Електростатичний заряд у вибухонебезпечних (ATEX) середовищах — чому заземлення автоцистерни не те саме, що звичайне заземлення

Гід про вибухонебезпеку ATEX та гід про іскробезпеку (Ex i) розглядають, як саме електрообладнання може уникнути перетворення на джерело займання у вибухонебезпечній зоні. Ця стаття — про джерело займання, не пов'язане з електрообладнанням: електростатичний заряд неелектричних частин (пластиковий IBC, корпус автоцистерни, потік порошку) — і про дисципліну заземлення, що спеціально керує цим ризиком, викладену в IEC 60079-32-1.

Як виникає заряд

Коли рідина, порошок чи газ рухається вздовж поверхні (наповнення чи спорожнення ємності, транспортування трубою, витікання через сопло), тертя спричиняє розділення зарядів — процес, повністю незалежний від будь-якого електроживлення і тому такий, що виникає навіть в установці, повністю знеструмленій. За достатнього накопичення заряду на ізольованій провідній частині (незаземлений корпус автоцистерни, незакріплена ємність IBC, людина без антистатичного взуття) може статися іскровий розряд, щойно ця частина опиниться достатньо близько до заземленого об'єкта — і у вибухонебезпечній атмосфері така іскра може стати джерелом займання, цілком незалежно від будь-якої електропроводки чи обладнання.

Чому це окрема дисципліна

Звичайне заземлення електроустановки (головна заземлювальна шина, захисні провідники — див. гід про головну заземлювальну шину) спрямоване на відведення струму несправності при електричній аварії. Електростатичне вирівнювання потенціалів спрямоване на інше: усунення різниці зарядів між двома провідними частинами, жодна з яких не є частиною електричного кола — наприклад, корпус автоцистерни та наливна установка, до якої вона підключена. Обидва випадки потребують з'єднання із землею, але з різною метою та різною вимогою щодо опору.

Вимога щодо опору з IEC 60079-32-1

Для з'єднання вирівнювання потенціалів під час завантаження чи розвантаження автоцистерни або мобільної ємності практична настанова вказує:

• повністю металеве з'єднання (шасі, ємність, трубопроводи та фітинги між собою) опором 10 Ом або менше — вище значення вказує на корозію чи ослаблене з'єднання, яке слід спершу дослідити;
• заземлювальний затискач, підключений до початку операції завантаження чи розвантаження і відключений лише після її завершення;
• як практична верхня межа для з'єднання вирівнювання потенціалів у ширшому сенсі (включно через поверхню, наприклад антистатичну підлогу) — 1 МОм: достатньо високо, щоб захистити людину від ураження електричним струмом при електричній несправності, і достатньо низько, щоб відводити статичний заряд за прийнятний час.

Практична значущість

Під час робіт із горючими рідинами, порошками чи газами у вибухонебезпечній зоні (автоцистерни, IBC, силоси, пиловидалення) заземлювальний затискач має справді підключатися до початку операції — не як формальність, а як функціональна перевірка, бажано з контролем безперервності, що блокує операцію в момент втрати з'єднання. Це окремо від, і доповнює, регулярну інспекцію ATEX самої електроустановки (див. гід про періодичну інспекцію ATEX).

Часті помилки

1. Припущення, що автоцистерна, яка контактує метал-до-металу з наливним рукавом, автоматично заземлена — корозія, фарба чи ізольоване з'єднання можуть електрично перервати це позірне металеве з'єднання.
2. Підключення заземлювального затискача лише після початку наповнення, тоді як саме перші секунди потоку рідини можуть давати найбільше накопичення заряду.
3. Плутанина між електростатичним вирівнюванням потенціалів та звичайною головною заземлювальною шиною електроустановки (§542.4) — обидва є з'єднанням із землею, але з різною метою, різною вимогою щодо опору та часто фізично окремою точкою підключення.
4. Відсутність періодичної перевірки самого заземлювального затискача та кабелю (корозія, обрив дроту в кабелі затискача), через що значення опору непомітно перевищує практичну межу.

Дивіться також

• ATEX — вибухонебезпека
• Іскробезпека (Ex i) — бар'єр та entity-параметри
• Періодична інспекція ATEX (IEC 60079-17)
• Головна заземлювальна шина (§542.4)