Napjaink kihívásai az ipari elektrosztatika. Dr. Kiss István. Magyar Elektrotechnikai Egyesület

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Napjaink kihívásai az ipari elektrosztatika. Dr. Kiss István. Magyar Elektrotechnikai Egyesület"

Albert Nemes
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Magyar Elektrotechnikai Egyesület Napjaink kihívásai az ipari elektrosztatika területén Dr. Kiss István BME VET tszv. egyetemi docens MEE Ipari elektrosztatika MUBI

2 Mit értünk kihívás alatt? Olyan problémát, amelyhez meglévő ismeretek újszerű alkalmazása új ismeretek elsajátítása szükséges. Napjaink kihívásai Ez a definíció túl széles témakört határoz meg Ezúttal csak az épületvillamossági és biztonsági szempontból fontos problémákra koncentrálunk. Néha a megfelelő szabvány alkalmazása is kihívás A szabályozás jelenlegi helyzete Következő előadás, Dr Szedenik Norbert Ez az előadás a fizikai háttérről szól.

3 Meglévő ismeretek Általában a probléma így jelentkezik: Épület, építmény Ipari folyamatok Emberi tevékenység Stb. Hogyan akadályozzuk meg a káros események bekövetkezését? Töltésszétválasztás Nagy térerősség okozta túlterhelés (EOS), Technológiai problémák ESD okozta károsodás Töltésfelhalmozódás (gépek, berendezések, ember, termék) Elektrosztatikus kisülés (ESD) Gyúlékony környezet Tűz, robbanás

4 A jobb érthetőségért Nagyon hasznos egy jó modell. amit sokszor egyszerűsítenünk kell az egyszerűbb elemezhetőség miatt S I ch R C

5 Helyettesítő kapcsolás Ir Ic Ich + R C S V U

6 U max számítása Ich Ir Ic R C S + V U i ch = dq dt ; Ált. max A i ch = U R U max = i ch R Q max = i ch RC

7 T u Időfüggvények Ic u Ich I[A]; U[V] R=1MΩ; C=150pF u Ir U u u u 1.00m Time (s)

8 T u Időfüggvények Ic I[A]; U[V] Ich u R=1GΩ; C=150pF u Ir k U m m m 1.00 Time (s)

9 Védekezés az elektrosztatikus feltöltődés káros hatásai ellen Töltések szétválásának kiküszöbölése Feltöltődés mértékének a korlátozása Feltöltődés következményének a kiküszöbölése Gyúlékony környezet keletkezésének a kiküszöbölése Gyújtóképes kisülés keletkezésének a kiküszöbölése Töltések felhalmozódásának a megakadályozása földeléssel Szigetelő testen felhalmozódó töltés elvezetése Szigetelő testen felhalmozódó töltés semlegesítése Levezetés idejének megnövelése a mozgási sebesség csökkentésével Levegő relatív páratartalmának növelése Disszipatív adalékanyagok használata

10 Védekezési módok Ir Ic Ich + R C S V U

11 Ami kimaradt C csökkentése o változatlan töltőáram mellett csökkenti a kisülési energiát o de nem befolyásolja a maximális feszültséget o viszont csökkenti az időállandót o általában nem oldható meg Elvben C növelése is megoldás lehet o de csak akkor, ha a folyamat ideje rövidebb, mint a szikraköz átütési feszültségének eléréséig tartó idő. o Ha ez nagy biztonsággal nem biztosítható, csak rontunk a helyzeten, mert megnöveljük a kisülési energiát

12 U max csökkentése U S U max

13 A leginkább kézben tartható megoldás o térfogati ellenállás csökkentése o felületi ellenállás csökkentése Csökkentés legmegbízhatóbb módja R csökkentése o elektrosztatikailag disszipatív anyagok alkalmazása Levezetési útvonalak o soros ellenállások (tipikusan lábbeli padló) mindegyiknek kis ellenállásúnak kell lennie! o a biztonság növelése érdekében párhuzamos levezetési útvonalak biztosítása (pl. 1MΩ ellenálláson keresztül földelt csuklópánt)

14 Nem véletlen, hogy az ellenőrző mérések is alapvetően ezt vizsgálják Anyagtulajdonság minősítésére Fajlagos térfogati ellenállás Fajlagos felületi ellenállás Relatív permittivitás Telepítés minősítésére (padló, fal) Levezetési ellenállás Pont-pont ellenállás Fémtárgyak földelésének vizsgálata Ellenőrzés méréssel

15 Ellenőrzés méréssel Nem a telepítéshez tartozik, de fontos: Ruházat, lábbelik vizsgálata Elektrosztatikus védőeszközök (csuklópántok, lábpántok) vizsgálata Fémtárgyak földelésének vizsgálata

16 Fajlagos térf. ellenállás mérése ρ = U a/(i A) = R a/a

17 Fajlagos felületi ellenáll. mérése

18 SHOCK Kft. Fajlagos felületi ellenáll. mérése

19 Levezetési ellenállás mérése Ω F 3 Ω A 1 A 2 Ω A 3 F 1 F 2

20 Környezeti paraméterek rögzítése Hőmérséklet Páratartalom Néha ezek biztosítása is kihívás FONTOS! Egy nem épületvillamossági, de nagyon érdekes példa Helyszíni mérés esetén legtöbbször csak feljegyezni tudjuk, befolyásolni nem

21 Kihívások Törekvések a töltésszétválás intenzitásának figyelembe vételére Bizonyos esetekben a disszipatív anyagok alkalmazása nem oldható meg Korlátozzuk a töltésszétválást! (pl. sebességcsökk.) Mit mérjünk ebben az esetben? Padlón sétáló ember potenciálja Töltődési hajlam (vitatott fogalom) Probléma: biztos, hogy azt mérjük, amit akarunk? Pl. kapacitásváltozás lépéskor

22 Kapacitásváltozás

23 Kapacitásváltozás

24 Mi baj a fallal? A falfelületen töltés halmozódhat fel (pl. tisztítás v. koronakisülés miatt) Utóbbira példák Plexire cserélt fémrács DC nagyfesz. vizsgálótérben Üzemanyagtovábító szivattyú Földelt tárgy, személy közeledése esetén kisülhet Elegendően nagy szikraenergia esetén tűz, v. robbanás

25 Felületi potenciál mérése A felületen felhalmozott töltés könnyen kimutatható Felületi potenciál mérése RB kivitelű készülékkel is okozható robbanás

26 Terjedő kisülés laboratóriumban h d

27 Terjedő kisülés laboratóriumban U HVDC

28 Terjedő kisülés laboratóriumban U HVDC

29 Terjedő kisülés laboratóriumban U HVDC

30 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

31 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

32 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

33 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

34 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

36 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

37 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

38 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

39 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

40 Terjedő kisülés laboratóriumban SW C C U C

41 Terjedő kisülés Általában az előbb bemutatott energiájú terjedő kisülés nem lép fel Kivéve Silók Fémspirált tartalmazó műanyag csövek Stb. Nagy szikraérzékenységű helyen kisebb energiájú kisülés is veszélyes Pl. benzingőz 0,2 mj MIE

42 RB környezetben a fal levezetési ellenállása is legyen kellően kicsi Kellően: ld. szabványokkal foglalkozó ea. Ökölszabály Falak levezetési ell. 1 dm 2 nél nagyobb négyzetesen összefüggő felület esetén érdekes a felület anyaga

43 ELECTROSTATICS 2013 Konferenciasorozat négy évenként ismétlődő konferenciákkal Köztes időszakban IOP konferencia Nagy érdeklődés o Eddig több, mint 170 regisztráció a jövő évi konferenciára o A korábbi konferenciákon és a évi jelentkezések között is épületvillamosság és biztonság szempontjából is érdekes cikkek WP Static Electricity in Process Industries Elnök: Dr. Berta István

44 Témák TOPICS 1 - Fundamentals (charged particle physics and chemistry, contact and frictional charging, atmospheric and industrial electricity, electrostatic forces and fields, adhesion and repulsing, modelling and computation) - Applications and Processing (particle control and charging, electrostatic precipitation, painting and flocking, powder coating and pesticide spraying, separation and sorting, displays and printing technology, electrofluidisation, space applications, biological and medical applications, MEMS and BioMEMS) - ESD/EOS (static control in electronic industry, factory level ESD considerations, EMI due to ESD, corona and gas discharge, cleanroom electrostatics, ESD waveforms, ESD protection)

45 Témák TOPICS 2 - Hazards and Risk (static charging and elimination, electrostatic problems and hazards in industries, ignition measurements and tests, risk assessment and management) - Liquids (flow electrification, electrostatic atomization and droplets, electrohydrodynamics and electroaerodynamics) - Solids and Powders (surface and space charges, electrostatically conductive, dissipative and insulating materials, fibres and textiles, coating and packaging,, aerosols and electrets, microtechnologies and nanomaterials, fibers and nanofibers ) - Measuring Techniques and Equipment (electrostatic instrumentation, novel measuring methods, electrostatic sensors) - Standards and Regulations (new standards and safety regulations, methods and procedures)

46 Befejezésül Köszönöm a figyelmet! Találkozzunk a évi Nemzetközi Elektrosztatikai Konferencián!

Hasonló dokumentumok

Ex Fórum 2009 Konferencia. 2009 május 26. robbanásbiztonság-technika 1

Ex Fórum 2009 Konferencia. 2009 május 26. robbanásbiztonság-technika 1 1 Az elektrosztatikus feltöltődés elleni védelem felülvizsgálata 2 Az elektrosztatikus feltöltődés folyamata -érintkezés szétválás -emisszió, felhalmozódás -mechanikai hatások (aprózódás, dörzsölés, súrlódás)