ELECTRICITATEA STATICA

1.INTRODUCERE

Electricitatea statica este un fenomen des intalnit in practica. Ea poate sa fie parte a unui proces tehnologic cum este de exemplu vopsirea in camp electrostatic, tiparirea, sortarea materialelor in camp electrostatic, . De cele mai multe ori, insa, electricitatea statica poate sa apara ca un fenomen nedorit, intamplator care poate constitui un risc (incendii si explozii, detonarea intempestiva a capselor detonante electrice, actionarea intempestiva a aparaturii sensibile de comanda si control, soc electric la persoane)     sau poate produce deranjamente in procese de prelucrare a materialelor, de exemplu, datorita lipirii foliilor.

De asemenea, electricitatea statica poate duce la deteriorarea dispozitivelor electronice pe durata fabricarii, manipularii sau utilizararii lor

Problemele ce decurg din electricitatea statica sunt cauzate in general de materialele neconductoare/electroizolante care se pot electriza cu usurinta , pot acumula si retine sarcinile pe o perioada indelungata si apoi pot descarca aceste sarcini cu o energie suficient de mare ca sa cauzeze un risc. Descarcarile partilor conductive incarcate, izolate, pot duce la scantei incendive, dar acestea pot fi prevenite cu usurinta prin legare la pamant.

Intre riscurile care pot sa fie generate de electricitatea statica, acela de initiere a unei atmosfere explozive sau a explozivilor propriu-zisi ocupa un rol important inrucat exploziile pot duce la imense pagube materiale si la pierderi de vieti omenesti.

2. FORMAREA, ACUMULAREA SI DESCARCAREA SARCINILOR ELECTRICE

Mecanisme de electrizare:

- electrizarea prin contact ;

- prin influenta (inductie).

Valoarea potentialului conductorului izolat este data de relatia:

V = I R (1 - e^-I/R)

unde:

V - potentialul conductorului (V);

C - capacitatea electrica (F);

R - rezistenta electrica de scurgere la pamant (W

I - curentul de incarcare electrostatica (A);

t - timpul de la inceperea incarcarii.

V_max = I R

Frecarea, un caz particular al electrizarii de contact este adesea responsabila de electrizari majore care duc la riscuri deosebite in prezenta unei atmosfere explozive sau a altor dispozitive de siguranta sensibile.

Fig 3 Exemple de electrizare

Principalii factori care determina gradul de electrizare a materialelor /produselor prin frecare sunt: natura materialelor, suprafata de contact, presiunea de contact, viteza de deplasare relativa, frecventa/durata frecarii si conditiile de mediu.

TIPURI DE DESCARCARI ELECTROSTATICE

Sarcina acumulata pe un solid sau pe un lichid creeaza pericol doar daca aceasta este transmisa pe un alt corp sau catre pamant. Aceste descarcari variaza mult ca tip si grad potential de initiere.

Scanteile

O scanteie reprezinta o descarcare intre doi conductori solizi sau lichizi. Se caracterizeaza printr-un canal de descarcare luminos foarte bine definit ce transporta un curent cu densitate mare. Ionizarea gazului din canal este completa pe toata lungimea sa. Descarcarea este foarte rapida si de mare intensitate.

O scanteie are loc intre doi conductori atunci cand intensitatea campului dintre ei depaseste puterea electrica a atmosferei. Diferenta de potential dintre conductori necesara pentru a produce declansarea depinde atat de forma cat si de distanta dintre conductori. De exemplu, intensitatea campului de descarcare necesara pentru suprafete plane sau cu raza mare de cel putin 10 mm fiecare este de cca. 3 MVm^-1 pentru cazul aerului normal si creste odata cu descresterea distantei dintre ele.

Deoarece obiectele intre care se formeaza scanteia sunt conductori, majoritatea sarcinii stocate trece prin scanteie. In practica, aceasta disipeaza majoritatea energiei stocate. Energia scanteii intre un corp conducator si un obiect legat la pamantare bun conducator poate fi calculata utilizand formula de mai jos:

W = ˝ QV = 1/2CV²

unde:

W este energia disipata,in jouli;

Q este cantitatea de sarcina a conductorului,in coulombi;

V este potentialul,in volti;

C este capacitatea ,in farazi.

Aceasta este valoarea maxima a energiei iar energia din scanteie este mai mica daca exista o anumita rezistenta in calea de descarcare la pamant.

Valorile tipice pentru capacitatile conductorilor sunt date in tabelul 1.

Tabelul 1:Valorile capacitatilor pentru conductori tipici

* 1 pF = 1x10^-12 F

Exemplu de calcul a energiei de descarcare a scanteii:

O toba metalica nelegata la reteaua de pamantare este umpluta cu praf de la o unitate de maruntit. Intr-o astfel de situatie; curentul de incarcare I, poate fi 10^-7 A; o rezistenta de scurgere la pamant a tobei R, 10¹¹ W; iar capacitatea sa C = 50 pF. Tensiunea maxima pe toba va fi:

V_max = IR = 10 kV

si energia maxima eliberata la descarcarea scanteii este:

W_max = 1/2CV²_max= 2,5 mJ

Corona

Acest tip descarcare are loc in zonele ascutite sau la marginile conductorilor, de exmplu suprafete cu o raza mica de curbura. Corona poate avea loc cand un astfel de conductor este legat la pamant si miscat in directia unui obiect puternic incarcat sau daca i se mareste foarte mult potentialul conductorului. Descarcarea are loc datorita faptului ca, campul electric in zona suprafetelor ascutite este foarte ridicat (> 3 MV/m). Deoarece campul situat mai departe de respectiva suprafata scade rapid zona de ionizare nu se intinde departe de acest camp. Poate fi directionat catre obiectul cu sarcina sau , in cazul unui conductor cu potential ridicat, poate fi directionat in directia opusa conductorului.

Descarcarile de tip Corona sunt dificil de observat dar in situatia unei lumini difuze se poate observa o mica palpaire langa respectivul punct. In afara acestei regiuni ionizate,ionii se pot imprastia, polaritatea lor fiind dependenta de directia campului. Densitatea energetica din descarcare este mult mai mica comparativ cu cea de la descarcarea de tip scanteie si de aceea descarcarile de tip Corona nu prezint pericol de initiere de incendii. Totusi in unele situatii, de exemplu, daca se inregistreaza o crestere a potentialului conductorului ascutit, efectul Corona se poate transforma intr-o scanteie intre respectivul conductor si un alt obiect.

Descarcari de tip perie

Aceste descarcari pot avea loc atunci cand conductori rotunzi (opusi celor ascutiti) legati la reteaua de pamantare sunt deplasati catre obiecte incarcate cu sarcina,slab conducatoare, de exmplu, intre degetul unei persoane si o suprafata de plastic.

Aceste descarcari au o durata scurta,in conditii normale si pot fi observate si auzite. Spre deosebire de descarcarile tip scanteie, aceste descarcari au tendinta de a implica doar o mica parte din sarcina asociata cu sistemul iar descarcarea nu leaga doua obiecte. In ciuda acestui fapt, descarcarile de tip perie pot aprinde gazele si vaporii cei mai inflamabili. Nu exista nici o dovada totusi care sa demonstreze ca pulberile, chiar si cele mai sensibile, pot fi aprinse de descarcarile de tip perie.

Descarcarile tip perie de propagare

Pentru acest tip de descarcare este necesar sa existe o coala (un strat) de material de mare rezistivitate si cu o rezistenta dielectrica mare cu cele doua suprafete puternic incarcate cu sarcina dar de polaritate opusa.

Descarcarea este initiata de o conectare electrica (scurtcircuit) intre cele doua suprafete. De cele mai multe ori are o forma arborescenta stralucitoare si este insotita de un zgomot puternic. Coala de material incarcata bipolar poate fi "libera in spatiu" sau, de cele mai multe ori, sa aiba o suprafata cu un contact intim cu un material bun conducator (in mod normal legat la reteaua de pamantare).

Scurtcircuitul poate fi obtinut prin:

strapungerea suprafetei (mecanic sau cu un echipament electric);

prin apropierea ambelor suprafete simultan de doi electrozi conectati electric;sau

atunci cand una din suprafete este legata la reteaua de pamantare atingand cealalta suprafata cu un conductor legat la reteaua de pamantare.

Descarcarea aduna cea mai mare parte din sarcinile distribuite de pe suprafetele slab conducatoare si la canalizeaza acolo unde are loc scurtcircuitul. Conditiile necesdare pentru acest tip de descarcare pot fi destul de dificil de indeplinit, in special pentru cazul colilor groase. In majoritatea situatiilor o grosime mai mare de 8 mm este suficienta pentru a preveni descarcarile de tip perie de propagare. Pentru colile mai subtiri de aceasta valoare, este necesara o densitate de sarcina de suprafata de cel putin 2,5x10^-4 C/m².

O alta cerinta este aceea ca tensiunea de rupere prin materialul izolator sa fie mai mare de 4 kV. Aceasta inseamna ca sarcina pe straturile de vopsea nu da nastere in mod normal la descarcari de tip perie de propagare.

Nota:-trebuie avuta mare atentie atunci cand se utilizeaza criteriul de 4 kV. De exemplu straturile groase de materiale tesute sau poroase pot rezista la tensiuni mai mari de 4 kV dar nu genereaza descarcari de tip perie de propagare daca nu au incorporat un strat de material etans, de exemplu unul capabil sa reziste la tensiuni mai mari de 4 kV.

Energia eliberata in cursul unor astfel de descarcari poate fi mare (1 J sau mai mare); depinde de zona, grosimea si densitatea de sarcina de suprafata a colii incarcate. Descarcarile pot provoca aprinderea gazelor explozive, a vaporilor sau a atmosferelor incarcate cu praf.

Descarcari de tip fulger

In principiu aceste descarcari au loc in interiorul norilor de praf sau de la norii de praf catre pamant atunci cand intensitatea campului este destul de ridicata datorita particulelor de sarcina. Astfel de descarcari de tip fulger au putut fi observate in norii de cenusa in timpul eruptiei vulcanilor. Aceste descarcari sunt in mod evident capabile sa aprinda prafuri usor inflamabile, dar nu au fost niociodata observate in norii de praf ce iau nastere in timpul operatiilor industriale.

Conform investigatiilor experimentale este putin propabil ca aceste descarcari sa aiba loc in interiorul silozurilor cu un volum mai mic de 60 m³ sau in silozuri cu un diametru mai mic de trei metri indiferent de inaltime. Aceste dimensiuni nu reprezinta in mod necesar limitele de maxime de securitate, aceste dimensiuni au la baza marimea echipamentului utilzat in investigatiile mai sus mentionate.

Este putin probabil ca aceste descarcari sa aiba loc in silozuri mai mari sau containere deoarece intensitatile campului raman mai mici de 500 kV/m.

Descarcarile de tip con

Atunci cand silozurile sau containerele mari sunt umplute cu un praf puternic incarcat, slab conducator, se genereaza o zona de densitate mare de sarcina de spatiu in interiorul gramezii de praf. Acest lucru conduce la aparitia unor campuri electrice in partea superioara a gramezii. In aceasta situatie au fost observate descarcari importante (de forma radiala in cazul containerelor cilindrice) de-a lungul suprafetei.

Conditiile necesare pentru acest tip de descarcare sunt foarte complexe; factorii cei mai importanti sunt rezistivitatea prafului vrac, curentul de incarcare, volumul si geometria prafului vrac si marimea particulei. S-a constat ca pot fi aprinse atmosferele cu gaze si vapori inflamabili cat si atmosferele incarcate cu praf combustibil sensibil.

Pe baza ultimelor rezultate obtinute energia medie eliberata in timpul unor astfel de descarcari depinde de diametrul silozului si marimea particulei ce formeaza gramada de praf. Pentru silozuri cu diametre cuprinse intre 0,5 si 3 m si marimea granulelor de praf intre 0,1 si 3 mm energia eliberata de descarcarile de tip con poate fi estimata cu urmatoarea formula:

W = 5,22 × D^3,36 × d^1,46

unde:

W este limita superioara a energiei descarcarii de tip con,in mJ;

D este diametrul silozului bun conducator legat la reteaua de pamantare, in m;

d este diametrul mediu al granulelor de praf ce formeaza conul, in mm.

Dupa cum rezulta din formula de mai sus descarcarile tip con formate din prafurile grosiere au o energie mult mai mare comparativ cu cea generata de prafurile fine. Astfel cea mai periculoasa situatie este atunci cand granulele slab conducatoare sunt puse impreuna cu prafurile fine formand un nor de praf cu energie minima de aprindere scazuta.

3 CERINTE DE SECURITATE PENTRU REDUCEREA RISCURILOR DE APRINDERE A AMOSFERELOR POTENTIAL EXPLOZIVE PRIN DESCARCARI ELECTROSTATICE

Avand in vedere considerentele teoretice privind formarea, acumularea si descarcarea electricitatii statice, prezentate mai sus, se pot defini o serie de masuri de protectie care se pot aplica, dupa caz, pentru prevenirea peicolului de incendii sau eplozii dupa cum urmeaza:

- legarea la pamant;

- utilizarea unor materiale adecvate ;

- antistatizarea materialelor;

- alegerea formei constructive adecvate (suprafata, distanta fata de elemente conductoare legate la pamant, grosimi materiale neconductive).

- evitarea frecarilor periculoase (limitarea vitezei de deplasare la benzi sau a vitezei de curgere prin conducte)

- conditii de mediu (umiditati ridicate);

- folosirea neutralizatoarelor de sarcini

O solutie evidenta pentru prevenirea electricitatii statice periculoase este conectarea electrica la pamant a tuturor echipamentelor aflate in atmosfere potential explozive inclusiv a persoanelor, dar aceasta nu poate fi realizata pentru anumite obiecte de natura izolanta. Caracterizarea acestor materiale pe baza unor parametrii / incercari specifice, insa, reprezinta o problema dificila chiar in conditiile actuale de cunoastere tehnico stiintifica, nefiind clarificata pana in perezent. Mai mute organisme de standardizare internationala au avut si inca mai au in lucru proiecte sau activitati de dezvoltare a standardelor in acest domeniu, inclusiv IEC (), CENELEC ( TC 31, TC 162/WG1/PG2, TC 44, CT 77) si ISO TC 22/SC2. Intrucat aceste comitete tehnice de standardizare abordeaza subiectul prin prisma unor categorii de produse/riscuri diferite, standardele si proiectele de standarde elaborate pana in prezent nu sunt armonizate intre ele. Oricum, un consens in ansamblul problematicilor abordate in diverse CT privind electricitatea statica peiculosa este dificil de realizat, cu atat mai mult cu cat nici in cadrul aceluiasi CT nu se poate ajunge la un acord - ceea ce face ca unele proiecte de standarde sa nu pota fi definitivate de ani de zile. Cel mai concludent exemplu il constituie standadul privind riscul de aprindere si de soc electric generat de electricitatea statica care a avut urmatoarea evolutie:

• Report CENELEC TC 44X Draft R004-001 - Februarie 1999 Safety of machinery - Guidance and recommendations for the avoidance of hazards due to static electricity
• prEN xxxxx August 2002 CENELEC TC 31(sec)388 Electrostatics. Code of practice for the avoidance of hazards due to static electricity
• CLC/TR 50404 June 2003 Electrostatics - Code of practice for the avoidance of hazards due to static electricity

Mai avansate sunt lucrarile de standardizare din cadrul CT 101care s-au concretizat in finalizarea mai multor standarde din seria IEC 61340.

Principalul criteriu de caracterizare a materialelor din punct de vedere electrostatic este acela al conductivitatii electrice. Astfel, conform CLC/TR 50404, pentru caracterizarea materialelor din punct de vedere electrostatic se folosesc mai multe adjective, dupa cum urmeaza:

Conductiv : Un adjectiv care descrie un material incapabil sa retina o sarcina eletrostatica semnificativa cand este in contact cu pamantul si avand o rezistivitate de volum 10⁴m ( pentru anumite piese exista definitii speciale. De exemplu: furtun conductiv ).

Disipativ ( disipativ electrostatic) : Un adjectiv care descrie un material incapabil sa retina o cantitate semnificativa de sarcini electrostatice atunci cand este in contact cu pamantul . Aceste materiale au :

_V mai mare de_10⁴ m dar mai mica sau egala cu 10⁹m

sau

_S mai mica de 10¹⁰ (sau R_S < 10⁹) masurata la temperatura ambianta si 50% umiditate relativa.

Neconductor : Un adjectiv care descrie un material cu _V > 10⁹m, masurata la temperatura ambianta si 50% umiditate relativa.( Multe materiale, de exemplu, au _V mult mai mari decat aceasta valoare ).

Antistatic (opus) : Un adjectiv folosit in mod obisnuit ca sinonim pentru conductiv sau disipativ, care descrie un material care este incapabil sa retina o sarcina electrostatica semnificativa cand este in contact cu pamantul. In acest context cuvantul este folosit in mod obisnuit sa descrie un tip de incaltaminte si aditivi antistatici (ASA) pentru folosire cu lichizi.

Un alt criteriu de caracterizare a materialelor din punct de vedere electrostatic este acela al timpului de descarcare a sarcinii (charge decay time). Documentul 101/146/NWIP privind proiectul de standard IEC 61340-2-1 prezinta urmatoarea clasificare a materialelor:

Material conductiv: material cu o mare mobilitate a sarcinilor astfel incat potentialul de pe suprafata este retinut numai pe o perioada scurta de timp

Nota: timpul de descarcare a sarcinii al materialelor conductive este in general mai mic de 0,05 s.

Material disipativ : material care permite sarcinilor sa se deplaseze pe suprafata sa si/sau in volumul sau intr-un timp care este scurt comparativ cu scara de timp a activitatilor ce creeaza sarcina sau cu timpul in care sarcina va deveni eficace sau va provoca o problema electrostatica.

Nota: Pentru evitarea generala a riscurilor si problemelor in operatii ce implica activitati manuale, timpul de descarcare de la potentialul de suprafata initial de varf pana la 1/e din acesta trebuie sa fie mai mic de 0,25 s. Pentru a evita riscul de scantei incendive, timpul de descarcare trebuie sa fie mai mare de 0,01 s.

Material izolant : material cu o mobilitate foarte scazuta a sarcinilor astfel incat sarcina de pe suprafata este retinuta acolo o perioada lunga de timp.

Nota: Timpul de descarcare al materialelor izolante este in general mai mare de 10s.

Timpul de descarcare a sarcinii se defineste ca fiind durata de timp in care tensiunea initiala de varf (100%) creata de sarcina aplicata pe suprafata ajunge la o valoare finala fixata, fractionara din aceasta.

Nota: Timpuri de descarcare a sarcinii convenabile pentru a face comparatie intre materiale sunt : timpul de descarcare de la tensiunea de suprafata initiala de varf la 1/e din aceasta (e reprezinta baza logaritmului natural 2,7183) si timpul de descarcare la valoarea de 10% din aceasta. Datorita faptului ca rata de descarcare poate varia considerabil in timpul descarcarii, este foarte util sa se inregistreze forma variatiei tensiunii de suprafata functie de timp.

Asigurarea securitatii in industrie in locuri cu atmosfera potential explozva presupune analizarea fiecarei situatii in parte atat in ce priveste potentialele surse de electrizare cat si probabilitatea prezentei si persistentei atmosferei explozive si stabilirea masurilor de protectie adecvate pentru reducerea riscului la un nivel acceptabil. In SR EN 1127-1 sunt date, la modul general, masurile de protectie contra pericolelor de aprindere cauzate de electricitatea statica in industrie dupa cum urmeaza:

Daca s-au identificat pericolele cauzate de electricitatea statica, in functie de categorie, trebuie respectate urmatoarele prescriptii specifice pentru echipamente, sisteme protectoare si componente:

Toate categoriile. Cea mai importanta masura de protectie este legarea tuturor partilor conductive care s-ar putea incarca periculos si legarea lor la pamant. Aceasta masura de protectie insa nu este suficienta in prezenta materialelor neconductive. In acest caz, trebuie evitate nivelurile periculoase de incarcare a partilor si materialelor neconductive, inclusiv solidele, lichidele si prafurile. Aceste informatii trebuie incluse in informatiile de utilizare .

Categoria 1. Trebuie eliminate descarcarile incendive si trebuie sa se tina seama de rarele disfunctionari.

Categoria 2. Sa nu se produca descarcari incendive in timpul utilizarii prevazute a instalatiilor, inclusiv intretinerea si curatarea sau in timpul disfunctionarilor care pot fi anticipate in mod normal.

Categoria 3. De regula, alte masuri decat cele de legare la pamant sunt necesare doar daca se produc frecvent descarcari incendive (de ex. in cazul curelelor de transmisie inadecvat conductive).

Pentru anumite tipuri de echipamente, sisteme protectoare si componente sau echipamente individuale de protectie destinate utilizarii in atmosfere potential explozive s-au elaborat standarde specifice in care se dau cerintele constructive corespunzator utilizarii destinate.

CERINTE DE SECURITATE IMPOTRIVA ELECTRICITATII STATICE PERICULOASE PENTRU IMBRACAMINTEA PENTRU ATMOSFERE POTENTIAL EXPLOZIVE.

[SR EN 1149-1]

Cerintele si metodele de incercare pentru imbracamintea de protectie disipatoare de electricitate statica pentru a evita scanteile ce pot provoca o aprindere sunt urmatoaele:

Cerinte pentru material

Pentru materialele omogene rezistivitatea de suprafata trebuie sa fie mai mica de 5 x 10¹⁰ Ω dupa incercarea conform art.5 din SR EN 1149-1

Pentru materialele neomogene care sunt acoperite sau laminate, cel putin o fata trebuie sa satisfaca cerinta produselor omogene.

Materialele neomogene ce contin fire conductoare trebuie sa aiba:

a) rezistente de suprafata, din care nici una sau cel putin una din suprafete sa nu depaseasca 10⁹ Ω cand ele sunt masurate conform art. 5.1. la 5.4.3. din SR EN 1149-1,    si

b) o retea in forma de grila de fire conductoare,

si

c) o distanta de maximum 10 mm intre firele conductoare.

NOTA : Aceste cerinte nu sunt suficiente in atmosfere inflamabile imbogatite cu oxigen si metodele de incercare nu sunt aplicabile tesaturilor ce contin fibre cu inima conductoare

Cerinte de conceptie

O imbracaminte de protectie disipatoare de electricitete statica, compusa dintr-una sau doua parti , trebuie sa permita tot timpul acoperirea corpului , bratelor si picioarelor. Imbracamintea trebuie sa fie conceputa pentru disiparea sarcinilor traversand imbacamintea si pentru a permite un contact direct al componentelor conductoarede material de imbracaminte cu pilea, de exemplu la gat si la pumni. Indoiturile de la extremitatile imbracamintei , de exemplu mansetele, baza pantalonilor si gulerul trebuie sa faciliteze posibilitatea contactului materialului electrostatic cu pielea. Largimea suprafetelor expuse ale accesoriilor de inchidere, de exemplu inchiderile glisiere, trebuie sa fie mai mica de 10mm.

NOTA 1: Riscurile de descarcari plecand de la substraturi ale imbracamintei sunt evitate asigurandu-se ca ele sunt complet acoperite de imbracamintea externa. In consecinta, este recomandat ca vestele imbracamintei din doua piese sa fie destul de lungi pentru a acoperi partea de sus a pantalonilor chiar cand cel care le poarta este aplecat.

NOTA 2: Exemplu de indoituri: Indoiturile unei suprafete de imbracaminte conductoare de la exterior la interiorul manecilor.

NOTA 3: Daca componentul conductor al unei imbracaminti nu poate fi pus in contact cu pielea, el ar trebui pus direct la pamant.

CERINTE DE SECURITATE IMPOTRIVA ELECTRICITATII STATICE PERICULOASE PENTRU APARATURA ELECTRICA PENTRU ATMOSFERE POTENTIAL EXPLOZIVE.

[SR EN 60079-0]

Evitarea formarii sarcinilor electrostatice

Aparatura electrica trebuie astfel proiectata incat in conditii normale de utilizare, intretinere si curatire, pericolul de aprindere datorat sarcinilor electrostatice trebuie evitat. Aceasta cerinta trebuie satisfacuta prin una din urmatoarele masuri:

a) prin alegerea corespunzatoare a materialului, astfel incat rezistenta de suprafata a carcasei, masurata in conformitate cu 26.13, sa nu depaseasca 1 GΩ la (23 ± 2)°C si (50 ± 5)% umiditate relativa; sau

b) prin limitarea ariei suprafetei partilor nemetalice ale carcasei asa cum este prezentat in tabelul de mai jos.

Aria suprafetei se defineste dupa cum urmeaza:

. pentru materiale plane, aria trebuie sa fie suprafata expusa (incarcabila);

. pentru obiecte cu suprafete curbe, aria trebuie sa fie reprezentata de proiectia obiectului care furnizeaza suprafata maxima;

. pentru parti individuale nemetalice, aria trebuie evaluata independent daca ele sunt separate prin rame conductoare legate la pamant; sau

NOTA - Valorile ariei suprafetei pot fi crescute cu factorul patru, daca aria expusa a materialului nemetalic este inconjurata de rame conductoare legate la pamant.

Tabelul - Limitarile suprafetelor

c) prin limitarea sarcinii transferate ;

sau

d) numai pentru aparatura portabila, incapacitatea stocarii unei sarcini periculoase prin masurarea capacitatii;

sau

e) pentru aparatura electrica destinata instalatiilor fixe, masurile de precautie pentru evitarea riscului descarcarilor electrostatice pot reprezenta o parte a instalatiei destinate sau sa fie un element al instalatiei in care aparatura sa fie montata. In acest caz, aparatura trebuie marcata "X" si documentatia trebuie sa indice toate informatiile necesare pentru a asigura ca prin instalare se minimizeaza riscul aparitiei sarcinilor electrostatice. Daca este posibil, aparatura trebuie de asemenea marcata cu avertizarea referitoare la sarcina electrostatica :

AVERTIZARE - PERICOL DE INCARCARE ELECTROSTATICA

- A SE VEDEA INSTRUCTIUNILE DE UTILIZARE

NOTA - Se recomanda a se acorda atentie la selectarea utilitatii etichetei de avertizare pentru supravegherea riscului static. In multe aplicatii industriale, in special industria miniera, exista o probabilitate mare ca etichetele de avertizare sa devina ilizibile datorita depozitarii prafurilor. Daca aceasta este cauza, este posibil ca operatiunea de curatare a etichetei sa cauzeze o descarcare statica.

NOTA - Se recomanda a se acorda atentie la selectarea materialelor electroizolante, in vederea mentinerii unei rezistente de izolatie minime pentru a evita problemele ce iau nastere la atingerea partilor nemetalice expuse care sunt in contact cu partile aflate sub tensiune.

Criteriile de acceptare in functie de sarcina transferata:

Sarcina maxima transferata Q a materialelor izolatoare ale carcasei trebuie sa fie mai mica decat urmatoarele valori, asigurandu-se ca sarcina transferata a materialului de referinta este clar mai mare decat 60 nC:

. 60 nC pentru aparatura din Grupa I sau IIA

. 30 nC pentru aparatura din Grupa IIB

. 10 nC pentru aparatura din Grupa IIC.

Criteriile de acceptare in functie de capacitatea electrica:

Capacitatea maxima trebuie sa fie dupa cum urmeaza:

. pentru aparatura din Grupa I 50 pF

. pentru aparatura din Grupa IIA 50 pF

. pentru aparatura din Grupa IIB 15 pF

. pentru aparatura din Grupa IIC 5 pF.

CERINTE DE SECURITATE IMPOTRIVA ELECTRICITATII STATICE PERICULOASE PENTRU APARATURA ELECTRICA DESTINATA UTILIZARII IN PREZENTA PRAFULUI COMBUSTIBIL

[SR EN 50281-1-1]

Cerintele se aplica suprafetelor exterioare din material plastic .

Daca aparatura electrica are o suprafata exterioara din material plastic, aceasta trebuie sa fie limitata la 100cm² cu exceptia cazului cand aceasta poate fi marita pana la 400cm², suprafetele expuse din materiale plastice sunt inconjurate de un cadru metalic conductiv legat la pamant.

Trebuie prevenite descarcarile electrice statice de tip arie de propogare. Aceasta se poate realiza folosind materiale plastice care au una sau mai multe din urmatoarele caracteristici:

• Rezistenta de izolatie ≤10⁹Ohm(rezistenta impotriva descarcarii electrostatice la pamant prin suprafata de izolare, masurata conform metodei descrise in documentul HD 429 S1 cu o suprafata eficace a electrodului circular de 20 cm² );
• Tensiunea de strapungere ≤4KV(masurata prin grosimea materialului izolant conform metodei descrise in EN 60243-1);
• Grosimea ≥ 8mm a izolatiei externe pe partile metalice ( straturi externe plastice de 8mm si mai mari pe partile metalice, cum sunt sonde de masurare sau componente similare, fac putin probabil sa apara descarcarile in perie de propogare. La evaluarea grosimii minime a izolatiei ce trebuie utilizata sau care este specificata, este necesar sa se tina cont de uzura prevazuta la utilizarea normala.

Nota- La alegerea materialelor electroizolante, trebuie sa se acorde atentie mentinerii unei rezistente de izolatie minime pentru a evita problemele care apar la atingerea partilor expuse din material plastic care sunt in contact cu parti sub tensiune

CERINTE DE SECURITATE IMPOTRIVA ELECTRICITATII STATICE PERICULOASE PENTRU Echipamente neelectrice pentru atmosfere potential Explozive

[SR EN 13463 - 1:2001]

Urmatoarele cerinte trebuie aplicate numai pieselor neconductoare ale echipamentului expuse la o atmosfera exploziva si susceptibile la incarcari electrostatice.

Aparitia mecanismelor puternic generatoare de sarcina (care conduce la propagarea descarcarilor corona pe straturi si acoperiri neconductive)

Propagarea descarcarilor corona este considerata o sursa efectiva de aprindere pentru amestecuri de gaze, vapori, ceturi, praf si aer. In cazul in care propagarea descarcarilor corona poate apare ca urmare a unei incarcari puternice a straturilor si acoperirilor neconductive de pe suprafetele metalice, acest lucru poate fi prevenit, atat pentru echipamentele din grupa I, cat si din grupa II, daca se asigura o tensiune de strapungere a straturilor mai mica de 4 kV.

Pentru echipamentele din grupa IID utilizate in prezenta unor atmosfere cu praf, cu o energie minima de aprindere de peste 3 mJ (masurata printr-o descarcare capacitiva), descarcarile electrostatice incendiare, inclusiv descarcarile corona pot fi prevenite, de asemenea, prin asigurarea unei grosimi a stratului neconductiv mai mare de 10 mm.

NOTA - In aceste conditii, pot apare descarcari corona, dar pentru acest echipament, ele nu sunt considerate a fi o sursa de aprindere, deoarece nu sunt incendiare pentru atmosferele cu praf, cu o energie minima de aprindere de peste 3 mJ.

Echipamente din grupa II

Echipamentele din grupa II trebuie astfel proiectate incat in conditii normale de utilizare, intretinere si curatare sa nu apara pericolul de aprindere datorita incarcarilor electrostatice. Aceasta cerinta trebuie indeplinita prin una din urmatoarele metode :

a) printr-o alegere corespunzatoare a materialului, astfel incat rezistenta de suprafata a carcasei, masurata in conformitate cu metoda din 13.3.4.7 din SR EN 13463 - 1:2001 sa nu depaseasca 1 GW, la (23 2) ⁰C si umiditate relativa de (50

b) sau, printr-o marime, forma si structura corespunzatoare sau prin alte metode de protectie, care sa elimine posibilitatea aparitiei de incarcari electrostatice periculoase. Pentru echipamentele din categoria 2G, aceasta cerinta poate fi verificata dupa criteriul sarcinii maxime admisibile de descarcare de la suprafata, numai in cazul in care nu pot apare descarcari corona (a se vedea 7.4.2 din SR EN 13463 - 1:2001);

Daca sarcina Q printr-o descarcare tipica de suprafata.determinata conform metodei din Anexa C a SR EN 13463 - 1:2001 este mai mica decat

- 60 nC, materialul neconductibil este corespunzator utilizarii pentru grupa IIA ;

- 30 nC, materialul neconductibil este corespunzator utilizarii pentru grupa IIB ;

- 10 nC, materialul neconductibil este corespunzator utilizarii pentru grupa IIC.

c) sau, prin limitarea ariei proiectiei in orice directie a pieselor neconductive dintr-un echipament, cu probabilitate de a deveni incarcate electrostatic, in cazul in care nu pot apare descarcari corona.

Tabelul - Ariile proiectiilor maxim admise ale pieselor neconductive dintr-un echipament, cu probabilitate de incarcare electrostatica

Aceste valori pot fi inmultite cu 4 daca ariile plane expuse, din materiale plastice, sunt inconjurate de cadre conductive legate la pamant.

Pentru a se preveni descarcarile corona incendiare, grosimea straturilor sau a acoperirilor din materiale plastice (neconductive) solide, pe suprafete metalice legate la pamant (conductoare) si care pot deveni incarcate, in cazul echipamentelor din grupa 2 G nu trebuie sa depaseasca 2 mm, pentru gaze si vapori din grupa IIA si IIB sau 0,2 mm, pentru gaze sau vapori din grupa IIC.

Nu este nevoie sa se previna descarcarile corona si de aceea, nu exista nici o restrictie legata de grosimea straturilor sau a acoperirilor din materiale plastice neconductive pe suprafete metalice legate la pamant si care pot deveni incarcate, in cazul echipamentelor din grupa II D destinate utilizarii in atmosfere cu praf, cu potential de explozie, cu o energie de aprindere de peste 3 mJ (masurata cu o descarcare capacitiva).

NOTA - Informatii suplimentare legate de acest subiect sunt prezentate in raportul CENELEC R044-001 "Securitatea masinilor- Indicatii si recomandari pentru evitarea pericolelor datorate electricitatii statice".

Totusi, daca pericolul de aprindere nu poate fi evitat, in faza de proiectare a echipamentului, o eticheta de avertizare trebuie sa indice masurile de securitate care trebuie aplicate in functionare.

BIBLIOGRAFIE

Directiva Consiliului 89/686/CEE din 21 decembrie 1989 privind armonizarea legislatiei statelor Membre referitoare la echipamentul individual de protectie, amendata prin Directivele 93/68/CEE, 93/95/CEE si 96/58/EC.

Directiva1999/92/CE a Parlamentului European si Consiliului din 16 Dec 1999 privind cerintele minime de imbunatatire a protectiei sanatatii si securitatii muncitorilor aflati in potential risc de atmosfera exploziva

Non-binding Guide of Good Practice for implementing of the European Parliament and Council Directive 1999/92/EC on minimum requirements for improving the safety and health protection of workers potentially at risk from explosive atmospheres, European Commission, DG Employment and Social Affairs, Brussels, April 2003

Directiva 94/9/EC a Parlamentului European si Consiliului din 23 martie 1994 privind evaluarea legilor statelor membre referitoare la echipamente si sisteme protectoare destinate utilizarii in atmosfere potential explozive

ATEX-Guidelines: Guidelines on the Application of Council Directive 94/9/EC of 23 March 1994 on the approximation of the laws of the Member States concerning equipment and protective systems intended for use in potentially explosive atmospheres. European Commission, 1^st Edition, 2000 + 2^nd Edition 2005

Hotararea de Guvern nr. 115 din 05 februarie 2004 privind stabilirea cerintelor esentiale de securitate ale echipamentelor individuale de protectie si a conditiilor pentru introducerea lor pe piata, publicata in Monitorul Oficial, Partea I nr. 166 din 26.02.2004 modificata cu HG 809/14 iulie 2005 publicata in Monitorul Oficial, Partea I nr. 723 din 10.07.2005

Hotararea nr. 809 din 14 iulie 2005 pentru modificarea Hotararii Guvernului nr. 115/2004 privind stabilirea cerintelor esentiale de securitate ale echipamentelor individuale de protectie si a conditiilor pentru introducerea lor pe piata

Hotararea de Guvern nr. 752 din 14 mai 2004 privind stabilirea conditiilor pentru introducerea pe piata a echipamentelor si sistemelor protectoare destinate utilizarii in atmosfere potential explozive

Hotararea nr. 461 din 05.04.2006 pentru modificarea Hotararii Guvernului nr.752/2004 privind stabilirea conditiilor pentru introducerea pe piata a echipamentelor si sistemelor protectoare destinate utilizarii in atmosfere potential explozive

Normativ - cadru de acordare si utilizare a echipamentului individual de protectie, Monitorul Oficial nr.189/21 august 1995;

SR EN 1127-1 : 1998 Atmosfere explozive - prevenirea exploziilor si protectia contra exploziilor. Partea 1. Concepte de baza si metodologie

SR EN 13463 - 1:2001 Echipamente neelectrice pentru atmosfere potential Explozive Partea 1: Metode si Cerinte de Baza

SR EN 60079-0 Aparatura electrica pentru atmosfere explozive gazoase

Partea 0: Conditii generale (SR EN 50014:1992 Aparatura electrica pentru atmosfere potential explozive. Cerinte generale)

SR EN 50281-1-1:2002 APARATURA ELECTRICA DESTINATA UTILIZARII IN PREZENTA PRAFULUI COMBUSTIBIL. Partea 1-1: Aparatura electrica protejata prin carcase. Constructie si incercare

SR EN 344 Cerinte si metode de incercare pentru incaltamintea de securitate, incaltamintea de protectie si incaltamintea utilizata in timpul muncii pentru uz profesional;

STAS 11 004-88 Pardoseli pentru incaperi cu pericol de explozie

SR EN 61340-4-1 Electrostatica Partea 4-1: Metode de incercare standardizate pentru aplicatii specifice. Rezistenta electrica a pardoselilor si a straturior de acoperire

SR EN 1149-1:1999 Imbracaminte de protectie. Proprietati electrostatice. Partea 1 . Rezistivitatea de suprafata (metode de incercare si cerinte).

SR EN 1149-2:1999 Imbracaminte de protectie. Proprietati electrostatice. Partea 2. Metoda de incercare pentru masurarea rezistentei electrice la traversarea materialului (rezistenta verticala)

SR EN 1149-3:2004 Imbracaminte de protectie. Proprietati electrostatice. Partea 3 . Metoda de incercare pentru masurarea capacitatii de disipare a sarcinilor.

pr IEC 61340 -2-1 Test method to determine the limitation of surface potential created by electrostatic charge retained on materials

BS 5958: Part 1:1991 Cod of practice for Control of undesirabile static electricity. General considerations

BS 5958: Part 2:1991 Code of practice for Control of undesirabile static electricity.

Part 2 . Recomandation for particular industrial situation

Report CENELEC TC 44X Draft R004-001 - Februarie 1999 Safety of machinery - Guidance and recommendations for the avoidance of hazards due to static electricity

prEN xxxxx August 2002 CENELEC TC 31(sec)388 Electrostatics. Code of practice for the avoidance of hazards due to static electricity.

CLC/TR 50404 June 2003 Electrostatics - Code of practice for the avoidance of hazards due to static electricity

AL. Darabont.St. Pecie - Protectia muncii Ed D P 1996

Ulrich von Pidoll Determining the incendivity of electrostatic discharges without explosive gas mixtures, PTB Germany