кость. В фильтрах тонкой очистки диэлектрические
жидкости электризуются в несколько раз более интен¬
сивно, чем в трубопроводах, поэтому фильтры принято
считать основными генераторами СЭ в жидкости. Элек¬
тризация жидкости является весьма нежелательным
явлением, особенно если жидкость легковоспламеняю¬
щаяся. При движении по трубопроводу через фильтры
и другое технологическое оборудование электризация
легковоспламеняющихся жидкостей никакой опасности
не создает, если все емкости герметизированы, пол¬
ностью заполнены жидкостью и все оборудование за¬
землено. Опасность возникновения взрывов и пожаров
19

от разрядов СЭ возникает лишь при заполнении резер¬
вуаров, когда над поверхностью жидкости находится
легковоспламеняющаяся паровоздушная смесь, а за¬
ряды СЭ создают сильное электрическое поле. В этом
случае между поверхностью наэлектризованной жидко¬
сти и стенками резервуара или другими заземленными
элементами конструкции возможно возникновение
искры и как следствие воспламенение паров жидкости.
Заряд, внесенный потоком жидкости в резервуар,
сохраняется в нем в течение времени релаксации за¬
ряда. Это время, с, определяется электропроводностью
и диэлектрической проницаемостью жидкости:
/%3“в- = 3г,
Y
где т — постоянная времени релаксации жидкости, с.
На практике это время исчисляется десятками и даже
сотнями секунд.
Другой механизм генерации зарядов СЭ при запол¬
нении резервуаров жидкостями характеризуется возник¬
новением разноименно заряженных капель при разбрыз¬
гивании жидкостей. Это может иметь место при запол¬
нении резервуара свободно падающей струей. В ходе
разбиения на отдельные капельки мелкие и крупные
капли приобретают заряды противоположных знаков.
В резервуаре может возникать облако мелких капель,
несущее подобно грозовому облаку значительный элек¬
трический заряд одного знака. При определенных усло¬
виях, когда этот заряд достаточно велик, возможен
электрический разряд, который может привести к вос¬
пламенению паров жидкости. Отсюда возникает естест¬
венное требование избегать заполнения резервуаров
легковоспламеняющимися и горючими жидкостями сво¬
бодно падающей струей.
2.	СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ
ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ СТАТИЧЕСКУЮ
ЭЛЕКТРИЗАЦИЮ ДИЭЛЕКТРИКОВ
Основными характеристиками наэлектризованности
тела являются количество заряда СЭ и характер его
распределения на поверхности или в объеме диэлектри¬
ка. Сравнивая заряд наэлектризованного тела с допу-
20
стимым зарядом для данной технологической операции,
можно оценить влияние статической электризации на
ход технологического процесса и опасность СЭ. Данные
об электрических зарядах позволяют рассчитать пара¬
метры электрических полей, создаваемых этими заря¬
дами.
На практике часто измеряют параметры электриче¬
ских полей, так как это позволяет оценивать наэлектри-
зованность тел, а при несложной геометрии и наличии
предварительных градуировок оценивать плотность за¬
ряда СЭ. По величине измеренных напряженностей
электрического поля зарядов СЭ можно судить о воз¬
можности искрообразования и вероятности воспламене¬
ния горючих смесей.
В процессах непрерывной генерации СЭ, связанных
с транспортированием диэлектрических материалов,
оценку степени электризации в ряде случаев можно
производить, измеряя ток, протекающий на землю в ре¬
зультате отделения движущегося диэлектрика от про¬
водящего материала. По величине измеряемого тока,
скорости движения электризующегося вещества и его
геометрическим размерам можно определить плотность
зарядов СЭ на диэлектрике.
Определение энергии, выделяющейся при разряде
СЭ, является наиболее сложной проблемой, так как для
этого еще нет установившейся методики, однако общий
подход к решению этой задачи уже позволяет получить
некоторые приближенные оценки вероятности возникно¬
вения пожаров и взрывов в результате разрядов СЭ.
Почти все известные в лабораторной и производст¬
венной практике способы измерения параметров стати¬
ческой электризации базируются на трех основных
принципах:
1.	Определение зарядов, потенциалов и напряженно¬
сти электрического поля зарядов СЭ бесконтактным ме¬
тодом через электрическую индукцию.
2.	Оценка средней плотности заряда СЭ измерением
тока электризации в непрерывных процессах.
3.	Определение избыточного заряда наэлектризован¬
ного вещества путем измерения напряжения на извест¬
ной емкости.
Измерения через электрическую индукцию основаны
на регистрации потенциала, индуцированного на прово¬
дящем теле — зонде, вносимом в электрическое поле
21

зарядов наэлектризованного предмета. Типичная схема
таких измерений приведена на рис. 5.
Средняя плотность электрического заряда под зон¬
дом определяется выражением, Кл/м2,
(с Л
СцС0 і с„ \
Ct l S J
где UnP-—показания электрометра: СІір=^я/Сц; qs—■
индуцированный на зонде заряд; Си — емкость измери¬
тельной системы Си=Сп+Св.а; Сп— емкость электро¬
метра; С3.з — емкость зон-
Рис. 5. Схема измерений парамет¬
ров наэлектризованного диэлек¬
трика с помощью зонда.
1 — наэлектризованный диэлектрик; 2—
охранные электроды датчика; 3 — элек¬
трометр; 4 — заземленная проводящая
поверхность; 5 — измерительный зонд.
да и соединительных про¬
водов относительно зем-
ли; Со — емкость единицы
площади диэлектрика от¬
носительно земли; S —-
площадь зонда.
Если промежуток меж¬
ду зондом и диэлектри¬
ком а много меньше рас¬
стояния от диэлектрика
(до земли, т. е. выполняет¬
ся условие a-^id, то для
вычисления поверхностно¬
го заряда пригодна упро¬
щенная формула
	т j
0 ^пр S -
Емкость измерительной системы Си определяется
путем непосредственных измерений. Емкость зонда от¬
носительно диэлектрика рассчитывается как емкость
плоского воздушного конденсатора с площадью обкла¬
док S. Расстояние между зондом и диэлектриком при
выполнении измерений четко фиксируется. На практике
зонд над поверхностью наэлектризованного диэлектри¬
ка можно устанавливать на изолирующих ножках, из¬
готовленных из фторопласта, длина которых известна.
Емкость Со оценивают приближенно по формуле для
плоского конденсатора.
Более точное измерение плотности заряда па ди¬
электрике требует определения емкости диэлектрика
относительно земли, что усложняет методику измерений.
Определить плотность заряда на диэлектрике в данном
22

случае можно по двум измерениям, не прибегая к рас¬
чету емкости диэлектрика. Достигается это регистра¬
цией показаний электрометра при двух расстояниях от
зонда до поверхности диэлектрика, если поле под дат¬
чиком прибора однородно. Плотность заряда на ди¬
электрике при этом определяется следующим выраже¬
нием:
где (/'пр и (/"пр — показания электрометра при первом
и втором измерении соответственно; п — число, показы¬
вающее, во сколько раз изменилась емкость зонда С3
при втором измерении.
Чтобы упростить измерения усредненного значения
потенциала поверхности наэлектризованного диэлектри¬
ка, предварительно градуируют измерительную схему.
Градуируют измерением потенциала проводящей пла¬
стины, подключенной к источнику высокого напряже¬
ния. В ходе градуировки меняют потенциал пластины <р
и фиксируют показания электрометра при различных
расстояниях между зондом и проводящим телом
(рис. 6,tz). Моделирование диэлектрика проводящей по¬
верхностью не позволяет воспроизвести истинную кар¬
тину электрического поля, создаваемого наэлектризо¬
ванным диэлектриком, так как диэлектрик не всегда
эквипотенциален. Однако для практических целей (на¬
пример, измерения потенциалов плоских поверхностей
больших размеров, потенциалов криволинейных поверх¬
ностей с радиусом кривизны много больше, чем рас¬
стояние до измерительного зонда) градуировка измери¬
тельной системы по проводящему телу оказывается
вполне приемлемой. При наличии градуировочных кри¬
вых (/пр(<р) для определенных расстояний от зонда до
наэлектризованной поверхности при большой емкости
диэлектрика относительно земли измерения можно вы¬
полнять с достаточной для практики точностью.
Если емкость наэлектризованного тела относительно
земли мала и соизмерима с емкостью тела относительно
измерительного зонда или датчика электрометра, ре¬
зультат измерений будет занижен. Снимаемые при
этом показания будут соответствовав значению потен¬
23

циала тела в присутствии измерительного зонда. При
удалении зонда емкость тела относительно земли умень¬
шается, и значения потенциалов отдельных точек тела
возрастают.
Если наэлектризованная плоскость находится над
заземленной поверхностью, электрическое поле практи-
Рис. 6. Измерение напряженности электрического поля.
о — градуировка электрометра в однородном поле; б — измерение в однород¬
ном поле; в — неправильное расположение электрометра для измерения на¬
пряженности электрического поля; t — датчик электрометра; 2 — электрометр;
3 — наэлектризованный диэлектрик; 4 — источник ЕН; 5 — киловольтметр; б —
электроды плоского конденсатора для градуировки.
чески существует лишь в промежутке между наэлектри-
зованной поверхностью и землей. Измерения напряжен¬
ности поля можно выполнить, разместив зонд или дат¬
чик электрометра так, как это показано на рис. 6,6.
Электрометр предварительно градуируется в поле пло¬
ского конденсатора, напряженность которого легко рас¬
считывается (рис. б.п). Если в системе (рис. 6,6) поле
однородно, то при наличии градуировки измерения на¬
пряженности могут быть выполнены с высокой степенью
точности.
24

Если датчик электрометра приближать к наэлектри¬
зованной плоскости, расположенной над заземленной
поверхностью, измерения электрического поля будут
заведомо неверны. Когда наэлектризованная плоскость
значительно удалена от земли, электрическое поле
с обеих ее сторон однородно, и внесение датчика при¬
водит к резкому искажению конфигурации электриче¬
ского поля. Когда плоскость расположена близко над
землей, электрическое поле с внешней стороны практи¬
чески отсутствует. Если все же внести с внешней сторо¬
ны датчик электрометра, произойдет перераспределение
поля (рис. 6.в). Часть силовых линий будет замыкаться
на Датчике. Электрометр при этом будет фиксировать
напряженность электрического поля непосредственно
у среза датчика электрометра. Такого рода измерения
напряженности электрического поля могут иметь смысл
для оценки возможности искрообразования при прибли¬
жении к наэлектризованной поверхности заземленного
тела. Измерения напряженности в этом случае следует
производить при наименьших возможных расстояниях
до наэлектризованной поверхности, а размеры датчика
должны быть минимальными.
По результатам измерений напряженности поля
плоской наэлектризованной поверхности при малых рас¬
стояниях от датчика до этой поверхности, когда поле
над датчиком однородно, можно судить о величине по¬
верхностного заряда. В этом случае переход к потен¬
циалу поверхности при наличии датчика осуществляется
согласно выражению
q>=Ea,
где Е — измеряемая напряженность электрического по¬
ля; а — расстояние от датчика до наэлектризованной
поверхности.
Поверхностный заряд определяется следующим об¬
разом:
_	ео(^4~а) р
Если расстояние от наэлектризованной поверхности
до земли d^>a, то
3-67|
{т=е0Е.
?5

Наибольшие трудности возникают при необходимо¬
сти измерения электрических параметров наэлектризо¬
ванных тел сложной конфигурации. В этих случаях
в качестве модели рассматривают тела сферической или
цилиндрической формы, электрические поля которых
легко рассчитать. К таким моделям с большими при¬
ближениями и сводят встречающиеся на практике тела.
Если сфера удалена от заземленных поверхностей на
значительное расстояние (1 ми более), то потенциал
сферы может быть с некоторой погрешностью измерен
электрометром, проградуированным по потенциалу ме¬
таллической сферы. Эти измерения будут приближен¬
ными, так как даже при наличии градуировки электро¬
метра всегда имеет место ошибка из-за того, что элек¬
трическое поле металлической сферы с заданным по¬
тенциалом не соответствует полю диэлектрической
сферы с равномерно распределенным зарядом. Кроме
того, приближение датчика к наэлектризованной сфере
уменьшает ее потенциал за счет увеличения емкости
относительно земли (расстояние датчика до сферы при
измерении должно быть значительно меньше, чем ее
удаление от заземленных предметов).
Оценку потенциала наэлектризованных тел, близких
к сферическим и удаленных от земли, необходимо вы¬
полнять по двум измерениям датчиком, расположенным
на разных расстояниях. Если результаты измерений по¬
тенциалов на разных расстояниях в соответствии с гра¬
дуировкой близки по значению, следовательно, усред¬
ненное значение потенциала тела определено правильно.
По известному потенциалу <р можно определить за¬
ряд сферы, распределенный по ее поверхности:
<7=4леогс<р,
где гс — радиус сферы, м.
Напряженность электрического поля сферы при из¬
вестном потенциале <р в точке на расстоянии г равна:
р	Ѵгс
Напряженность поля можно измерить непосредст¬
венно электрометром. В этом случае электрометр гра¬
дуируется по напряженности поля проводящей сферы
с заданным потенциалом <р. Помещая датчик на различ¬
ных расстояниях, получают зависимость показаний
26
электрометра п от напряженности поля Е в точке рас¬
положения датчика, определенной расчетным путем при
известном потенциале градуировочной сферы.
Напряженность электрического поля наэлектризо¬
ванного диэлектрика сферической формы так же, как
и при определении потенциала, оценивается по измере¬
ниям, выполненным на двух расстояниях. В случае
хорошей сходимости результатов измерения можно
считать близкими к истинным значениям. По известной
напряженности поля, измеренной в данной точке, можно
определить ее максимальное значение, которое будет
иметь место непосредственно у поверхности сферы:
17	__ ^ПЗМ^2
^макс —' r2 j
г с
где EnsM — напряженность поля, измеренная на расстоя¬
нии г от центра сферы.
По аналогии со сферой можно проводить измерения
параметров СЭ на цилиндрических телах. Некоторой
спецификой таких измерений является изготовление
датчика с зондом, охранные электроды которого долж¬
ны быть больше развиты в сторону оси цилиндра. На
практике чаще всего приходится иметь дело не с иде¬
альными сферическими или цилиндрическими телами,
а с частями изогнутых поверхностей большого радиуса.
В этих случаях целесообразнее определять плотность
поверхностного заряда по методу двух измерений на
различных расстояниях. Датчик электрометра должен
иметь обязательно охранные электроды, выравниваю¬
щие поле непосредственно под чувствительным элемен¬
том — зондом. Расстояния до измеряемой поверхности
не должны превышать 0,8 диаметра охранного электро¬
да. Необходимо, чтобы электрическое поле под датчи¬
ком было по возможности однородным, края датчика
скруглены, а сам датчик не имел неровностей, способст¬
вующих появлению местных неоднородностей электриче¬
ского поля.
Показания электрометра с датчиком, проградуиро¬
ванным в поле плоского конденсатора, во всех случаях
определяются напряженностью поля непосредственно
у датчика. Внесение датчика в поле наэлектризован¬
ного тела сильно искажает поле, создаваемое зарядами
этого тела, что затрудняет получение прямыми измере¬
ниями точной информации об электрическом поле,
о*	27
имеющем место у поверхности тела произвольной кон¬
фигурации в отсутствие датчика.
Для измерения потенциалов, индуцированных на из¬
мерительном зонде, потенциалов и напряженности элек¬
трического поля может быть использован любой
электрометр с высеким входным сопротивлением. При
недостаточно высоком входном сопротивлении показа-
Рис. 7. Пример простейшего
способа измерения парамет¬
ров, характеризующих на¬
электризованное тело.
1 — зонд; 2 — изоляционная
ручка; 3 — статический вольт¬
метр; 4 — добавочная емкость;
5 —* наэлектризованный диэлек¬
трик.
ния прибора, соединенного с
зондом, будут спадать за счет
утечки заряда по изоляции.
Необходимо, чтобы постоян¬
ная времени разряда емкости
зонда, соединенного со входом
измерительного прибора через
сопротивление изоляции чув¬
ствительного элемента прибо¬
ра, была много больше време¬
ни считывания показаний при¬
бора. Этим требованиям удов¬
летворяют статические вольт¬
метры, динамические электро¬
метры с вибропреобразовате-
лем и электронные электро¬
метры.
Простейшим примером реализации индукционного метода изме¬
рений является схема, представленная на рис. 7. Здесь зонд выпол¬
нен в виде металлического диска, укрепленного на диэлектрической
ручке. Измерения потенциала зонда выполняются статическим вольт¬
метром С-50. При приближении зонда-диска к наэлектризованной
поверхности световой индикатор вольтметра отклоняется. Для того
чтобы показания вольтметра не выходили за пределы шкалы, парал¬
лельно вольтметру подключается добавочная емкость, снижающая
измеряемый потенциал. Система может быть предварительно програ¬
дуирована по потенциалу металлической пластины. При таком спо¬
собе измерений точность измерений невелика, поэтому описанная
схема может быть использована скорее как индикатор СЭ, чем для
количественных оцепок. Знак заряда определяется по пробному телу,
т. е. путем регистрации направления отклонения индикатора вольт¬
метра при приближении наэлектризованного тела, заряд которого
заранее известен. В качестве такого тела может быть использован
стеклянный стержень, приобретающий положительный заряд при
трении о кожу.
Измерения на основе электрической индукции могут
выполняться непосредственно динамическими электро¬
метрами. В этом случае датчик электрометра вносится
в поле наэлектризованного тела, и индуцированный на
датчике заряд за счет механического перемещения чув-
28

Ствительного элемента или его экранирования преоб¬
разуется в сигнал переменного напряжения, пропор¬
циональный индуцированному заряду. Динамические
электрометры также градуируются по напряжению, по¬
даваемому на металлическую поверхность. Все сказан¬
ное выше в отношении зондовых измерений в равной
степени относится и к измерениям динамическими элек¬
трометрами с учетом предварительных градуировок.
Применение методов измерений на основе электрической
индукции ограничивается областью исследований элек¬
тризации сплошных твердых диэлектриков; электричес¬
ких полей в резервуарах, заполненных наэлектризован¬
ной жидкостью; электрических полей неподвижных дис¬
персных материалов. Исследования электрических полей
наэлектризованных взвешенных дисперсных сред (псев¬
доожиженный слой, пневмотранспорт и т. п.) зондовым
методом чреваты большими погрешностями и примени¬
мы лишь тогда, когда исключена возможность контак¬
тирования частиц с поверхностью зонда или датчиком
электрометра.
Измерение заряда статического электричества в не¬
прерывных процессах. Движение диэлектрической ленты
вокруг металлического ролика, протекание диэлектри¬
ческой жидкости в трубе или через фильтр, пневмо¬
транспорт твердых частиц по трубам и многие другие
процессы, связанные с движением диэлектрических ма¬
териалов, сопровождаются непрерывной их электриза¬
цией. Механическое движение массы наэлектризованного
диэлектрика обусловливает протекание электрического
тока. Таким образом, если в результате контакта с ме¬
таллическим роликом сбегающая с него лента приобре¬
тает электрический заряд, в цепи заземления ролика бу¬
дет протекать ток. Величина этого тока определяется
плотностью заряда на ленте, геометрическими размера¬
ми и скоростью движения ленты. Протекающий в цепи
заземления ток может быть измерен, а по нему рассчи¬
тана плотность заряда наэлектризованной ленты. В со¬
ответствии со схемой рис. 8,а усредненная величина
плотности заряда на ленте равна, Кл/м2:
I
где I — ток в цепи заземления ролика, А; b — ширина
ленты, м; V — скорость движения ленты, м/с.
29

Приведенное выражение справедливо для случая,
когда до прохождения вокруг ролика лента практически
не была наэлектризована.
Аналогичным способом может быть определена и
плотность заряда, который приобретает жидкость.
Жидкости электризуются наиболее сильно при прокачке
через фильтры, причем чем выше тонкость фильтрации,
тем сильнее электризуется жидкость. Если изолирован¬
Рис. 8. Способы оценки плотности заряда СЭ по току электри¬
зации.
а — электризация движущегося полотна или ленты; б — электризация жидко¬
сти в фильтре; 1 — фильтр; 2 — изоляция; 3 — измеритель тока.
ный от трубопровода фильтр заземлить через измери¬
тель тока (рис. 8,6), то средняя объемная плотность
заряда, который приобретает жидкость в фильтре, мо¬
жет быть вычислена по формуле, Кл/м3,
P=W
где Р — подача жидкости через фильтр, м3/с.
Электрический заряд жидкости, приобретаемый при
прокачке по трубопроводу, можно определить, измеряя
ток, стекающий с трубопровода на землю.
Измерение токов электризации во всех случаях тре¬
бует изоляции от земли установки, из которой выходит
наэлектризованный продукт, и одновременно заземле¬
ния установки непосредственно через измеритель тока
или через известное сопротивление, на котором можно
измерить падение напряжения от протекающего тока
электризации /эл. Для обеспечения безопасности от воз¬
можных разрядов СЭ с корпуса установки ее заземле¬
ние следует выполнять через небольшое сопротивление.
Кроме того, это особенно важно для обеспечения доста¬
точной точности измерений; необходимо, чтобы сопро¬
тивление изоляции установки относительно земли было
30

на несколько порядков выше, чем сопротивление изме¬
рительного прибора. Тем самым снижается погрешность
от токов утечки через изоляцию установки. Этим требо¬
ваниям наилучшим образом соответствуют измеритель¬
ные усилители тока с малым входным сопротивлением.
По аналогии с жидкими диэлектриками возмож¬
но измерение токов электризации дисперсных мате¬
риалов, транспортируемых по трубопроводам. В этом
случае участок трубы, по которой осуществляют
пневмотранспортирование сыпучих материалов, изолиру¬
ют от соседних участков и заземленных конструкций и
заземляют через измеритель тока. Измеряемый ток бу¬
дет соответствовать электрическому заряду, который
приобретает транспортируемый продукт на длине вы¬
деленного участка трубопровода. Удельная массовая
плотность заряда определяется из выражения, Кл/кгс,
P=ilQ,
где Q — производительность транспортирования продук¬
та, кгс/с.
Когда пневмотранспортирование осуществляется по
трубам из диэлектрического материала, например по
трубам из стекла, для оценки электризации на участке
трубопровода наружную поверхность этого участка не¬
обходимо сделать проводящей. Достигается это оклеи¬
ванием труб металлической фольгой или покрытием ее
наружной поверхности проводящим лаком. Проводящий
участок трубопровода заземляется через измеритель то¬
ка, и плотность заряда продукта оценивается по стекаю¬
щему току так же, как в случае пневмотранспортирова¬
ния по проводящим трубам.
Измерения токов, стекающих с участков трубопрово¬
дов, не дают полного представления об электрическом
заряде, который приобретает жидкость или твердый
продукт при движении по всей длине трубопровода.
Чтобы иметь точные сведения о заряде, необходимо изо¬
лировать от земли трубопровод по всей длине, что на
практике реализовать очень трудно. Большое прибли¬
жение к истинным значениям дает измерение тока элек¬
тризации на начальном участке трубопровода, длина
которого примерно ЗтѴ, где V — скорость транспорти¬
ровки продукта. Занижение значения тока электризации
по сравнению с максимально возможным при бесконеч¬
но длинной трубе будет не более 30%.
31

Для получения данных об электризации продукта по
всей длине диэлектрического трубопровода участок из¬
мерения следует постепенно перемещать от начала тру¬
бопровода в сторону движения продукта. Суммирование
токов электризации на отдельных участках соответству¬
ет электризации транспортируемого вещества по всей
длине трубопровода.
, Если продукт поступает в приемный резервуар или
бункер, то входную плотность заряда можно оценить,
измерив ток в цепи заземления приемного бункера. Ве¬
щество, поступившее в бункер, постепенно теряет свой
заряд. Скорость спада заряда твердых продуктов зави¬
сит от электропроводности вещества, его диэлектричес¬
кой проницаемости, влажности воздуха, геометрических
размеров массы продукта, дисперсности, близости про¬
водящих конструкций приемного бункера. Чем выше
электропроводность, больше диэлектрическая проницае¬
мость, выше влажность воздуха, меньше толщина слоя
продукта на проводящей поверхности, тем быстрее про¬
исходит рассеивание зарядов. Вещества, обладающие
низкой электропроводностью (ІО14—ІО16 Ом-м), поме¬
щенные в емкости или мешки из непроводящего мате¬
риала, могут сохранять заряды СЭ очень долго. При
относительной влажности воздуха 30—40% это время
исчисляется десятками часов.
Рассеяние зарядов жидкостей, закачиваемых в ре¬
зервуары, определяется их электрическими характерис¬
тиками. Процесс релаксации заряда в жидкостях не за¬
висит от геометрии бака и от электрических характерис¬
тик материала, из которого изготовлен бак. Заряд
жидкости в приемном резервуаре определяется только
постоянной времени релаксации т.
Величина заряда жидкости, поступающей в металли¬
ческий бак, определяется следующим соотношением:
(_ t_ \
1—е
где ро — входная плотность заряда жидкости, Кл/м3;
t — время с начала момента заполнения резервуара, с.
Через время /=3т заряд в баке достигает наиболь¬
шего значения q^pPx и останется неизменным в тече¬
ние всего времени заполнения резервуара при постоян¬
ных ро и Р.
Через время Зт после окончания заполнения жид-
32

костью заряд в приемном резервуаре можно считать
практически близким к нулю. Если резервуар выполнен
из диэлектрика или металла с диэлектрическим покры¬
тием, избыточный заряд в объеме жидкости спадает
также через время Зт. При этом следует иметь в виду,
что заряд из объема жидкости распределяется по стен¬
кам резервуара и по поверхности жидкости так, что его
дальнейшее рассеяние определяется законами релакса¬
ции зарядов на сплошных твердых диэлектриках и гра¬
нице жидкая фаза — воздух.
Измерение заряда статического электричества по на¬
пряжению на известной емкости. Если диэлектрик элек¬
тризуется в результате нарушения контакта с изолиро¬
ванным от земли металлическим телом, то заряд СЭ,
который приобрел диэлектрик, можно определить, изме¬
рив напряжение U на емкости С металлического тела
относительно земли. В этом случае заряд диэлектрика
равен: q=CU.
Описанный способ нашел применение при определе¬
нии электризации материалов в результате соударения
с преградой, например при оценке электризации навески
сыпучих диэлектриков. По известной навеске и заряду
можно вычислить усредненное значение плотности за¬
ряда СЭ. Схема (рис. 9,о) позволяет исследовать элек¬
тризацию частиц и при взаимодействии с диэлектрика¬
ми. Для этого на поверхность металлической пластины
наносится слой диэлектрического материала, взаимодей¬
ствие с которым изучается. Аналогичным способом мож¬
но исследовать электризацию пленок при отделении их
от подложки (рис. 9,6). В этом случае также возможно
измерение заряда пленки при отделении ее от подложки.
Удельная плотность заряда вычисляется делением изме¬
ренного заряда на площадь поверхности отделенного
материала. Проведение измерений с пленками требует
плотного контакта поверхностей, на которых измеряется
заряд СЭ. Операция по притиранию пленки и созданию
наибольшей поверхности контакта сама по себе можег
сопровождаться электризацией наружной поверхности
притираемой пленки. Поэтому перед разделением мате¬
риалов металлическую подложку следует заземлить
с тем, чтобы показания электрометра стали равны нулю,
и протереть пленку влажным тампоном. После отделе¬
ния пленки показания электрометра будут пропорцио¬
нальны заряду СЭ, возникшему только в результате
33

контактной электризации разделяемых материалов.
В качестве измерителя напряжения на проводящей
пластине может быть использован любой электрометр
с высоким входным сопротивлением такого же типа, как
и при зондовых измерениях. Описанный метод находит
применение для определения склонности различных ма¬
териалов к электризации и ее сравнительной оценки.
Рис. 9. Способы оценки электризации по напряжению на известной
емкости.
а — при соударении частиц с твердым телом: 1 —■ питатель; 2 — взаимодей¬
ствующее тело; 3 — металлическая пластина; 4 — электрометр; 5 — изолятор;
б — при контакте пленки с плоской поверхностью: 1 — исследуемый мате¬
риал — пленка; 2 — взаимодействующий материал; 3 — металлическая подлож¬
ка; 4 — изоляторы; 5 — замыкатель; 6 — электрометр; в — система Фарадея:
1 и 2 — внутренний и внешний цилиндры; 3 — наэлектризованный продукт;
4 — электрометр.
Для измерения заряда СЭ сыпучих материалов,
жидкостей и отдельных образцов твердых материалов
небольших размеров может быть использована извест¬
ная клетка Фарадея (рис. 9,в). Система представляет
собой два металлических экрана — внутренний и внеш¬
ний, изолированных друг от друга. Напряжение, изме¬
ренное на образованной экранами емкости, определяет
заряд помещенного во внутренний экран вещества:
<7=(Ск+ СПР+Си) U,
где Ск — емкость клетки Фарадея; Спр — емкость изме¬
рительного прибора; Сп— емкость соединительных про¬
водов.
34

Основным условием, обеспечивающим хорошую точ¬
ность измерений, является поддержание сопротивления
изоляции системы на высоком уровне. Это относится
как к изоляции собственно клетки Фарадея, так и к изо¬
ляции соединительных проводов и ко входному сопро¬
тивлению электрометра. Погрешность измерений состав¬
ляют погрешности измерения потенциала внутреннего
экрана, электрической емкости системы, а также погреш¬
ности, обусловленные утечками заряда по изоляции.
При измерении заряда сыпучих и жидких материалов
система Фарадея представляет собой два сосуда, вло¬
женных друг в друга и разделенных изоляцией. Чтобы
избежать больших погрешностей от утечки заряда по
изоляции, время заполнения внутреннего сосуда пробой
материала и время измерения напряжения на внутрен¬
нем сосуде должны удовлетворять соотношению
T<^RCc,
где Т — время заполнения внутреннего сосуда плюс вре¬
мя регистрации показаний электрометра; R — результи¬
рующее сопротивление изоляции всей системы, включая
входное сопротивление электрометра; Сс—-емкость всей
системы.
Измерение энергии электрического поля наэлектризованного ди¬
электрика и оценка энергии, выделяющейся при разрядах статиче¬
ского электричества. Если принять поверхность наэлектризованного
тела эквипотенциальной, то энергия электрического поля может
быть с определенной погрешностью вычислена по известным соотно¬
шениям между потенциалом, емкостью и зарядом, Дж:
ІГ= * CU2.
Однако вычисленная таким способом энергия еще не может
служить оценкой степени опасности СЭ, если рассматривать вопрос
о возможности возникновения пожара или взрыва, так как количест¬
во энергии, выделяющейся в канале разряда СЭ, много меньше пол¬
ной энергии электрического поля диэлектрика, несущего заряд СЭ.
Величина энергии, выделившейся в разрядном промежутке, пропор¬
циональна количеству заряда, стекшему на разрядный электрод.
Для плоской диэлектрической пластины, расположенной над по¬
верхностью нулевого потенциала, полная энергия, выделившаяся при
разряде, определяется выражением, Дж,
_	1 'Н
W== 2 ~ев qV’
где Н — расстояние от поверхности наэлектризованной пластины до
плоскости нулевого потенциала; при этом должно соблюдаться усло¬
вие б — толщина пластины; — количество заряда, перене¬
сенное на разрядный электрод.
36

Величина qp определяется экспериментально в соответствии со
схемой рис. 10. Разрядный электрод в виде полированной сферы
диаметром не менее 20 мм постепенно вносят в электрическое поле,
приближая к поверхности наэлектризованного диэлектрика. Если
разрядный электрод, как это показано па рис. 10, заземлен через
электрометр, по мере приближения к наэлектризованной поверхности
на электроде будет индуцироваться заряд ^инд, и прибор будет ре¬
гистрировать напряжение 1/ИНд» соответствующее этому заряду, т. е.
ИНД.	 С I Г> j
ЬПТ '-‘ДОП
где Си — емкость прибора; Скоп — дополнительная емкость, включае¬
Рис. 10. Схема оценки энергии раз¬
ряда, выделяющейся в разрядном
промежутке.
/ — разрядный электрод; 2 — наэлектри¬
зованный диэлектрик; 3 — электрометр;
4 — дополнительная емкость.
мая параллельно прибору для
уменьшения регистрируемого
напряжения.
В тот момент, когда в про¬
межутке между электродом и
наэлектризованной поверх¬
ностью произойдет разряд, в це¬
пи электрода протечет электри¬
ческий ток, имеющий две со¬
ставляющие противоположного
направления; /п — ток переноса
заряда в результате нейтрали¬
зации участка поверхности ди¬
электрика и /Инд— ток проти¬
воположного направления, со¬
ответствующий уменьшению
значения индуцированного на
электроде заряда. Точное зна¬
чение количества перенесенного
на электрод заряда можно
определить, если после разряда удалить разрядный электрод из поля
наэлектризованного диэлектрика. В этом случае показания прибора
будут пропорциональны заряду qp, протекшему в канале разряда:
qp— С/п(Сп+СДОц) •
Если электрод не удалять из поля наэлектризованного диэлек¬
трика, например, когда промежуток между наэлектризованной по¬
верхностью и электродом фиксирован, то истинное значение qp опре¬
деляется по формуле
*7р — #рег
где
^рег— UП (Cn-f-Сдоп) -
Значения Сэ и Сд определить практически 'невозможно. При
извлечении электрода из электрического поли диэлектрика значение
Сэ—>0, тем самым qp—><7рег- В качестве измерительного прибора
может быть использован электронный осциллограф, регистрирующий
напряжение на интегрирующей цепочке RC. По амплитуде импульса
и значению емкости определяется значение qp.
36

При определении энергии разряда СЭ в промежутке между на¬
электризованной жидкостью с объемной плотностью заряда или на¬
электризованным продуктом в насыпном виде энергия вычисляется
по формуле
‘ 2 ffpCp-
В этом случае qp определяется описанным выше способом, но
при этом фиксируется длина разрядного промежутка. По известной
длине разрядного промежутка, пользуясь табличными данными, опре¬
деляют значение разрядного напряжения Up в промежутке сфера —
плоскость. Величину Up для заданных условий можно определить
и экспериментально.
Зная энергию разряда СЭ, сопоставлением ее с минимальной
энергией ѴГМИН воспламенения той среды, в которой возможны раз¬
ряды СЭ, можно оценить степень опасности СЭ. В этом случае при¬
нято считать допустимым следующее соотношение:
I	»	>
*с	‘мин
где Іс — длина канала разряда СЭ; /мин — Длина разрядного проме¬
жутка при определении минимальной энергии данной среды.
Оценить воспламеняющую способность разрядов СЭ можно так¬
же непосредственно по величине заряда qp в соответствии с мето¬
дикой, изложенной в «Инструкции по установлению соответствия
изделий с неметаллическими материалами требованиям электростати¬
ческой искробезопасности», ВНИИПО МВД СССР, М., 1976 г.
Приборы для исследования статической электризации.
Требования к приборам для измерения зарядов СЭ и
создаваемого ими электрического поля определяются
специфическими особенностями СЭ. Характерным для
СЭ является то, что скопления зарядов чаще всего на¬
блюдаются на диэлектриках, при этом энергия электри¬
ческого поля зарядов СЭ невелика. Это исключает воз¬
можность непосредственного подключения измеритель¬
ных приборов к наэлектризованным объектам.
К приборам для измерения СЭ предъявляются сле¬
дующие требования:
1.	Минимальное потребление энергии от наэлектризо¬
ванного объекта.
2.	Большое входное сопротивление приборов, исполь¬
зуемых для измерений через электрическую индукцию и
по методу измерения потенциала на известной емкости
(не менее ІО12 Ом).
3.	Малое входное сопротивление приборов, исполь¬
зуемых для измерения токов электризации в непрерыв¬
ных процессах. Это позволяет снизить требования к со¬
противлению изоляции объекта и повысить точность
измерений.
37

К специальным требованиям относится безопасность
применения приборов в пожаре- и взрывоопасных сре¬
дах. Конструкции датчиков приборов и их питание долж¬
ны исключать возможность появления разрядов от ис¬
точников питания и СЭ.
По своему назначению приборы разделяются на при¬
боры для измерения потенциалов и напряженности
•поля зарядов СЭ и для измерения токов электризации.
Для измерения потенциалов и напряженности элек¬
трического поля СЭ применяются приборы: электроста¬
тические; электронные электрометры; динамические
электрометры и электрометры с датчиками ионизирую¬
щего излучения.
Измерение токов электризации может осуществлять¬
ся магнитоэлектрическими приборами и измерительны¬
ми компенсационными усилителями.
При измерениях тока по методу падения напряже¬
ния на известном сопротивлении пригодны все приборы,
предназначенные для измерений потенциалов электри¬
ческого поля.
_ Электростатические приборы основаны на отклонении подвиж¬
ной системы отсчета непосредственно под действием сил электриче¬
ского поля. В производственной практике для измерения параметров
СЭ широкое распространение получили статические вольтметры.
Измерительное устройство этих приборов представляет собой конден¬
сатор с системой подвижных электродов. Промышленность выпускает
несколько видов статических вольтметров и киловольтметров.
Основу электронного электрометра составляет электрометриче¬
ская лампа, работающая в режиме «свободной сетки» (с очень ма¬
лыми сеточными токами). Входное сопротивление прибора в этом
случае определяется сопротивлением изоляции управляющей сетки
и достигает ІО15 Ом. Изменение потенциала управляющей сетки под
действием индуцированных или сообщенных ей зарядов меняет анод¬
ный ток лампы. Электрическая лампа обычно размещается в датчике
электрометра, а ее сетка соединяется непосредственно с зондом.
Датчик связан с блоком питания и усилительным блоком, выпол¬
няемым обычно на транзисторах. В измерительном блоке размещает¬
ся стрелочный индикатор.
Электродинамический электрометр основан на принципе периоди¬
ческой модуляции заряда, индуцированного на измерительном элек¬
троде электрическим полем СЭ. Различают два типа электрометров:
с вращающимся заземленным экраном, периодически закрывающим
измерительный электрод от воздействия исследуемого электрического
поля зарядов СЭ, и с динамическим конденсатором, у которого
емкость периодически меняется. В первом случае крыльчатка, вра¬
щающаяся электродвигателем, экранирует измерительный электрод,
в результате чего на сопротивлении в цепи заземления измеритель¬
ного электрода появляется сигнал переменного тока, значение кото¬
рого зависит от параметров измеряемого поля. Сигнал усиливается
усилителем переменного тока и подается на стрелочный индикатор.
38

Таблица 2
Характеристики некоторых типов приборов, применяемых для
исследования параметров статического электричества
Название и тип
прибора
Пределы измеряемых
параметров по паспорту
Входное
сопротив¬
ление, Ом
Питание, В
Исполнение
Индикатор ста¬
тического элек-
Потенциал до
40000 В
—
Без питания
Взрывозащи¬
щенное
тричества
МИЭП-1 и
МИЭП-2
Статический
вольтметр С-50
Напряжение до
30—3000 В
1010
6—127—220
Обычное
Статический
вольтметр с
Потенциал поверх¬
ности 30—3000 В
1010
1,6
Взрывозащи¬
щенное
датчиком
СМ-2/С-95
Электрометр
электронный
ПК-2-ЗЛ
Потенциал поверх¬
ности 100—
500000 В; поверх¬
ностный заряд
0,2—20 мкКл/м2
1014
1,5
Обычное
То же ИСЭП-9
Напряженность
электрического
поля до
2,6-ІО6 В/м
1014
1,5
^Взрывозащи-
щенное
То же П2-1
Напряжение 0,3—
3 В; напряжен¬
ность электриче¬
ского поля 102—
5-10е В/м
1014
3—127—220
Обычное
То же П2-2
Напряжение 0—
25000 В
1014
1,6
Взрывозащи
щенное
Динамический
электрометр с
вращающимся
экраном
Напряженность
электриче ского
поля 3-Ю3—
24-10е В/м
—
9
То же
ВИНЭП-2
То же ИНЭП-1
Напряженность
электрического
поля 4-10е—
25-10е В/м
-—■
127/220
Обычное
То же СД-2
Напряженность
электрического
поля 5-ІО3—
5-10е В/м
220
То же
39

Продолжение тпйбл. 2
Название и тгч
прибора
Предеды измеряемых
параметров по паспорту
Входное
сспротив¬
ление, Ом
Питание, В
Исполнение
Динамический
электрометр с
вращающимся
экраном
ПЗСЭ-73
Напряжение 0—
15000 В
—
220
Сжатый воз¬
дух 4 атм.
Обычное
Электрометр
с динамическим
конденсатором
ЭД-05
Напряжение 0—
50 В
10“
220
я
То же ЭД-05М
Напряжение 0—
60 В; ток 10 ~“—
10-“ А
10“
220
я
То же ИТ-6801
Напряжение 10“ 5—
10-гВ; ток 10“’—
ІО-5 А
10“
220
я
Микроампер¬
метр М-95
Ток 10-’—10“^ А
До 10’
6—127—220
я
Измерительный
усилитель по¬
стоянного тока
И-37 с само¬
писцем Н-37
Ток 10“ 7—
5-10-» А
До 10
‘220
■
Дистанционный
электростато-
метр с радио¬
активным дат¬
чиком ДЭС
Напряженное ть
электрического
поля до З-ІО6 В/м
220
Взрывозащи¬
щенное
Приборы такого типа отличаются высокой чувствительностью, на¬
дежностью и стабильностью в работе. Большим достоинством прибо¬
ров является возможность их длительной непрерывной работы, что
позволяет осуществлять нх монтаж для контроля СЭ в аппаратах
непрерывной технологии. Датчик прибора может быть удален от
усилительного блока на расстояние, измеряемое десятками и сотнями
метров. Динамические электрометры с вращающейся крыльчаткой
изготовляют также в виде малогабаритных пистолетов с автономным
питанием для экспресс-измерений и приближенных оценок электри¬
зации.
Б электрометре с динамическим конденсатором за счет периоди¬
ческого изменения зазора между его обкладками изменяется его
емкость. Таким образом, при постоянном заряде на его обкладках
меняется потенциал на конденсаторе, который в дальнейшем усили¬
вается и подается на стрелочный индикатор. При наличии соответст¬
вующих градуировок прибор может быть использован для измерения
40

Потенциалов и напряженности электрического поля. Прибор имееі
высокую чувствительность, обладает надежностью в работе, однако
не пригоден для выполнения непрерывных измерений. Это обуслов¬
лено тем, что через сопротивление изоляции конденсатора на неза¬
земленную обкладку под действием измеряемого напряжения посте¬
пенно натекает электрический заряд, компенсирующий заряд, индуци¬
рованный электрическим полем. В конечном счете показания элек¬
трометра спадают до нуля. Для того чтобы возобновить измерения,
датчик с динамическим конденсатором удаляют из области измеряе¬
мого электрического поля, разряжают динамический конденсатор и
только после этого возобновляют измерения.
Принцип действия электрометра с источником ионизирующего
излучения состоит в том, что о величине напряженности или потен¬
циала судят по току, который протекает под действием исследуемого
электрического поля на зонд датчика из объема воздуха, ионизиро¬
ванного установленным в датчике радиоактивным источником. Дат¬
чик прибора, включающий в себя электронную лампу, может быть
связан с измерительным блоком и блоком питания длинным кабелем
(сотни метров), что делает его пригодным для дистанционных изме¬
рений. Достоинством приборов такого типа является возможность
осуществления длительных непрерывных измерений.
Для измерения токов статической электризации в непрерывных
процессах используются приборы, имеющие низкое входное сопротив¬
ление при высокой чувствительности. Для этих целей пригодны
обычные микроамперметры со световым Индикатором. Наибольшую
чувствительность имеют гальванометрические усилители тока компен¬
сационного типа. Они обладают очень низким входным сопротивле¬
нием и, помимо стрелочного индикатора, имеют выход для записи
показаний самописцем.
Данные основных приборов, применяемых для измерения пара¬
метров СЭ, сведены в табл. 2.
3.	ЗАЩИТА ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
СЭ породило в промышленности ряд проблем, среди
которых главными являются защита от пожаров и
взрывов, защита от технологических помех, защита от
физиологического воздействия на организм человека.
Возможность пожаров и взрывов, причиной которых
является СЭ, возникает в следующих условиях:
а)	заряды СЭ создают напряженность электрическо¬
го поля, при которой возможно искрообразование;
б)	энергия разрядов СЭ достаточна для воспламене¬
ния горючей смеси;
в)	паре-, газо- или пылевоздушная смесь имеет кон¬
центрацию, при которой возможно ее воспламенение
искровыми разрядами.
Средняя напряженность электрического поля, при
которой возможен разряд, составляет 4-ІО2—5-ІО2 кВ/м
41

для резко неоднородного, 15-ІО2—20-ІО2 кВ/м для слабо
неоднородного и до 30-ІО2 кВ/м для однородного элек¬
трического поля.
Сквозные разряды в однородном поле сопровожда¬
ются большим выделением энергии, чем незавершенные
в резко неоднородном поле, которые наиболее характер-
ны’для разрядов СЭ с диэлектриков.
Опасность воспламенения искрой снижается с рос¬
том минимальной энергии воспламенения паровоздуш¬
ной смеси. Разряды СЭ не в состоянии воспламенять
смеси с минимальной энергией воспламенения 100 мДж
и выше.
Технологические помехи возникают в результате дей¬
ствия электрических сил СЭ. В ходе электризации при
достижении определенной плотности заряда на диэлек¬
трике начинает сказываться силовое взаимодействие
между отдельными частями перерабатываемого мате¬
риала, нарушающее нормальный ход того или иного тех¬
нологического процесса.
До сих пор не определены минимальные величины
зарядов, создающие технологические помехи, так как
взаимосвязь между электростатическими помехами и
величиной заряда обусловливается не только особеннос¬
тями технологического процесса, но и физическими свой¬
ствами материалов, а также средой, в которой обраба¬
тывается продукт. В каждом конкретном случае пре¬
дельно допустимое значение зарядов СЭ, не создающих
технологических помех, определяется непосредствен¬
ными измерениями.
Физиологическое воздействие СЭ на организм чело¬
века может проявляться в форме малого тока, длитель¬
но протекающего через тело человека; кратковременно¬
го электрического разряда, а также электрического по¬
ля, действующего на организм человека.
Воздействие постоянного электрического тока на
тело человека ощутимо, когда его значение составляет
5—7 мд_ Токи статической электризации, как правило,
не превышают десятков микроампер. Однако эти токи
могут представлять собой вред для организма, если они
действуют в течение длительного времени.
Искра, проскакивающая между телом человека и за¬
ряженным объектом, вызывает испуг, сопровождающий¬
ся непроизвольными нескоординировапными движения¬
ми, что может привести к несчастному случаю.
42

Электрическое поле напряженностью 3-104 В/м и
выше может вредно сказываться на состоянии человека.
Способы защиты от статического электричества. Все
способы защиты от СЭ могут быть условно разделены
на две группы. К первой из них относятся способы, ис¬
пользование которых предотвращает накопление заря¬
дов СЭ на взаимодействующих телах. Сюда входят
заземление металлических и электропроводных неметал¬
лических элементов оборудования; увеличение поверх¬
ностей и объемной проводимости диэлектриков, а так¬
же другие способы, в том числе подбор контактных пар.
Вторая группа способов, не исключая возможности
накопления зарядов, предотвращает нежелательное или
опасное их проявление. В этом случае задача .решается
установкой на технологическом оборудовании нейтрали¬
заторов зарядов СЭ, а также другими способами, в том
числе проведением технологических процессов в средах,
в которых разряд СЭ не вызывает пожаров и взрывов.
Заземление. Все проводящее оборудование и электро¬
проводные неметаллические предметы должны быть за¬
землены независимо от того, применяются ли другие ме¬
ры защиты от СЭ.
Неметаллическое оборудование считается электроста¬
тически заземленным, если сопротивление растеканию
тока на землю с любых точек его внутренней и внешней
поверхности не превышает ІО7 Ом при относительной
влажности воздуха не выше 60%. Такое сопротивление
обеспечивает необходимое значение постоянной времени
релаксации в пределах десятой доли секунды в невзры-
воопасной и тысячной доли секунды во взрывоопасной
среде. Постоянная времени релаксации т связана
с сопротивлением R заземления предмета или оборудо¬
вания и его емкостью С соотношением т=ЯС.
Если емкость С мала, сопротивление растеканию то¬
ка может быть выше ІО7 Ом. Из этих соображений рас¬
считаны максимально допустимые значения заземляю¬
щих сопротивлений, приведенные в табл. 3.
Заземляющие устройства для защиты от СЭ должны,
как правило, объединяться с защитными заземляющими
устройствами. Принято, что сопротивление заземляюще¬
го устройства, предназначенного исключительно для за¬
щиты от СЭ, не должно превышать 100 Ом, хотя для от¬
вода малых зарядов СЭ вполне пригодно сопротивление
до ІО7 Ом.
43

Протяженная технологическая линия, включающая
трубопроводы, аппараты, станки, должна представлять
собой на всем протяжении непрерывную электрическую
цепь, которая в предалах цеха должна присоединять¬
ся к основному контуру заземления не менее чем в двух
местах.
Таблица 3
Среда
Сопротивление /?, Ом. при емкости
предмета С. Ф
10-и
10-ю
Взрывоопасная (т= 10~3 с)
10s
10’
Невзрывоопасная (т=10-1 с)
1010
10s
Присоединению к контуру заземления отдельным от¬
ветвлением подлежат аппараты, машины и устройства,
которые представляют собой источники интенсивной ге¬
нерации зарядов СЭ. Сюда относятся смесители, валь¬
цы, каландры, сита, дробилки, сливно-наливные устрой¬
ства и т. д.
Металлические вентиляционные короба и кожухи
термоизоляции трубопроводов и аппаратов в пределах
цеха должны быть заземлены через каждые 40—50 м.
Наливные стояки эстакад для заполнения железно¬
дорожных цистерн и рельсы железнодорожных путей в
пределах пункта сливно-наливных операций электричес¬
ки соединяются между собой и присоединяются к за¬
земляющему устройству.
Автоцистерны, танки наливных судов, самолеты, на¬
ходящиеся под наливом или сливом легковоспламеняю¬
щихся жидкостей или сжиженных горючих газов, зазем¬
ляются на весь период технологического цикла. Детали
машин и инструмент, подвергающиеся интенсивному
взаимодействию с. диэлектрическими поверхностями, не¬
обходимо заземлять.
Однако заземление далеко не всегда решает пробле¬
му защиты от СЭ. Так, например, заземление резервуа¬
ра, заполняемого наэлектризованной жидкостью, лишь
исключает накопление заряда, натекающего из объема
жидкости, на его стенках, но вовсе не ускоряет процесс
рассеивания заряда в жидкости. Тем не менее заземле¬
ние резервуара играет важную роль — оно исключает
44

возможность появления потенциала на стенках и разви¬
тие разрядов с резервуара на землю.
Эффективное отведение заряда с тела человека обес¬
печивает антистатическая обувь, сопротивление утечки
которой должно находиться в пределах ІО4—ІО7 Ом. При
этом пол также должен облачать достаточной электро¬
проводностью.
Пример. Стоящий человек представляет собой кон¬
денсатор емкостью 150-ІО-12 Ф. Найдем максимальное
суммарное сопротивление утечки обуви, носок и пола:
во взрывоопасной среде
тго,п=/?С=10-3 с;	/?=6,6-106 Ом;
в невзрывоопасной среде
Тдоп==Ю—1 с:	=6,6"10® Ом.
Экспериментально суммарное сопротивление опреде¬
ляют, принимая минимальное значение площади контак¬
та человека с проводящей поверхностью 20 см2.
Увеличение поверхностной и объемной электропровод¬
ности диэлектрика. Электропроводность диэлектрика оп¬
ределяет его способность отводить заряды СЭ, поэтому
повышение электропроводности является одним из эф¬
фективных средств борьбы с вредными проявлениями СЭ.
Известен ряд способов увеличения поверхностной и объ¬
емной электропроводности для твердых и жидких ди¬
электриков.
а)	Увлажнение воздуха. Повышение относительной
влажности воздуха до 65—75%. если это допустимо по
условиям технологического процесса, в ряде случаев су¬
щественно увеличивает поверхностную электропровод¬
ность диэлектрических гидрофильных материалов, обла¬
дающих способностью адсорбировать на своей поверх¬
ности очень тонкую пленку влаги. Эта пленка, как пра¬
вило, содержит некоторое количество ионов из загряз¬
нений, за счет которых обеспечивается поверхностная
электропроводность электролитического характера. Гид¬
рофобные материалы — сера, парафин, политетрафтор¬
этилен и др.—'даже в присутствии водяных паров не
обладают таким свойством. Зависимость удельного
поверхностного сопротивления ps от относительной влаж¬
ности воздуха В для некоторых материалов иллюстри¬
руется табл. 4. Как следует из таблицы, влияние влаж¬
45

ности на удельное сопротивление тем выше, чем боль¬
ше твердость материала.
Значения ps различных диэлектриков при В=100%
приведены в табл. 5.
Повышенная влажность в зоне взаимодействия элект¬
ризующих материалов создается путем общего или мест¬
ного увлажнения воздуха в помещении.
Практически увеличение влажности обеспечивается
распылением водяного пара или воды, циркуляцией
влажного воздуха и, наконец, свободным испарением с
больших поверхностей воды. При этом электризующиеся
поверхности обязательно должны иметь температуру ни¬
же температуры окружающей среды примерно на 10°С,
при которой пленка может сформироваться и удержать¬
ся на поверхности.
б)	Химическая обработка поверхности, электропро¬
водные покрытия. Увеличение поверхностной электро¬
проводности полимерных материалов может быть до¬
стигнуто химической обработкой поверхности кислотами
(например, серной или хлорсульфоновой кислотой).
В результате обработки поверхность полимера (поли¬
стирол, полиэтиленовые и полиэфирные пленки) окисля¬
ется или сульфируется. Установлено, что за время суль-
Т а блица 4
Материал
Твердость
по шкале
Мооса
Удельное поверхностное
сопротивление ps, Ом
в = о%
В = 98%
Политетрафторэтилен .....
1—2
5-10"
5-10"
Полистирол

2
5-10"
3-10"
Пресс-порошок на основе фе-
нолформальдегвдной смолы
К-221-34

2—3
7-10"
7-1014
Полиметилметакрилат

2—3
5-ІО15
1,5-10"
Аминопласт

3
6-1014
3-10"
Ультрафарфор

4—5
1-1016
1-10"
Плавленый кварц

7
1-10"
6,5-Ю10
Табл и ца 5
Материал
Ps. Ом
Материал
Ps, Ом
Политетрафторэтилен . .
Полистирол (листы) . . .
Этилцеллюлоза

3,6-10"
8,4-10"
1,3-10"
Полистирол (.питье) . .
Полиэтилен

Полиамид^ (найлон) . . .
2,4-ІО9
1,3-ІО9
3,8-10»
46

фирования (10—15 мин) удельное поверхностное сопро¬
тивление снижается до ІО6 Ом при относительной влаж¬
ности воздуха 75%.
Увеличение электропроводности изделий из полисти¬
рола и полиолефинов достигается также погружением
образцов в петролейный эфир при одновременном воздей¬
ствии ультразвуком. Поверхностное сопротивление об¬
работанных таким образом изделий составляет 10’° Ом
при относительной влажности воздуха 80%. Методы хи¬
мической обработки эффективны, но требуюг точного
соблюдения технологических условий.
В ряде случаев необходимый эффект достигается на¬
несением на диэлектрик поверхностной хорошо прово¬
дящей пленки. Исходными материалами для них могут
быть углерод, металлы или окислы металлов. Пленки на
углеродной основе представляют собой коллоидный уг¬
лерод, распыленный в жидкой среде, или мелко распы¬
ленный углерод (частицы меньше 1 мкм). Металличес¬
кие тонкие пленки получают распылением, разбрызги¬
ванием или испарением в вакууме.
Окисные пленки (пленки из окиси олова) применя¬
ются в производстве стекла с проводящей поверхностью.
Они создаются распылением хлористого олова на нагре¬
тую поверхность.
в)	Антистатические вещества. Поверхностную элек¬
тропроводность диэлектриков можно увеличивать путем
применения антистатических веществ, наибольший инте¬
рес из которых представляют так называемые гигроско¬
пические и поверхностно-активные вещества. Антистати¬
ческие препараты поглощают влагу и удерживают ее,
создавая на поверхности диэлектрика пленку влаги.
К числу гигроскопических веществ относятся многоатом¬
ные спирты (гликоль, глицерин, сорбит) и неорганичес¬
кие соли (СаСЬ, LiCl, MgClj). Наибольшее распростра¬
нение получают поверхностно-активные вещества
(ПАВ). ПАВ — вещества, способные адсорбироваться
на поверхности раздела фаз.
ПАВ наносятся на поверхность или внедряются в
в массу материала. Нанесение ПАВ на поверхность на¬
ходит применение в текстильной промышленности. Его
недостатком является непостоянство антистатических
свойств материала с течением времени. Преимуществом
метода внедрения ПАВ в массу вещества является боль¬
шая стабильность свойств обработанного полимера, что
47

Является результатом накопления ПАВ в полимерной
массе и постепенного перемещения его на поверхность.
Способность к восстановлению антистатических свойств
после обработки поверхности сильно зависит от структу¬
ры диэлектрика. Для каждого диэлектрика оптимальные
концентрации ПАВ различны.
Обычно применяют следующие концентрации ПАВ:
для полиэтилена низкого давления 0,05—0,1%, полиэти¬
лена высокого давления 0,2—0,3%, полипропилена 0,5%,
поливинилхлорида твердого 0,5—1,5%, полиакрила 2—
3%, полистирола 1,5—2,5%.
Особое место занимают антистатические присадки,
добавляемые в горючие диэлектрические жидкости с
целью снижения объемного удельного сопротивления.
В нашей стране такими присадками являются «Сигбол»,
а также ряд других веществ: олеат хрома, диолетсали-
цилат хрома, хромовые соли синтетических жирных кис¬
лот и др. (приложение 1). Введенные в жидкость в ко¬
личестве 10~4—ІО-6 частей по массе эти присадки су¬
щественно повышают объемную электропроводность.
Широкое применение в операциях по промывке деталей
нашли присадки «Аккор-1» и АСП-1. Будучи добавлена
в бензин или керосин, антикоррозийная присадка «Ак¬
кор-1» придает им антистатические свойства (10—15 г
присадки на 100 л жидкости). Присадка АСП-1, введен¬
ная в раствор натурального каучука в бензине в коли¬
честве 0,02% массы каучука, снижает удельное сопро¬
тивление раствора на три-четыре порядка.
г)	Электропроводящие наполнители. Электропрово¬
дящие наполнители (ацетиленовая сажа, алюминиевая
пудра, графит, цинковая пыль) вводятся в массу твердо¬
го диэлектрика для повышения объемной электропро¬
водности.
Лучшим наполнителем является ацетиленовая сажа,
20%-ное содержание которой в полимере снижает его
удельное сопротивление на 10 порядков, при этом меха¬
нические характеристики изделий (трубы из полиэтиле¬
на низкого давления) практически не меняются.
Электропроводящие резины получают введением аце¬
тиленовой сажи в массу материала (приложение 2). Са¬
жа меняет электропроводность резиновых изделий в ши¬
роких пределах, что отражено в табл. 6.
Из антистатической резины изготовляют клиновые
ремни, конвейерные ленты, рулонные покрытия для по-
48

Таблица 6
Вид резины
Удельное объемное
сопротивление, Ом-м
Проводящая . .
Антистатическая
Изоляционная .
До 5-ІО2
5-ІО2— 1 -10е
1 - ІО8—1 -10“
лов, автомобильные шины, обои, обкладки прядильных
и типографских роликов, детали пылесосов и т. д.
Разработана специальная рецептура маслобензо¬
стойкой электропроводящей резины, из которой изго¬
товляются, например, напорные рукава и шланги для
перекачки топлив и растворителей (приложение 3).
Нейтрализация зарядов на поверхности неэлектри-
зованного диэлектрика. Нейтрализация зарядов СЭ осу¬
ществляется путем ионизации воздуха и направленного
движения ионов к поверхности диэлектрика.
Применяют два способа ионизации воздуха: сильным
электрическим полем и радиоактивным излучением.
Устройства, ионизирующие воздух с целью нейтрали¬
зации электрических зарядов, называют нейтрализато¬
рами статических зарядов.
Принцип работы нейтрализаторов сводится к тому,
что они создают вблизи наэлектризованного диэлектри¬
ка положительные и отрицательные ионы. Ионы, имею¬
щие полярность, противоположную полярности заря¬
дов наэлектризованного материала, под действием
электрического поля оседают на поверхности диэлект¬
рика, нейтрализуя его.
По принципу действия нейтрализаторы подразделя¬
ют на нейтрализаторы коронного разряда (индукцион¬
ные и высоковольтные с питанием от постороннего ис¬
точника напряжения); радиоактивные с а- и р- излуче¬
нием; комбинированные; аэродинамические.
Индукционные нейтрализаторы статического элект¬
ричества (ИНСЭ) конструктивно наиболее просты. Они
состоят из несущих металлических, деревянных или ди¬
электрических стержней, на которых укреплены зазем¬
ленные острия, тонкие проволочки и т. д. (рис. 11).
Электрическое поле у электродов ИНСЭ создается
зарядами СЭ наэлектризованного материала. Под
действием сильного электрического поля вблизи
49

разрядного электрода происходит ударная ионизация, в
результате которой образуются ионы обоих знаков
(рис. 12).
Увеличения напряженности электрического поля, ко¬
торая определяет интенсивность ударной ионизации, при
прочих равных условиях добиваются в первую очередь,
за счет уменьшения радиуса кривизны разрядных элек¬
тродов и выбора оптимального расстояния между элек¬
тродами. Это обстоятельство положено в основу конст-
Рис. 11. Индукционные .нейтрализаторы СЭ.
Іа — игольчатые без экрана; 16 — игольчатые с экраном; 2 — щеточные; 3 —
проволочные; 4 — стержневые для жидкости; 5 — пилообразные; 6а — с сигна¬
лизацией о работе с помощью микроамперметра; 66— с сигнализацией о ра¬
боте с помощью неоновой лампы; / — игла-электрод; 2 — стержень; 3— экран;
4 — острие («щетка» )-электрод; 5 — проволока-электрод; 6 —- движущееся на¬
электризованное полотно; 11— микроамперметр; 12—неоновая лампа.
50

руктивного исполнения разрядных электродой индукци¬
онных нейтрализаторов (рис. 11).
Щеточные разрядные электроды с частым располо¬
жением проволочек обладают минимальной эффектив¬
ностью. Игольчатые электроды обладают более высокой
ионизационной способностью.
Наилучшая нейтрализующая способность игольчатых
электродов обеспечивается при отношении высоты игл
к расстоянию между ними 0,6—1,8 при длине игл не
менее 12—50 мм и диа¬
метре 0,5—1 мм. Опыт
показывает, что уменьше¬
ние угла заточки иглы
слабо повышает ток раз¬
ряда с иглы, особенно для
угла менее 60°.
Для увеличения эф¬
фективности действия
нейтрализатора следует
стремиться к сокращению
расстояния между кончи¬
ками игл и нейтрализуе¬
мой поверхностью до 5—
20 мм. Минимальное рас¬
стояние определяется
обычно амплитудой виб¬
рации материала. Укреп¬
ление игл на диэлектри¬
ке, обладающем высоким
Рис. 12. Схема нейтрализации за¬
рядов индукционным нейтрализа¬
тором.
1 — разрядный электрод; 2 — зона
ударной ионизации; 3 — наэлектризо¬
ванный диэлектрик; 4 — направление
движения диэлектрика.
сопротивлением, также способ¬
ствует повышению эффективности работы ИНСЭ, так
как при этом уменьшается емкость системы электродов
по отношению к заряженной поверхности и растет на¬
пряженность электрического поля у разрядных элек¬
тродов.
Нейтрализаторы снабжают обычно кожухами (рис.
11,^/б) для защиты обслуживающего персонала от слу¬
чайного прикосновения к электродам. Материал ко¬
жухов и их размеры оказывают существенное влияние
на эффективность действия нейтрализатора. Защитные
кожухи рекомендуется изготовлять из диэлектриков, а
края кожухов удалять от острий электродов не менее
чем на 50 мм.
Нейтрализаторы монтируются непосредственно перед
местом, где заряды создают технологические помехи,
51

Пли вблизи от места генерации зарядов. Окончательное
решение о целесообразности использования ИНСЭ при¬
нимают после определения с помощью измерений мест
интенсивной генерации зарядов, численных значений
плотности зарядов на поверхности и оценки их внешних
проявлений. Индукционные нейтрализаторы применяют
при .необходимости снизить заряд СЭ до такого значе¬
ния, когда технологические помехи от СЭ уже не возни¬
кают.
Индукционные нейтрализаторы не «снимают» пол¬
ностью заряд с перерабатываемого материала, причем
остаточная поверхностная плотность заряда на материа¬
ле за индукционным нейтрализатором составляет
(0,2—6) - ІО-6 Кл/м2.
При эксплуатации характеристики нейтрализаторов
ухудшаются, так как острия обрастают загрязнениями,
попадающими на них из окружающей среды. По этой
причине иглы нуждаются в периодической очистке. Эф¬
фективность ИНСЭ становится низкой, если в зоне его
расположения под нейтрализуемой поверхностью ди¬
электрика находятся проводящие заземленные элементы
оборудования, которые ограничивают действие ИНСЭ.
Нейтрализатор статического электричества в жидко-
сти (рис. 11, 4) представляет собой металлический ци¬
линдр с радиально расположенными стержневыми,
заостренными на концах разрядными электродами.
В каждом сечении соседние электроды смещены относи¬
тельно друг друга на 120°. Нейтрализатор врезается
в магистраль трубопровода в том месте, где необходимо
снизить заряд СЭ прокачиваемой жидкости.
Контроль за качеством работы нейтрализаторов осу¬
ществляется измерением тока с игл (рис. 11, 6а) или
подключением неоновой лампы в разрыв между иглами
и «землей» (рис. 11,66). Общим недостатком индукци¬
онных нейтрализаторов является то, что они начинают
работать только после достижения некоторой плотности
заряда на диэлектрике, обеспечивающей условия само¬
стоятельности разряда у острия. Для некоторых техно¬
логических процессов эта минимальная плотность заря¬
дов оказывается недопустимо большой, и поэтому
ИНСЭ здесь неэффективны.
Высоковольтные нейтрализаторы статического элек¬
тричества (ВНСЭ) отличаются от индукционных тем,
что коронирование разрядных электродов происходит
52

под действием высокого напряжения, подаваемого тіа
них от постороннего источника. Источник высокого на¬
пряжения входит в комплект нейтрализатора. Наличие
источника ВН обеспечивает устойчивую .генерацию ионов
независимо от наэлектризованное™ материала. Это
обстоятельство гарантирует достаточно высокую эффек¬
тивность ВНСЭ при любых, в том числе и малых, вели¬
чинах заряда на наэлектризованной поверхности.
В зависимости от формы и частоты питающего напря¬
жения ВНСЭ подразделяются на следующие виды:
постоянного напряжения;
переменного напряжения
промышленной частоты;
переменного напряжения
высокой частоты.
Характерная схема
ВНСЭ изображена на
рис. 13. При подаче высо¬
кого напряжения на раз¬
рядный игольчатый элек¬
трод в воздушном проме¬
жутке развивается корон¬
ный разряд, и около элек¬
трода возникают ионы
обоих знаков. Ионы,
имеющие знак, противопо¬
ложный знаку наэлектри¬
зованного материала, под
действием электрического
поля движутся в направ¬
лении заряженного ма¬
териала и оседают на нем, нейтрализуя поверхностный
заряд диэлектрика. Генерация ВНСЭ ионов обоих зна¬
ков не связана с плотностью заряда СЭ диэлектрика.
Форма питающего напряжения определяет конструк¬
цию разрядных электродов. Характерные конструкции
даны на рис. 14.
Максимальное расстояние между разрядным электро¬
дом и нейтрализуемым материалом, при котором нейтра¬
лизатор еще эффективен, может достигать 600 мм. Обыч¬
но рабочее расстояние принимается равным 200—300 мм.
Конструктивно нейтрализатор постоянного напряже¬
ния имеет два ряда стержней (рис. 14, 1г- 14, 26) .каж¬
дый из которых присоединен к различным полюсам
53
Рис. 13. Схема нейтрализации за¬
рядов высоковольтным нейтрали¬
затором.
1 — разрядный электрод; 2 — заземлен¬
ный электрод (кожух); 3 — источник
высокого напряжения; 4 — высоковольт¬
ный соединительный провод; 5 — на¬
электризованная поверхность; 6 — воз¬
душный промежуток, в котором разви¬
вается коронный разряд; 7 — силовые
линии ЭС поля наэлектризованного ма-
териала4

источника питания. Между стержнями укреплена изоля¬
ционная перегородка, препятствующая искровому раз¬
ряду между ними. Для создания одинаковых условий
нейтрализации положительно и отрицательно заряжен¬
ного диэлектрика щели в заземленном электроде (кожу¬
хе) имеют различную ширину: около отрицательных
разрядных электродов щель в кожухе в 1,1—1,3 раза
больше, чем около положительных.
Источники питания нейтрализаторов постоянного на¬
пряжения различных конструкций имеют выходное
напряжение 4—12 кВ, их мощность позволяет подклю¬
чать параллельно систему трубчатых нейтрализаторов об¬
щей длиной несколько метров. В цепи высокого напря¬
жения (рис. 14, 4) устанавливаются высокоомные сопро¬
тивления, ограничивающие ток замыкания через тело
человека до безопасной величины (десятки микроампер)
при случайном прикосновении к разрядным электродам.
Недостатками нейтрализаторов постоянного напря¬
жения являются сравнительно большие габариты за счет
наличия двух рядов разрядных электродов, относитель¬
ная сложность источника питания (трансформатор и
каскадный выпрямитель) (рис. 14, 4), а также возмож¬
ность перезарядки диэлектрика в случае отсутствия чув¬
ствительного регулятора эффективности действия ней¬
трализатора.
Нейтрализаторы переменного напряжения промыш¬
ленной частоты нашли наибольшее распространение.
Трубчатые нейтрализаторы имеют разрядные электро¬
ды игольчатой формы (рис. 14, 16, 1в, Зв) с централь¬
ным щелевым отверстием, в котором развивается ко¬
ронный разряд. Оптимальной является конструкция
с иглами длиной 8—10 мм и таким же расстоянием меж¬
ду иглами. Хорошо себя зарекомендовали в качестве
электродов стандартные стальные швейные иглы с ра¬
диусом закругления 50—70 мкм. Острие иглы и края
заземленного электрода (кожуха) располагаются в од-
Рис. 14. Конструкции и схемы включения высоковольтных нейтра¬
лизаторов.
Конструкции: Іа, 16, 1в, 1г, Id, le, lore — трубчатые; 2а, 2б, 2в— желобковые;
За, 36, Зе —схемы включения на переменном напряжении промышленной ча¬
стоты; За — ограничение тока к. з. активным сопротивлением; 36 и Зв —
емкостным сопротивлением; 4—иа постоянном напряжении; 5 — на перемен¬
ном напряжении высокой частоты; 1 — игла-электрод; 2 -металлическая обо¬
лочка-электрод; 3 — диэлектрический стержень; 4 - металлическая труба-элек¬
трод; 5 — металлический вкладыш-электрод; 6 — проволока-электрод; 7 — ме¬
таллический стержень-электрод.
55

ной плоскости, а щель заземленного электрода имеет
ширину 8—10 мм.
Размеры заземленных кожухов принимаются мини¬
мальными, чем достигается наибольший выход ионов
■к наэлектризованному диэлектрику. Промежуток -между
разрядными электродами и нейтрализуемым материалом
не должен превышать 250 мм. При большем расстоянии
нейтрализующая способность ВНСЭ переменного напря¬
жения резко снижается.
С увеличением питающего напряжения эффектив¬
ность нейтрализатора при прочих неизменных парамет¬
рах растет. При этом наибольшее напряжение ограничи¬
вается допустимым уровнем выделения в коронном раз¬
ряде озона и окислов азота. Слишком интенсивное
выделение озона и окислов азота, отрицательно действу¬
ющих на организм человека, рассматривают как основ¬
ной недостаток нейтрализаторов, питающихся от посто¬
ронних источников напряжения. Борьбу с этим вредным
явлением можно вести отсосом воздуха из корпуса
нейтрализатора.
Наряду с трубчатыми нейтрализаторами применя¬
ются также так называемые плоские нейтрализаторы
(рис. 14, Іа, 2а, 26, 2в) чаще всего на участках с повы¬
шенной загрязненностью окружающего воздуха. Откры¬
тое расположение игл обеспечивает легкий доступ к ним
и возможность очистки щеткой или сжатым воздухом.
Питающее напряжение нейтрализаторов переменного
напряжения промышленной частоты различных конст¬
рукций составляет 3—15 кВ. В качестве источника пи¬
тания могут быть рекомендованы высоковольтные транс¬
форматоры мощностью 5—10 Вт типа ТГ-1020, применя¬
ющегося в осветительных установках.
В высоковольтных электрических цепях ВНСЭ пере¬
менного напряжения предусматривают средства ограни¬
чения токов короткого замыкания (к. з.) для предотвра¬
щения поражения током обслуживающего персонала
в случае прикосновения к высоковольтному электроду.
С этой целью чаще всего разрядные электроды подклю¬
чают к выводу трансформатора через емкость для огра¬
ничения тока короткого замыкания до безопасной вели¬
чины (рис. 14, 36), Используют, кроме того, активные
сопротивления, которые снижают ток к. з. до 50 мкА
(рис. 14, За). В случае повышенной пожароопасности
производства каждый разрядный электрод имеет собст-.
56

венную емкостную связь (рис. 14, Зв), существенно сни¬
жающую энергию искрового разряда при к. з.
В СССР выпускают два типа нейтрализаторов пере¬
менного напряжения: нейтрализаторы ИН-5 и ЭН-500
СЭЛПА.
Нейтрализатор ИН-5 (московского завода «Контроль-
прибор») имеет две группы разрядных электродов же-
лобкового типа (рис. 14, 26). Коронирующие электроды
нейтрализатора выполнены в виде двух латунных поло¬
сок длиной 300 мм с укрепленными на них иглами вы¬
сотой 12 мм и расстоянием между ними 11 мм. Между
рядами игл расположен заземленный пластинчатый
электрод. Корпус, в который помещены электроды раз¬
рядника, выполнен из оргстекла или карболита.
Выходное напряжение питающего трансформатора
составляет 4,3 кВ. В высоковольтную цепь трансформа¬
тора включено защитное сопротивление 6 МОм.
Нейтрализатор типа СЭЛПА (объединения «Энерго¬
промавтоматика») (рис. 14, 2в) имеет корпус желобко-
вой формы с двумя трубчатыми заземленными электро¬
дами длиной 500—2000 мм. Коронирующие электроды
соединены с выходной обмоткой трансформатора через
разделительную емкость. В качестве питающего исполь¬
зуется трансформатор типа ТГ-1020.
На напряжении промышленной частоты работают
также нейтрализаторы скользящего разряда (рис.
14,3а). Высоковольтный электрод-стержень таких ней¬
трализаторов покрыт диэлектриком, поверх которого
с определенным шагом намотана тонкая заземленная
проволока. За счет значительной тангенциальной состав¬
ляющей напряженности электрического поля у прово¬
лочек вдоль поверхности диэлектрика развивается
интенсивный скользящий разряд, в результате которого
генерируются ионы обоих знаков.
Высокочастотные нейтрализаторы питаются от источ¬
ника переменного напряжения высокой частоты, и это
позволяет обеспечить малый ток к. з. с разрядных элек¬
тродов (несколько микроампер), что гарантирует макси¬
мальную безопасность обслуживания таких устройств.
Эффективность высокочастотных нейтрализаторов су¬
щественно ниже, чем нейтрализаторов переменного
напряжения промышленной частоты, из-за более интен¬
сивной рекомбинации зарядов, генерируемых в зоне
ионизации. Конструкции коронирующих электродов
57

могут быть различными. Одна из них представляет собой
изоляционную армированную трубку, в продольных пазах
которой натянуты заземленные проволочки. Под дейст¬
вием напряжения высокой частоты, приложенного
к электроду, расположенному по оси трубки, вокруг
заземленных проволок создается электрическое поле
с высоким значением напряженности на поверхности
проволочек, что вызывает интенсивную ионизацию воз¬
духа. Нейтрализатор работает эффективно при расстоя¬
нии от разрядника до поверхности не более 35 мм.
На рис. 14, 5 представлена одна из схем малогаба¬
ритного, надежного в работе высокочастотного генерато¬
ра, предназначенного для питания нейтрализатора. Па¬
раметры элементов схемы, приведенные на рис. 14, 5,
обеспечивают на электродах напряжение 5—30 кВ и ча¬
стоту колебаний 10 кГц, которая может быть увеличена
до 50 кГц подстройкой емкости конденсатора в выход¬
ном контуре.
К числу недостатков высокочастотных нейтрализа¬
торов относят сравнительную сложность источника пи¬
тания и ограничения в части длины подводящих прово¬
дов между источником напряжения и нейтрализатором,
так как с увеличением длины проводов возрастает ем¬
кость подводящей системы и, следовательно, нагрузка на
источник за счет протекания емкостных токов. По этой
причине высокочастотные нейтрализаторы имеют ограни¬
ченное применение.
Радиоактивные нейтрализаторы статического элек¬
тричества (РНСЭ) находят все более широкое распрост¬
ранение во взрывоопасных производствах химической
промышленности, в целлюлозно-бумажной, текстильной
и других отраслях промышленности, где недопустимо
применение высоковольтных источников и достаточно
небольших токов нейтрализации.
Эти нейтрализаторы просты в конструктивном отно¬
шении, не требуют источников питания. Выполняются
чаще всего в виде плоских длинных пластинок или ма¬
леньких дисков, одна сторона которых покрыта радио¬
активным материалом, вызывающим ионизацию возду¬
ха (рис. 15). Применяются нейтрализаторы с а- и р-из-
лучением.
Распространены нейтрализаторы с a-излучением, об¬
ладающим наибольшей ионизирующей способностью.
Одна а-частица создает на пути в 1 см в среднем при-
58

мерно 20 тыс. пар ионов. Глубина проникновения а-ча-
стіш в воздухе составляет в среднем 2,5—3,5 см, что
делает безопасным применение этого вида излучения для
обслуживающего персонала. Наибольшее распростране¬
ние получили a-источники на основе плутония-239.
РНСЭ с а-излучающими источниками (рис. 15, а)
представляют собой металлический контейнер, в котором
размещены держатели источников излучения, специаль-
Рис.
15. Радиоактивные и радиоактивно-индукционные нейтрализа¬
торы.
а, б — радиоактивные с а-излучающими источниками; в — с р-излучающими
источниками; г, д — радиоактивно-индукционный; / — активный препарат; 2 —
металлический контейнер; 3 — металлическая сетка; 4 — рукоятка; 5 — экран;
6— игла; 7—наэлектризованный материал; 8— направление движения мате¬
риала.
ным устройством поворачивающиеся на 180°. В рабочем
положении активная поверхность источника обращена
к наэлектризованному объекту через окно в контейнере.
В случае неподвижных держателей (рис. 15, б) окно
в контейнере перекрывается экраном.
Активная поверхность источника покрывается защит¬
ной электропроводной или изоляционной пленкой. За¬
щитная металлическая сетка служит для предохранения
активной поверхности источника от механических по¬
вреждений. Она заземлена и в случае покрытия актив¬
ного слоя изоляционной пленкой служит для создания
цепи тока ионов того же знака, что и знак заряда
наэлектризованного материала.
Ионизирующая способность 0-частиц примерно в 100
раз меньше, чем у а-часгиц. 0-частицы в воздухе облада¬
ют большей пропикающей способностью. Каждая 0-час-
59

тица создает в воздухе такое же количество ионов, как
и каждая а-частица той же энергии, но источник р-излу-
чения создает эти ионы в значительно большем объеме,
поэтому их концентрация существенно меньше. Примене¬
ние этих нейтрализаторов перспективно в установках, в
которых перерабатываются и транспортируются мелко¬
дисперсные вещества и гранулы полимеров (системы
пневмотранспорта, установки псевдокипящего слоя, при¬
емные бункера и т. д.).
Нейтрализаторы с p-излучением можно использовать
там, где достаточна небольшая эффективность иониза¬
ции (рис. 15, в). Среди р-излучателей широко распро¬
странены тритиевые источники. Подложки у тритиевых
нейтрализаторов изготовляют из молибдена, нержаве¬
ющей стали или меди; на подложки наносится слой ти¬
тана, насыщаемый тритием.
Перспективными р-излучателями с частицами боль¬
ших энергий являются нейтрализаторы СЭ, выполненные
на основе прометия-147, выпускаемого промышленнос¬
тью. Однако эти нейтрализаторы требуют специальной
радиационной защиты.
Основным недостатком радиоактивных нейтрализа¬
торов является малый ионизационный ток по сравнению
с другими типами нейтрализаторов. Тем не менее в ряде
производств, где плотности зарядов на материалах неве¬
лики, они успешно используются. Сравнительные харак¬
теристики различных типов нейтрализаторов, выпуск ко¬
торых налажен в нашей стране, приведены в табл. 7.
Комбинированные нейтрализаторы. Одним из путей
повышения эффективности действия РНСЭ является сов¬
мещение их с другими нейтрализаторами, например с
индукционным (рис. 15,г, д). Такие нейтрализаторы
(НРИ) также выпускаются промышленностью (табл. 7).
Индукционная часть НРИ монтируется первой по ходу
движения нейтрализуемого материала.
Аэродинамические нейтрализаторы. Действие этих
нейтрализаторов (АНСЭ) основано на том, что ионы, по¬
лученные в ионизирующей камере, подаются в зону ней¬
трализации зарядов потоком воздуха. Нейтрализующая
способность АНСЭ по сравнению с ранее рассмотрен¬
ными нейтрализаторами меньше зависит от расстояния
до наэлектризованного материала; от плотности заряда
СЭ; от степени запыленности среды в месте расположе¬
ния нейтрализатора.
60

Наибольший практический интерес представляют
ДНСЭ с использованием коронного разряда или радио¬
активного излучения. Вариант конструктивного исполне¬
ния АНСЭ приведен на рис. 16. Нейтрализатор состоит
из металлической трубки с патрубком, в который встав¬
ляется коронирующее устройство. Коронирующим элек¬
тродом является игла, закрепленная вместе с держате¬
лем в изоляторе. Воздух под избыточным давлением
Таблица 7
Технические данные нейтрализаторов статического
электричества
Тип
нейтрализатора
Принцип действия
Длина
рабочей
части, мм
Максимальный ионный
ток, А, на 1 см длины
при Е = 200 кВ/м
НР-1
а-излучение, плуто¬
ний-239
140
1,2-10’
НИР-1
Радиоактивно -индук¬
ционный
140
5-10-®
НР-3
а-излучение,	плуто¬
ний-239
210
1,2-10-’
НРИ-3
Радиоакт ивно- индук¬
ционный
210
5-10- =
НР-5
a-излучение, плуто¬
ний-239
350
1.2-10-’
НРИ-5
Ра ді іоактивно- индук¬
ционный
350
5- 10-s
НР-7
a-излучение, плуто¬
ний- 239
800
(0,6—0,9)-10-’
НР-8
То же
1000
(0,3—0,6)-10-’
НР-9
1200
(0,3—0,6)-10-’
НР-10
1400
(0,3—0,6)-10-’
HP-И
1600
(0,3—0,6)-10-’
HP-12
1000
(0,6—1,2)-10-’
HP-13
1200
(0,6—1,2)-10-’
HP-14
1800
(0,6—1,2)-10-’
НСЭ-140АТ-1
140
0,6-10-’
НСЭ-200А
200
0,5-10-’
НСЭ-210АТ-1
210
0,6-іо-’
НСЭ-350АТ-1
350
0,6-10-’
НСЭ-400А
400
0,5-10-’
НСЭ-ЮООБ
а-излучение, проме¬
тий-147
1000
(0,2—0,4)-10-’
НСЭ-1500
То же
1500
(0,2—0,4)-10-’
ЕСЭ-1800Б
1800
(0,2—0,4)-10”’
Тритиевые
P-излучение, тритий
—
(0.5— 1.2)-10-’
ИН-5
Коронный разряд
300
1,5-10-6
ЭН-500 СЭЛПА
То же	г
500
1 - ю-6
61

подается в нейтрализатор через редукционный клапан.
Контакты реле давления включены в рассечку первичной
обмотки питающего трансформатора. При уменьшении
давления внутри нейтрализатора ниже допустимого реле
обесточивает электрическую схему, что обеспечивает
взрывозащищенность АНСЭ.
При подаче напряжения на иглу в воздушном про¬
межутке развивается коронный разряд. Определенная
доля заряженных частиц из зоны коронного разряда ув¬
лекается потоком воздуха
через сопло и выносится во
внешнее пространство. Эф¬
фективный вынос ионов
обеспечивается при неболь¬
шом диаметре соплового от¬
верстия, возможно меньшем
расстоянии между кончиком
иглы и сопловым отверсти¬
ем, но не менее 1 мм, так
как при этом коронный раз¬
ряд становится неустойчи¬
вым. Избыточное давление
воздуха рекомендуется под¬
держивать не более 2,5—
3 кг/см2 для диаметра соп¬
лового отверстия, равного
2 мм, и расстояния между
игольчатым и заземленным
электродом 1,5—2 мм. В та¬
ком режиме выходной ток с
одного генератора ионов со¬
ставляет 10—12 мкА. При пи¬
тании иглы переменным на-
Рис. 16. Пневматический ней¬
трализатор зарядов СЭ.
1 — расширитель; 2 — патрубок; 3 —
игла; 4 — изолятор; 5 — высоко¬
вольтный провод; 6 —■ реле давле¬
ния; 7 — высоковольтный источник
питаиия.	пряжением этот ток умень¬
шается в 3—4 раза при про¬
чих равных условиях. Причиной уменьшения выходного
тока является существенная рекомбинация ионов вслед¬
ствие выноса с потоком воздуха ненов обоих знаков.
Аэродинамические нейтрализаторы могут работать
на основе использования в качестве ионизатора радио¬
активных элементов, что обеспечивает их взрывозащи¬
щенность при меньшей эффективности. Перспективным
является применение АНСЭ в аппаратах с псевдоожи¬
женным слоем в процессе сушки мелкодисперсных взры-
62

неопасных веществ, а также при пневмотранспорте по¬
добных веществ.
Выбор нейтрализаторов статического электричества.
При выборе нейтрализаторов анализируют их рабочие
характеристики, зависимость ионизационного тока от
напряжения между нейтрализатором и объектом и за¬
висимость плотности заряда на объекте за нейтрализа¬
тором от входной (начальной) плотности заряда. Как
правило, эффективнее тот
нейтрализатор, который
создает больший иониза¬
ционный ток при данном
напряжении, особенно
при низких потенциалах
заряженного тела. На
рис. 17 даны сравнитель¬
ные характеристики ха¬
рактерных типов нейтра¬
лизаторов, из которых
вицно, что наиболее мощ¬
ными являются нейтрали¬
заторы постоянного на¬
пряжения, затем следуют
переменного напряжения,
индукционные, высокоча¬
стотные и. наконец, ра¬
диоактивные.
Как правило, нет необ¬
ходимости в полном устра¬
нении зарядов СЭ с на-
Рпс. 17. Вольт-амперные характе¬
ристики различных типов нейтра¬
лизаторов.
I — нейтрализатор постоянного напря¬
жения; 2 — нейтрализатор индукцион¬
ный; 3 — нейтрализатор переменного
напряжения ; 4 — нейтрализатор высо¬
кочастотный; 5 — нейтрализатор радио¬
активный (а-излучение); / — иониза¬
ционный ток в промежутке «нейтрали¬
затор — электрод»;	U — напряжение
между электродом, моделирующим на¬
электризованный диэлектрик, и ней¬
трализатором; +, — — полярность элек¬
трода; длина нейтрализаторов 500 мм;
расстояние от нейтрализатора до элек¬
трода 25 мм.
эл ектризов энного	м ате-
риала. Всякий технологический процесс характеризуется
наибольшим значением заряда СЭ, при котором помехи,
обусловленные электростатическим взаимодействием,
еще не возникают. Поэтому можно говорить о допусти¬
мой плотности заряда оДОп на диэлектрике или о допу¬
стимой напряженности электрического поля Едоп, кото¬
рая для плоского диэлектрика связана с плотностью
заряда соотношением:
		1	Р
°ДОП 2 еео^ ДОП"
Таким образом, напряженность поля над материалом
Еь за нейтрализатором не должна превышать допусти¬
мую:
'ДОП-
63

До нейтрализатора Материал характеризуется на-,
чальной плотностью заряда он. При этом справедливо
соотношение
1	17
°н 2 66 А»
где Ен-—начальная
на поверхности диэлектрика.
Приведенные
напряженность
электрического поля
выражения справедливы при условии,
Рис. 18. Эффективность индукцион¬
ного нейтрализатора в зависимо¬
сти.
а — от скорости движения наэлектри¬
зованного материала (/—9; 2—23, 3—
35 м/мин); б — от высоты установки
над наэлектризованным материалом
(/ 5; 2—10; 3—20; 4—50 мм); в — от
расстояния до заземленной поверхности
(/-более 150; 2—70; 3 50; 4-30 мм).
Сведения о нейтрализаторе: рабочая
длина—150 мм; длина иглы — 30 мм;
расстояние между иглами—15 мм; диа¬
метр игл — 0,2 мм.
64
что заземленные объекты
удалены на большие рас¬
стояния.
Расчет режима ней¬
трализации заряда на
диэлектрике представляет
собой значительные труд¬
ности. Экспериментально
определяются рабочие ха¬
рактеристики нейтрализа¬
тора, выражающие зави¬
симость Е„=/(ЕН) для
различных нейтрализато¬
ров и режимов их работы
(при различных скоростях
движения материала, вы¬
сотах установки нейтра¬
лизатора над заряженной
поверхностью, расстояни¬
ях материала от зазем¬
ленной поверхности и
других факторах, влияю¬
щих на процесс нейтра¬
лизации) .
Рабочие характеристи¬
ки индукционного нейтра¬
лизатора (рис. 18) обна¬
руживают ряд особенно¬
стей:
а)	возможна переза¬
рядка поверхности мате¬
риала. Поэтому при рабо¬
те с сильно заряженным
материалом во избежание
этого явления целесооб-

разно устанавливать кончики игл на расстоянии не ме¬
нее 15 20 мм от диэлектрика. Эффективность индукци¬
онного нейтрализатора может существенно уменьшаться
при наличии заземленных частей вблизи места его уста¬
новки. Этот эффект сказывается при кратности расстоя¬
ния между наэлектризованным диэлектриком и ближай¬
шими заземленными деталями оборудования к расстоя¬
нию между иглами и диэлектриком менее 10. В этом слу¬
чае иглы нейтрализатора необходимо по возможности
приблизить к диэлектрику. Оптимальный промежуток
определяется экспериментально;
б)	нейтрализатор начинает активно работать при
средней напряженности электрического поля между
диэлектриком и нейтрализатором £„=90ч-100 кВ/м;
в)	рабочие характеристики нейтрализатора слабо за¬
висят от скорости движения материала в интервале ско¬
ростей перемещения материала;
г)	при вибрации сильно заряженного диэлектрика
может происходить существенное перезаряжение мате¬
риала в момент его прохождения вблизи игл нейтрали¬
затора.
Геометрические размеры нейтрализатора статическо¬
го электричества в жидкости (см. рис. 11, 4) выбирают¬
ся по следующим соотношениям.
Диаметр разрядной камеры нейтрализатора, м,
' Рмин
где Рмин, мкКл/м3,— минимальное значение входной
плотности заряда СЭ жидкости, поступающей в нейтра¬
лизатор, при которой необходимо, чтобы нейтрализатор
рассеивал 75% всех зарядов.
Длина разрядных электродов, м,
Ізл—0,5£).
Расстояние по длине нейтрализатора между сосед¬
ними электродами и от торцов разрядной камеры, м,
/і ~ (0,3—0,4) £).
Диаметр стыковочных патрубков, м,
0,257).
65

Рис. 19. Эффективность ней¬
трализатора ИН-5 в зависи¬
мости от скорости движения
наэлектризованного мате¬
риала (/—90; 2—140; 3—
230; 4—350 м/мии) при вы¬
соте установки над наэлек¬
тризованным материалом
35—40 мм.
Длина прямолинейного участка патрубка на входе
в нейтрализатор, м,
/ц.5* (2,5—3) d.
Длина камеры нейтрализатора, м,
(и+1)Zj,
где п число разрядных электродов. Обычно число раз¬
рядных электродов принимается равным 3—5. Чем боль¬
ше число электродов, тем ста¬
бильней работа нейтрализа¬
тора.
Высоковольтные нейтрали¬
заторы (рис. 19) могут еще
сильнее перезаряжать матери¬
ал. Влияние заземленных объ¬
ектов на эффективность ВНС
слабее — снижение эффектив¬
ности не имеет места при отно¬
шении расстояния между ма¬
териалом и ближайшими за¬
земленными деталями к рас¬
стоянию между иглами и ди¬
электриком, большем или рав¬
ном 2,5. Нейтрализаторы ИН-5
могут быть использованы при
скоростях движения материа¬
ла до 6—7 м/с.
Эффективность действия радиоактивных нейтрализа¬
торов в значительной мере зависит от скорости движе¬
ния материала. Ограниченные возможности радиоактив¬
ного нейтрализатора по току приводят к увеличению
остаточной плотности заряда с возрастанием скорости
перемещения диэлектрика.
Наибольшая эффективность радиоактивных нейтра¬
лизаторов имеет место при высоте установки нейтрали¬
затора, равной глубине активной зоны ионизации (для
плутония 30 мм, для трития 4 мм).
Точный аналитический расчет режима рассеяния
зарядов нейтрализаторами достаточно сложен. Упро¬
щенно процесс нейтрализации заряда единицы поверх¬
ности наэлектризованного материала описывается урав¬
нением
do
dt sec ’
66

где Л,±=еп±Л±— удельная объемная электропроводность
воздуха у поверхности материала, обусловленная поло¬
жительными объемными зарядами Z+ для отрицательно
заряженной поверхности диэлектрика или отрицатель¬
ными объемными зарядами для положительно заря¬
женной поверхности; е — заряд электрона; п± — концен¬
трация положительных или отрицательных ионов
у поверхности диэлектрика (определяется типом нейтра¬
лизатора); k± — подвижность положительных или отри¬
цательных ионов.
Максимальный ток нейтрализации зарядов, соответ¬
ствующий началу процесса, равен:
Г 	 .
1 макс	₽₽
где b — ширина зоны нейтрализации.
Средний ток нейтрализации, А/м, за время нахожде¬
ния материала в зоне нейтрализации заряда на единицу
длины нейтрализатора равен:
т )’
где ѵ — скорость перемещения материала; т=^в/ок —
коэффициент, показывающий, во сколько раз необходи¬
мо снизить величину начального заряда.
Коэффициент пг связан с временем пребывания
наэлектризованного диэлектрика в зоне нейтрализации
следующим соотношением:
т=е ее° ,
где t„=b/v— время пребывания материала в зоне
нейтрализации.
Значение тока нейтрализатора /н, обусловленного
движением заряженных частиц к поверхности наэлектри¬
зованного диэлектрика (берется табличное значение),
должно удовлетворять следующему неравенству:
/макс ^/н^/ср
или
Таким образом, в расчете исходными данными явля¬
ются Он, ѵ и т.
67

Задаваясь типом нейтрализатора, по известному п±
находят X. Далее по заданному т находят /н и опреде¬
ляют Ь. Число устанавливаемых последовательно по хо¬
ду движения материала нейтрализаторов равно:
N=b/d,
где d—ширина рабочей части одного нейтрализатора.
Если окажется, что Лг>1 и не является целым чис¬
лом, то количество нейтрализаторов, устанавливаемых
последовательно по ходу движения материала, выбира¬
ется равным ближайшему большему целому N. Расчет
закончен, если удовлетворяется условие /макс^/нЛ^/ср.
Изложенная выше приближенная методика приме¬
нима к другим нейтрализаторам при известном X
у наэлектризованной поверхности для данного типа ней¬
трализатора.
Характеристики комбинированного нейтрализатора
подобны аналогичным характеристикам высоковольтных
нейтрализаторов переменного напряжения промышлен¬
ной частоты, однако существенным преимуществом сов¬
мещения индукционного нейтрализатора с радиоактив¬
ным является отсутствие необходимости питания ней¬
трализатора от высоковольтного источника.
Некоторые другие способы защиты от статического
электричества.
а) Подбор контактных пар. В ряде случаев подбор
материала контактирующих поверхностей уменьшает ин¬
тенсивность генерации зарядов СЭ. При этом в некото¬
рых случаях идут по пути изготовления взаимодействую¬
щих поверхностей из однородных материалов. Для этого
части станка, с которыми взаимодействует перерабаты¬
ваемый материал, облицовывают тем же материалом.
На практике принятые меры далеко не всегда обеспечи¬
вают ожидаемый результат.
В текстильной промышленности при переработке хи¬
мических волокон положительных результатов добива¬
ются путем смешивания волокон из различных материа¬
лов, электризующихся зарядами противоположного зна¬
ка. Подбирая в определенных пропорциях смешиваемые
волокна, стремятся к тому, чтобы суммарный заряд был
минимальным.
Оптимальные пропорции смешиваемых волокон опре¬
деляются, как правило, опытным путем. Исходными
данными для подбора смешиваемых материалов являет-
68
ся так называемый электростатический ряд, в котором
материалы расположены в определенной последователь¬
ности. В начале этой последовательности находятся ма¬
териалы, приобретающие в результате контакта (напри¬
мер, с металлом) наибольший положительный заряд,
а в конце — наибольший отрицательный. В качестве при¬
мера приведен один из таких рядов.
Трибоэлектрический ряд по Лемике: Положитель¬
ный конец ряда — стекло — человеческий волос —
найлон — шерсть — шелк — вискоза — хлопок — бума¬
га — лубяное волокно — сталь — эбонит — ацетатный
шелк синтетическая резина — дакрон — орлон — са¬
ран — полиэтилен — отрицательный конец ряда.
Между силой трения и электростатическим зарядом
на перерабатываемом материале существует определен¬
ная зависимость: количество зарядов СЭ на обрабаты¬
ваемом материале увеличивается с увеличением силы
трения. В связи с этим плотность зарядов СЭ может
быть снижена за счет уменьшения силы трения. Сделать
это можно, например, уменьшая натяжение полотна,
нитей и т. д. Кроме того, для уменьшения заряда СЭ
необходимо стремиться к уменьшению площади контак¬
тов взаимодействующих поверхностей.
б)	Снижение скорости технологического процесса. Из¬
вестно, что при повышении скорости переработки воло¬
кон увеличивается заряд. Снизить величину заряда СЭ
путем уменьшения скорости переработки можно лишь
в том случае, если удельное электрическое сопротивле¬
ние меньше ІО8 Ом-ім. В некоторых случаях однозначная
зависимость между зарядом и скоростью переработки
нарушается, а иногда наблюдается увеличение заряда
с уменьшением скорости.
Максимально допустимые, безопасные в отношении
возможности воспламенения паров жидкости в прием¬
ном резервуаре режимы транспортировки нефтепродук¬
тов по длинным трубам диаметром 100—250 мм опреде¬
ляются из соотношения
о2б/<0,64,
где ѵ — линейная скорость жидкости в трубе, м/с; d —
диаметр трубы, м.
При наличии в магистрали трубопровода фильтров,
сепараторов и другого технологического оборудования,
расположенного на небольшом расстоянии от приемного
69

резервуара, режим транспортировки нефтепродуктов
выбирается из условия, чтобы плотность заряда на вхо¬
де в резервуар не превышала 30 мкКл/м3 при электро¬
проводности жидкости не менее 0,5 пкСм.
в)	Увеличение емкости системы. Повышение электри¬
ческой емкости системы в некоторых случаях дает ощу¬
тимый эффект. Принцип этой защиты заключается
в устранепии или ослаблении искрового разряда. Для
образования искры необходима определенная разность
потенциалов (минимальная 300 В), а чтобы искра смог¬
ла зажечь горючую смесь, она должна обладать опреде¬
ленной энергией (например, для паров бензина мини¬
мальная энергия составляет 0,2 мДж). Из двух электро¬
статических уравнений V=Q/C и IF=Q2/2C видно, что
величина потенциала и энергии обратно пропорциональ¬
на емкости С системы. Отсюда следует, что с увеличе¬
нием емкости данной системы уменьшаются потенциал
и энергия искры. Практически емкость системы увеличи¬
вают, приближая заземленные объекты к наэлектризо¬
ванному материалу. Например, устанавливают тонкий
заземленный металлический лист под движущимся заря¬
женным диэлектрическим полотном и т. д.
г)	Корректировка технологических операций. В ряде
случаев источником заряжения диэлектриков являются
технологические операции, сопутствующие основному
процессу.
Наиболее характерные из них —операции внутри ре¬
зервуаров, в которые поступает продукт. Внутри резер¬
вуаров может быть: а) разбрызгивание поступающей
диэлектрической жидкости; б) разбрызгивание во¬
ды, находящейся на дне резервуара, потокомпоступаю¬
щей жидкости; в) прохождение пузырей воздуха или газа
через слой жидкости или сыпучего материала; г) всклуб-
ливание пыли в бункерах; д) перемешивание жидко¬
сти и сыпучего материала внутри контейнера.
Внесение корректировки в эти операции ослабляет
опасные проявления СЭ, так разбрызгивание при запол¬
нении резервуаров исключается, если поток поступает
под уровень жидкости. С этой целью наливную трубу
опускают почти до дна резервуара, и струю направляют
вдоль дна, чем уменьшают турбулентность и перемеши¬
вание осадка на дне.
Всклубливание пыли в бункерах можно исключить
устройством скатов внутри бункера. Желательно, чтобы
70

сыпучий продукт был монодисперсным и однородным.
При большой неоднородности частиц по размерам вслед¬
ствие различной скорости осаждения возможно образо¬
вание двух разделенных в пространстве и противополо¬
жно заряженных облаков пыли, которые могут
способствовать развитию электрического разряда в аэро¬
взвеси.
д)	Проведение технологических процессов в средах,
в которых разряд СЭ не представляет опасности. В ря¬
де технологических процессов с легковоспламеняющими¬
ся веществами в химической промышленности трудно
предусмотреть мероприятия, исключающие опасное
искрообразование в результате электризации. В этих
случаях технологические процессы проводятся в услови¬
ях, при которых появление электрических разрядов не
опасно. Названные условия обеспечиваются заменой го¬
рючих сред негорючими; поддержанием концентрации
горючих сред вне диапазона взрываемости, а также про¬
ведением технологических операций в атмосфере газа,
не поддерживающего горения, например азота.
е)	Эксплуатация устройств защиты от статического
электричества. Устройства защиты от СЭ эксплуатиру¬
ются в соответствии с «Правилами защиты от статиче¬
ского электричества в производствах химической, нефте¬
химической и нефтеперерабатывающей промышленно¬
сти». Устройства защиты от СЭ (нейтрализаторы зазем¬
ления и др.) принимаются в эксплуатацию одновременно
с приемкой технологического и энергетического оборудо¬
вания в соответствии с требованиями, предъявляемыми
действующими нормами по приемке в эксплуатацию за¬
конченных строительством предприятий, зданий и соору¬
жений.
Электрические нейтрализаторы должны эксплуатиро¬
ваться в соответствии с прилагаемыми к ним «Правила¬
ми технической эксплуатации», «Инструкциями по экс¬
плуатации» и «Правилами техники безопасности при
эксплуатации электроустановок потребителей».
Особое внимание в ходе эксплуатации электрических
нейтрализаторов следует уделять состоянию поверхности
разрядных электродов.
Установка и эксплуатация радиоактивных нейтрали¬
заторов Всесоюзного объединения «Изотоп» должны
производиться в соответствии с инструкциями на них.
Радиоактивные нейтрализаторы других конструкций до-
71

пускаіотся к применению, если они удовлетворяют тре¬
бованиям «Санитарных правил по устройству и эксплуа¬
тации радиоизотопных нейтрализаторов статического
электричества с эмалевыми источниками альфа- и бета-
излучения №879-71», «Основных санитарных правил ра¬
боты с радиоактивными веществами и источниками
ионизирующих излучений № ОСП-72» и «Норм радиаци¬
онной безопасности НРБ-69».
Осмотр и ремонт нейтрализаторов должны произво¬
диться в соответствии с «Инструкциями по эксплуата¬
ции». График ремонта по возможности должен совме¬
щаться с графиком ремонта основного оборудования.
В случае более частых ремонтов на время ремонта уста¬
навливаются резервные нейтрализаторы.
Профилактический ремонт радиоактивных нейтрали¬
заторов сводится к следующему: не реже 2 раз в месяц
следует чистить активную поверхность источников, одно¬
временно проверяя наличие неисправностей. После сня¬
тия сетки поверхность источников протирают марлевым
тампоном, смоченным в спирте или бензине.
Запрещается протирать поверхность источников кис¬
лотами и щелочами. Особое внимание должно уделяться
отходам после чистки. Все отходы помещают в пласти¬
катовые мешки и сдают для захоронения на специаль¬
ные пункты, а если их активность не превышает пре¬
дельно допустимой, выбрасывают в неперерабатываемые
отходы.
Перечисленные работы целесообразнее выполнять,
прибегая к услугам специализированных организаций,
например специализированного управления по монтажу
и наладке радиационной техники.
Контроль состояния заземляющих устройств, предназ¬
наченных для защиты от СЭ, производится одновремен¬
но с проверкой основного заземления электрооборудо¬
вания цеховых установок в соответствии с ПТЭ и ПТБ
электроустановок потребителей.

Приложение 1
Удельное объемное электрическое сопротивление углеводородов и нефтепродуктов
при 25°С и концентрации присадки 0,01%
Присадка
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом-м j
Бензол '
Циклогексан 1
і
Изооктан
Бензин Б-70 '
Бензин А-66
Топливо ТС-1 1
Керосин осве¬
тительный
Без присадки

0,2- ІО12
0.28-1012
1,0-10’2
0,45-ІО’2
0,17-10’2
0,17-ІО’2
0,48-10”
Олеат хрома

0.24- 101а
0,12-10°
0,4.10°
0,59-10°
0,32-10s
0,50.10°
0,9-10°
Опеат кобальта ....
—
—
—
0,12-10°
0,11-10°
0,67-10°
0,71-10°
Нафтенат кобальта . . .
—
1,8-10’°
—
—
—
—
Нафтенат меди ....
0,14-1010
—
—
—
—
—
—
Соль	хрома СЖК
фр. С17*—С20 • ■ •	•
—
—
—
0,23-10°
—
0,25-10°
—
Соль хрома	СЖК
фр. С14 C\G .....
—
—
—
0,18-10°
—
0,25-10°
—
Олеатдисалицилат хрома
—
—
—
0,77-ІО8
—
0,12-10:
—
Днолат хрома дикетона
ферроцена

—
—
—
0,63-Ю8
—
0,15-10°
—
Диолат хрома дикетона
ЦТМ

—
—
—
0,14-10°
—
0,22-10°
—
Нафтенат хрома ....
1,1-10®
—
0,83 10°
0,45-10°
0,19-10°
—
—
Олеат меди ......
—
—
—
U,38-10°
0,4.10°
—
—

Приложение 2
Удельное объемнее электрическое сопротивление (рѵ, Ом-м) резин на основе различных
каучуков при наполнении их ацетиленовой сажей (АТ2-70)
Тип каучука
Содержание сажи в резиновой смеси (массовых частей на 100 массовых частей каучука)
0
20
30 1
40
Б0
60
70
80
90.
100
Бутадиеновый СКД . . .
1-10*»
11,2
2,0
0,61
0,32
0,22
0,13
0,10
0,07
0,04
Бутадпен-нитрильиый:
СКН-18

71510е
1.8-10’
107,2
32,0
3,35
0,44
0,29
0,17
0,10
0,05
СКН-26

2.3.10е
1,5-10’
92,4
4,4
0,82
0,32
0,24
0,14
0,10
0,06
СКН-26М

1,0-108
7.8.10*
10,2
1,8
0,51
0,28
0,18
0,10
0,07
0,05
СКН-40

1.5-10’
5.1 10’
59,7
2,9
0,61
0,85
0,12
0,10
0,07
0,05
Бутилкаучук

2.0-10"
98,0
3,5
0,87
0,89
0.21
0,13
0,10
0,07
0,04
Изопреновый СКИ-3 . .
3-Ю’2
5,9
1,1
0,54
0,25
0,20
0,11
0,09
0,06
0,03
Комбинация:
СКИ-З-СКД (50:50) . . .
1.5-10’2
3,5
0,95
0,48
0,21
0,18
0,09
0,08
0,05
0,03
Фторкаучук СКФ-26 . .
бЛ-Ю10
1,86
0,40
0,16
0,06
0,03
0.02
0,02
—
—
Хлоропреновый каучук
3,9-10’
4,54-10*
10,4
1,5
0,50
0.23
0.16
0,10
0,06
0,04
П ри м е ча ни я; 1. Электрическое сопротивление, Ом-м, резиис р^> 10* измерялось по ГОСТ 6433-71; при р^< 10* измерение проводи¬
лось потенциометрическим способом (методика МИТХТ им. М. В. Ломоносова).	_ „„«.ио
2. Удельное объемное электрическое сопротивление резин с сажей ПМ-100 имеет величину, в о—10 раз большую по сравнению с резинами,
наполненными ацетиленовой сажей.

Приложение 3
Физико-механические показатели проводящих
масло- и беизостойких резин
Показатели
Резиновая смесь на основе каучука*
СКН-18	1
СКН-26 1
Наирит КР
Пластичность по стандарту
0,15—0,20
0,13—0,18
0,2—0.4
Предел прочности при раз¬
рыве, Kicjct,^

130—150
150—180
90—120
Относительное удлинение,
®/о

350—400
380—440
400—500
Остаточное удлинение, %
4—12
6—15
20—30
Удельное электрическое со¬
противление , Ом - м, при
вулканизации:
в прессе

1,0-10-»
5,1-10-»
4-10-»
в котле

9,7
3.7-10»
6.0
Температура хрупкости, ®С
От —50
От —47
От —30
до 55
до —50
До —40
Набухание в течение 24 ч,
% по массе:
в бензоле при 25°С . .
80—90
60—80
90—120
в бензине БР1 при 25®С
0,5—1,0
До 0.6
5—8
в топливе Т-1 при 70®С
6—8
4—7
20—30
* В каждой смеси содержится 80 массовых частей ацетиленовой сажи.
Приложение 4
Определение склонности диэлектрических материалов
к электризации
Основными параметрами, характеризующими возможность элек¬
тризации материалов, являются удельная объемная и поверхностная
электропроводность. Чем выше удельное сопротивление, тем больше
опасность электризации материалов и длительного сохранения за¬
рядов СЭ. Пороговыми значениями, при которых возможно прояв¬
ление СЭ для твердых диэлектриков, следует считать удельное со¬
противление ІО8 Ом-м, для жидких ІО9 Ом-м.
Методы определения электрических сопротивлений твердых ди¬
электрических материалов регламентированы ГОСТ 6433.2-71,
жидких — ГОСТ 6581 -75. Измерение сопротивлений в соответствии
с названными ГОСТ выполняются при постоянном напряжении. При
протекании постоянного тока в ходе измерения электропроводности
в жидкости могут развиваться поляризационные процессы, происхо¬
дит электроочистка, в результате чего уменьшается количество носи¬
телей электрического заряда. Это обусловливает появление значи¬
тельной погрешности измерений, которая, если не приняты специаль¬
ные меры, может достигать 100% и более. Результат измерений
электропроводности будет существенно занижен. Для того чтобы
погрешность измерений электропроводности жидких диэлектриков
материалов свести к минимуму, необходимо соблюдение ряда тре¬
бований, которые ГОСТ не оговорены. К этим требованиям отно-
75

сятся:
1.	Тщательное изготовление изоляции измерительной ячейки,
которую рекомендуется делать нз кварца или фторопласта-4. Целе¬
сообразно использование измерительной ячейки типа ЭЖ-1, разрабо¬
танной ленинградским филиалом СКБ АНН (Специальное конструк¬
торское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии), для
измерения электропроводности жидких углеводородов. Перед прове¬
дением измерений ячейка должна промываться в следующей после¬
довательности: 2 раза в спиртобензольной смеси (1:1); 2 раза пет-
ролейным эфиром или другим легкокипящим углеводородом с по¬
следующей сушкой, после чего 3 раза ополаскивают исследуемой
жидкостью. Отмеренное количество пробы жидкости заливают во
внешний сосуд измерительной ячейки и затем плавно погружают
в него измерительный электрод с охранным кольцом.
2.	Измерения проводят сразу после залива пробы жидкости
в ячейку (исключение составляют масла и другие жидкости, обла¬
дающие большой вязкостью, в которых при заливе могут возникать
и длительно сохраняться пузырьки воздуха).
3.	Выполнение измерений при напряжении, подводимом к ячей¬
ке, не превышающем 1—2 В.
4.	Производить отсчет показаний по первому отклонению стрел¬
ки индикатора до максимума с момента подачи напряжения.
Измерения электропроводности производят не менее 3 раз
подряд, каждый раз заливая в ячейку новую порцию жидкости.
Результаты трех последовательных измерений не должны разли¬
чаться между собой более чем на +5%. В качестве прибора для
измерения электропроводности жидких диэлектриков рекомендуется
использовать терраомметр ЕК6-7, предназначенный для измерения
сопротивлений в диапазоне от ІО7 до ІО15 Ом. Погрешность прибора
не превышает +10%- Возможно также использование терраомметров
ЕК6-І1 и Е6-14. При проведении измерений ячейка с пробой жидко¬
сти помещается в экранирующую камеру.
Основные требования предъявляются к отбору проб жидкости
для измерения электропроводности. Отбор пробы осуществляют
в бутылку из светлого или зеленого стекла (коричневое стекло не
допускается) с помощью пробоотборника, выполненного в соответ¬
ствии с ГОСТ 2517-69. Бутылки для отбора проб моют горячей водой
со стиральным порошком, затем водопроводной водой, тщательно
сушат в сушильном шкафу и закрывают пробками, обернутыми алю¬
миниевой фольгой или полиэтиленовой пленкой.
Пробы жидкости, отобранные для измерения электропроводно¬
сти, хранению не подлежат. Измерение электропроводности должно
быть выполнено не позднее чем через 30 мин с момента отбора
пробы.
В таблице приведены данные по удельным сопротивлениям наи¬
более широко используемых веществ.
Применительно к твердым диэлектрикам помимо удельной элек¬
тропроводности для оценки электризуемости определяют начальную
плотность Со количества электричества на образце и время стекания
половины этого заряда тст (ГОСТ 16185-70). Испытания проводят
не менее чем на трех образцах без дефектов в форме дисков диа¬
метром 100 и толщиной 1 мм. Зарядка образца, измерение плотно¬
сти заряда и времени полуразряца производят на специальной уста¬
новке, схема и конструкция которой описаны в Справочнике по
электротехническим материалам под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Па-
сынкова, Б. М. Тареева, том 2 (М., Энергия, 1977 г.).
76

Таблица
Удельное объемное сопротивление наиболее широко
используемых веществ
Материал
Удельное
объемное
сопротивле- j
ние, Ом-м
Асбест
10*=
Ацетон
103
Бензин Б-70
Ю" —Ю1Е
Бумага (рисовая)
(2 — 8) 10’
Винипласт
10"
Глицерин
1,5-10s
Дерево сухое
Ю»— Ю*4
Дизельное топливо
10s — 1010
Древеснослоистые
10’ — ІО10
пластики
Камень пскусст-
10’ — 10"
веиный
Капр'лі
10*Е
Каучук натураль-
ный
10"— 10"
Керамические
ІО5 — 108
плитки
Керосин
10’ —10"
Линолеум
10’— 10’’
Найлон
10*’ — 10"
Пенопласты
10"— 10"
Материал
Удельное
объемное
сопротивле¬
ние, Ом-м
Поливинилхлорид
ІО*1
— 10"
Полиэтилен
1014
— 10"
Полипропилен
1014
— 10*®
Полистирол
ІО15
Реактивное топли-
ID"
— 10"
во ТС-1
Резины
10»-
-10*3
Смолы эпоксидные
10*3
— 10*4
Скипидар
10’
— к/
Стекло
10"
— 10*4
Стекловата
10’
— 10**
Стекло органиче-
10’
— 10"
с кое
Стеклопластики
10**
— 10"
С теклотекстолиты
10*’
— 10**
Толуол
10*’
— 10**
Уайт-спирит
10**
— 10*3
Углерод четырех-
10"
— 10*4
хлористый
Фенол
10*
Фторопласты
10*4
— 10"

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Статическое электричество в химической промышленности
Под ред. Б. И. Сажина. Л., «Химия», 1977.
2.	Правила защиты от статического электричества в производ¬
ствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей про¬
мышленности. М., «Химия», 1973.
3.	Черкасов В. Н. Защита взрывоопасных сооружений от мол¬
нии и статического электричества. М., Стройиздат, (1973.
4.	Гефтер П. Л., Журавлев В. С. Устройства нейтрализации за¬
рядов статического электричества на оборудовании для переработки
пластмасс и резины. М., ЦИНТИхимнефтемаш, 1973.
5.	Василенок Ю. И. Защита полимеров от статического элек¬
тричества. Л., «Химия», 1975.

ОГЛАВЛЕНИЕ	.
Предисловие	 З1
1.	Основные сведения о статическом электриче¬
стве 	 5"
2.	Способы измерений и приборы для оценки
■параметров, характеризующих статическую
электризацию диэлектриков	 20
3.	Защита от статического электричества в про¬
мышленности 	41
Приложения	73
Список литературы	78-

БОРИС КОНСТАНТИНОВИЧ МАКСИМОВ
АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ОБУХ
Статическое электричество в промышленности
и эвщита от него
Редактор Р. Д. Байкова
Редактор издательства Л. В. Копейкина
Обложка художника А. А. Иванова
Технический редактор Н. М. Бякирева
Корректор А. Д. Халанская
ИБ № 792
Сдано в набор 19.04.7® Подписано к печати 14.06.78 Т-11682
Формат 84ХЮ8І/М Бумага типографская № 2 Гари, шрифта
литературная Печать высокая Усл. печ. л. 4,2 Уч.-изд. л. 4,35
Тираж 30 000 эка.	Зак. 671	Цени 15’к.
’Издательство «Энергия», 113114, Москве, М-114, Шлюзовая наб., 10
Московская типография № 10 Союзполнграфпрома при Государ¬
ственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли. 113114, Москва, М-114, Шлюзо¬
сая наб., 10.

ЗАМЕЧЕІІНЫЕ ОПЕЧАТКА1
в книге b. К. Максимов, А. А. Об.х Сіаіпческос элскірпчес г ио в
промышленности и задана о г него
Страница
Спока
Напечатано
Доіжіл> быіь
9
У
(л аіис гпческос
Стаіичсское

15 к.

tfitPir М^ет.пиіосімі