Zašto šokantna odjeća, namještaj, automobil i okolni predmeti

Jedan od razloga ove neugodne pojave objašnjava se vrlo jednostavno. Naše tijelo je zanimljivo u pitanjima električne sigurnosti:

1. s jedne strane, s našim osjetilnim organima ne možemo prepoznati potencijal električnog napona u blizini;

2. istovremeno, ako padne pod njegovo djelovanje, dobivamo neugodne senzacije, ozljede, tragične ozljede.

U takvim je situacijama uobičajeno reći da smo šokirani. Pokušajmo otvoriti ovo pitanje detaljnije, sa stajališta elektrotehnike. Morat ćemo uzeti u obzir prirodu struje, svojstva našeg tijela, iskustvo nesreća koje su nakupili naši prethodnici, formulirano sigurnosnim pravilima.

Što je električna struja?

Naziva se uređenim (usmjerenim na određeni način) kretanjem najmanjih čestica s nabojima. Stvara se pod utjecajem primijenjenih vanjskih sila električnog polja.

Naplata je s pozitivnim i negativnim predznakom. Samo je negativni znak svojstven elektronima. Rupe u poluvodičima imaju pozitivan naboj, a ioni u plinovima i tekućinama mogu imati oba znaka. Nazivaju ih tako: anioni i kationi.

Električna struja nastaje u svim okruženjima: kruta, tekuća i plinovita. Najčešće se u praksi susrećemo sa strujom koja teče u metalima. Probudili smo se ujutro, upalili svjetlo, podigli telefon, otvorili hladnjak, počeli kuhati, otišli autom ili kolicima ... svugdje gdje radi struja.

Nositelji naboja u metalima su elektroni. Pomiču se, počevši od negativne elektrode i privlače pozitivnu.

Smjer struje smatra se suprotnim kretanjem prema njima.

U tekućinama i plinovima, osim elektrona, ioni djeluju kao nositelji električnih naboja, a proces njihovog stvaranja, na primjer, povezan s zagrijavanjem zraka, naziva se ionizacijom.

O protoku električne struje možemo prosuditi po sljedećim indirektnim znakovima:

1. dirigent se zagrijava;

2. kemijski sastav tvari duž koje se kreću naboji;

3. Stvara se polje sile koje djeluje na obližnje struje ili magnetizirane objekte.

Razlozi strujnog udara

Ljudsko tijelo ima vrlo složen skup tvari, ali može se predstaviti na nešto pojednostavljen način.

Količina tekućine u našem tijelu zauzima otprilike 60% ukupnog sastava i ovisi o dobi. Djeca imaju najviše vlage u tijelu, a s godinama se njezina količina smanjuje i dostiže 55% kod starijih ljudi.

Te činjenice pokazuju da je naše tijelo dobro vozilo. Kada se nalazi između dva različita naponska potencijala, kroz njega se stvara put za strujanje struje u tekućini. Njegova veličina može malo ograničiti lagani otpor kože ili odjeće.

Također je potrebno uzeti u obzir fiziološke karakteristike tijela. Sve se vrste mišića kontrahiraju pod utjecajem signala iz središnjeg živčanog sustava. Za to su uključene složene elektrokemijske transformacije. Izbacivanje vanjske energije u te procese dovodi do ozbiljnih oštećenja.

Vanjske električne struje koje prolaze kroz živi organizam zagrijavaju organe kroz koje teku, uništavaju strukturu fizioloških tekućina, mijenjaju kemijski sastav tkiva i oštećuju živčani sustav.

Posebnu opasnost stvaraju struje koje prolaze kroz srce. Oni mogu uzrokovati da se fibriliraju i zaustave.

A to se može dogoditi strujom od samo 50 miliampera ili 0,05 A.Za usporedbu: svjetiljka sa žarnom niti zahtijeva opterećenje dvostruko veće.

Najopasniji pravci struja kroz srce nastaju kada osoba dodirne različite potencijale s dvije ruke ili oblikuje kontakte lijevom rukom i desnom nogom. Električari koji rade pod naponom, čak i svim sredstvima električne zaštitne opreme, pokušavaju isključiti radne poze koje dopuštaju mogućnost struje koja teče tim stazama. (Radite desnom rukom, a lijevu držite u džepu.)

Odakle dolazi stres opasan za ljude?

U svakodnevnom životu, pa i u proizvodnji, uvijek postoje dvije vrste opasnosti:

1. statički elektricitet;

2. stacionarna električna mreža koja se napaja.

Treba imati na umu da u slučaju nužde na udaljenim mjestima električna struja može doći do osobe kroz zaobilazne struje za provođenje struje, na primjer, cjevovodi, fitinzi i metalne konstrukcije.

Priroda statičkog elektriciteta

Konstantno udišemo zrak, nalazimo u njegovom okruženju, a sastoji se od raznih plinova. Prevladavajući nosači naboja u njemu su pozitivno i negativno nabijeni ioni. Da bi se oni počeli kretati (struja je počela da teče), potrebno je osigurati njihovu akumulaciju na određenim objektima i nakon toga stvoriti put za ispuštanje opasnog potencijala.

U praksi se takvi procesi dešavaju vrlo često čak i bez našeg sudjelovanja na potpuno prirodan način. Činjenica je da su gotovo sve tvari na ovaj ili onaj način sposobne koncentrirati naboje električne energije na svojoj površini.

Poznato je da češljanje kose plastičnim češljem, kao i trljanje štapićem od ebanovine na vunu, elektrificira te predmete ili skuplja naboje na njima. Ta se sposobnost fizikalnih tvari naziva triboelektričnim učinkom. Karakterizira ga posebna ljestvica, ulomak iz kojeg je dan u nastavku.

 

 

Odakle dolaze statički naboji?

Kao što ovaj dijagram pokazuje, nošenje odjeće od prirodnog pamuka, korištenje predmeta od prirodnog drva i papira izrađenog od njega eliminira nakupljanje električnih naboja na ljudskom tijelu. Istodobno, rad s proizvodima od kože, vune i plastike dovodi do nakupljanja pozitivnog ili negativnog potencijala.

Zimi vrijedi staviti tople čarape od vune na noge i šetati malo tepihom ili linoleumom jer se na tijelu formira pozitivni potencijal visokog napona statičkog elektriciteta. Isti učinak osigurat će hodanje u običnim papučama s gumenim potplatom.

Zimi je zrak u sobama sušiji, a na tijelima nosimo više odjeće koja uzrokuje statičnost. Oba ova faktora doprinose povećanom nakupljanju naboja u hladnoj sezoni.

Predmeti od plastike, a to su prozori, razni spremnici, izolacija od pjene, skupljaju negativne naboje.

Akumulacija potencijala naboja doprinosi:

• betonske ploče građevinskih konstrukcija;

• povećana suhoća zraka, karakteristična za visoke zgrade zimi.

U normalnom stanju ostatka tvari, naboji obično dolaze u ravnotežu. No, vrijedi ih dovesti u pokret: pomičite, rotirajte, trljajte jedna o drugu površinom, kako započinje proces elektrifikacije. Ostali čimbenici također uzrokuju to, na primjer:

• oštri predmeti za grijanje i hlađenje;

• ozračivanje iz različitih izvora elektromagnetske energije;

• drobljenje, rezanje na manje dijelove.

Tijekom elektrifikacije istodobno se odvijaju dva procesa: nakupljanje i otjecanje naboja. No, prvo napreduje mnogo brže i stoga prevladava. Zbog toga se naboji nakupljaju na vanjskoj površini tvari i formiraju prilično velike potencijale.

Industrija proizvodi uređaje koji nam omogućuju procjenu njihove vrijednosti. Provedena kontrolna mjerenja od strane stručnjaka pokazala su sljedeće brojke:

• potencijal tijela osobe koja hoda u vunenim čarapama na tepihu dosegao je 6 kV;

• karoserija automobila koji vozi po suhom asfaltu napunjena je do 10 kV;

• pojas koji prenosi rotaciju između dva remenica u mehaničkom pogonu dobio je potencijal od oko 25 kV.

Takve visoke vrijednosti napona najčešće u normalnim uvjetima teku u malim iskričavim pražnjenjem, uzrokujući smanjenje performansi, peckanje, trnce kože, konvulzivne pokrete udova. Niska struja takvih pražnjenja objašnjava se malom snagom izvora i velikim električnim otporom zraka.

Međutim, one mogu izazvati požar u kontaktu s medijem napravljenim od zapaljivih tekućina i plinova.

Uz to, statički ispusti predstavljaju veliku opasnost za elektroničku opremu. Vrlo često oštećuju tranzistore sa efektom polja, mikrocirke i logičke blokove vrlo osjetljive na struju. Dovoljno je da ih slučajno dodirnete, stvarajući put za trenutnu odvodnju, jer će to nanijeti štetu skupoj opremi.

Naboj potencijala visokog napona akumuliran na čovjekovoj odjeći, kroz ukupni otpor njegovog tijela i kontaktnog područja, počinje impulsno strujati kroz strukturu poluvodičkih elemenata. U tom slučaju struje u prvih 10 milisekundi dosežu maksimalnu vrijednost, a zatim se počinju postupno smanjivati.

Struja pražnjenja takvog impulsa ne može uzrokovati samo očiglednu štetu elektroničke opreme kada potpuno izgubi funkcionalnost, već i stvoriti skrivene nedostatke koji malo narušavaju izlazne parametre. U ovom se slučaju fino podešeni krug deregulira i njegov rad ne uspijeva.

Zaključujemo: potrebno je izbjeći gomilanje statističkih naboja i poduzeti mjere za smanjenje njihovih štetnih učinaka.

Načini za smanjenje statičkih pražnjenja

Najpristupačnija metoda je povećati vlažnost u sobi. Stvara najbolju električnu vodljivost medija, ubrzava protok naboja.

Stoga je održavanje optimalne vlažnosti zraka u dnevnim sobama s raznim ovlaživačima jedna od popularnih metoda borbe protiv statičke temperature. Najviše proračunska opcija ove metode je postavljanje navlažene tkanine na grijaće baterije, iz kojih vlaga isparava.

Smanjenje učinka statičkog elektriciteta omogućava obradu zraka posebnim aerosolom koji sadrži kemijske reagense koji poboljšavaju vodljivost medija. Prodaju se u bočicama s raspršivačima ili u obliku tekućina dodanih tijekom pranja tijekom ispiranja rublja.

Često prozračivanje prostorija također smanjuje suhi zrak.

Cipele koje stalno nosimo na ulici često imaju gumene ili plastične potplate. Ona dobro akumulira statičke naboje prilikom hodanja. Za uklanjanje njihovog utjecaja omogućuju posebne uloške od prirodnih materijala.

Međutim, najbolji rezultat borbe protiv statičkih naboja daje pravilno organiziran sustav izjednačavanja potencijala, u kombinaciji s petljom za uzemljenje stana. Stvara se jednom, i djeluje stalno, ublažavajući umor, normalizirajući pritisak i podižući raspoloženje.

Prilikom popravljanja elektroničke opreme koristite uzemljene narukvice, set antistatičke odjeće i obuće.

Statički naboji koji se nakupljaju na tijelu automobila u pokretu uklanjaju se posebnim "antistatičkim" remenima koji su pričvršćeni na karoseriju automobila i stvaraju lanac ispuštanja opasnog potencijala na tlo.

Međutim, takvi dizajni nisu visoko učinkoviti, već djelomično rješavaju svoj problem uklanjanjem samo dijela opasnog naboja. Da bi dobro funkcionirali, potrebno je ponoviti uzemljenje vozila koja prevoze zapaljive tekućine, a koje stvaraju metalni lanci.

Stoga vodeći proizvođači automobila integriraju prikladne uređaje u automobil koji im omogućuju uklanjanje naboja izvodeći mehaničke radnje na komandama prilikom otvaranja i zatvaranja vrata, okretanja upravljača i pomicanja gumba prijenosa. Na fotografijama su prikazane u svijetlo zelenoj boji.

Zašto je stacionarna električna mreža šokantna?

Pravila električne sigurnosti predviđaju sve moguće slučajeve sprečavanja strujnog udara. Treba ih proučavati i provoditi u praksi.

Međutim, u svakodnevnom životu ih osoba krši iz različitih razloga, uključujući neznanje. Stoga ćemo ukratko razmotriti osnovne principe za izgradnju automatskih zaštita koje osiguravaju sigurnost ljudi u domaćem okruženju.

Zaštita od prekidača

Moderni strojevi proizvedeni su u modularnom dizajnu da istovremeno obavljaju dva zadatka:

1. najbrže gašenje nastalih struja kratkih spojeva, koje predstavljaju najveću opasnost za ljude;

2. uklanjanje zagušenja mreže koje mogu oštetiti opremu.

Oni se eliminiraju s vremenskim kašnjenjem.

Na primjer, ako malo dijete uzme dva čavala i utakne ih u mrežnu utičnicu, tada ga može spasiti samo brzo isključivanje struje u slučaju nužde koju stvara prekidač.

U ovom slučaju električna utičnica obavlja svoju namjenu i podnosi strujni udar, a stroj spašava žrtvu od tragičnog ishoda.

Zaštita od curenja

Kada dođe do oštećenja električne izolacije bilo kojeg kućanskog aparata i potencijal mreže padne na njegovo provodljivo kućište, stvara se opasna situacija. Osoba koja slučajno dodirne oštećenu opremu udara strujni krug duž kruga kojeg je stvorilo njegovo tijelo do zemljine konture.

Prekidač u većini tih slučajeva možda neće raditi, a zaštitu mora obaviti RCD ili difavtomat koji reagiraju na kršenje trenutne ravnoteže u kontroliranom krugu.

Zaštita od struje munje

Nesreća povezana s prirodnim katastrofama može se dogoditi u bilo kojem nepovoljnom trenutku. Zaštita od izravnih udara groma u zgradu dodijeljena je gromobranu, slavini za opasno pražnjenje i uzemljenoj petlji.

Ako munja uđe u kuću za napajanje nadzemnog voda, onda njen ogromni potencijal također može preći u stan. Zaštita je u ovom slučaju dodijeljena odvodnici i SPD-ovi.