静电气灾害とその対应.docVIP

静電気災害とその対応 技術士?労働安全コンサルタント　　矢島　藤一 はしがき 　電気工学の基本は静電気学から始まります。静電気現象については、一部で利用していますが、多くは静電気は害を及ぼすという概念で捉えています。その代表的な例が雷現象です。これは、原子が帯電して、＋と－の集団が放電現象を起こすからです。 　このような現象は、雷のような巨大エネルギーから、我々としては感知しえないような小さなものまであり、中々その正体をむことが困難な場合があります。また、放電現象と同様なものとして誘導現象があります。静電気学では、最も小さな電荷を扱い、その挙動を扱っております。 　現在の電気工学の発展の裏には、このような現象を基として、電気材料、半導体工学、高電圧工学、通信工学、光工学の発展があったわけです。 　ここでは、静電気の応用はさておき、放電現象が基因となって現れる災害を中心としたものについて述べることとします。 　産業構造は巨大化され、近代化が進む反面、その取り扱う量も非常に多くなり、多種?多岐にわたっています。ということは、多様な現象も発生していると言うことです。影響も無視できません。 　電気は導体を通じて送られるわけですが、静電気は絶縁体の中における電荷(電気)の挙動を解析するものです。物理現象として現れるものは、静電気火花、生産品の放電バラツキ、吸引?排他、火災?爆発の起因、感電ショック等です。 　対象となる場所には次のような所があります。 　化学性料品を扱う場所、印刷?出版?製本業、繊維業、石油精製業、ガス蒸気を扱う場所、電気?機械製造業、建設業、絶縁性の物を高速で移動する場所等(危険物取扱場所、絶縁性物質を移動する場所、危険物等の滞留場所)、殆どの場所が対象となります。 　対応としては、発生防止方法、静電気の中和?緩和策、電気的な放電方法?ルートの確保?対抗措置として各種の実害防止方法があります。以下その説明をします。 　まえがき 1 　1．静電気の基礎 2 　2．静電気の性質 2 　3．帯電の過程 5 　4．静電気の災害事例 7 　5．静電気災害の防止方法 9 　6．抑制方法のいろいろ 11 　7．人体の電撃 14 　あとがき 16 静電気の基礎 静電気の発生と抑制を考えるためには、原子の挙動と帯電を知る必要があります。 一般に原子は電気的には中性ですが?原子を構成する外核電子(－の電子)が多くなるか?少なくなるかによって、その原子が、正?負どちらかに帯電します。これらの状況は?原子によって周期律表で構成が決まっています。 電子の質量は、9×ｇ?陽子(原子核)は水素(H)の質量の1．66×で求められるから?電子の質量は陽子の約1／1840に相当します。 原子は周期律表にしたがって外核電子が配置されていますが、外核電子を受け入れられるものと、そうでないものがあります。この原子にエネルギーを与えると最外核電子の座に電子を受け入れたり(－帯電)、最外核電子が原子外へ飛び出したり(＋帯電)します。また、電子の位置が偏倚(励起するとも言う)したりします。 電子が外部に飛び出した状態を電離したといいます。この原子は(＋)に帯電したことになります。同様に?電子1個を受け入れれば(－)に帯電したことになります。これが静電気の帯電現象です。原子は中性か、正(＋)か、負(－)かによって?誘引?排他という力学現象を示すことも知られています。原子が帯電した状態をイオン化したともいいます。 ①　不活性元素 原子には?電離し易い物と?し難い物とがあります。電離し難い物を不活性元素と言い次のようなものです。 Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ 陽イオンになり易いもの　　Ⅰ、Ⅱ族の元素はカチオン(陽イオン)となり易い。 Ⅰ族?Ｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｕ，Ｒｂ，Ａｇ，Ｃｓ，Ａｕ，Ｆｒ Ⅱ族?Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｃｄ，Ｂａ，Ｈｇ，Ｒａ 　③　陰イオンになり易いもの　　ハロゲン元素はアニオン(陰イオン)となり易い。 　　　　　　Ｆ，Ｃｌ，Ｍｎ，Ｂｒ，Ｔｃ，Ｉ，Ｒｅ，Ａｘ 　Ⅳ族のＣやＳｉは電子を失ってカチオンになり易い易いが?アニオンにはなり難いと言われます。このような元素を両性元素と言います。 　原子には、それぞれ最外核電子を取り出すための必要エネルギーがあります。このエネルギーを電離電圧(電子ボルトｅＶ)と称しています。 　原子にエネルギーの大きな粒子を衝突させたり、衝撃?摩擦?高温にしたりしますと、それによって容易に電子1個を電離することが出来ます。電離した電子数によって何価のイオンといっています。 静電気の性質 静電気には電離?イオン化という性質と誘電分離?電気二重層の形成という性質があります。誘電分離にはつぎのようなものがあります