[소방기술사] 정전기 대전현상, 정전기 위험성, 정전기 피해 방지대책

[소방기술사] 정전기 대전현상, 정전기 위험성, 정전기 피해 방지대책

1. 정전기 개념

 1) 전하가 정지 상태에 있어 흐르지 않고 머물러 있는 전기

 2) 마찰 등 여러 원인에 의해 에너지를 받아 전자가 이동한 현상

 

2. 정전기 대전현상

 1) 개념: 물질 간의 마찰 등의 이유로 전위차가 발생한 현상

 2) 메커니즘

마찰 박리 등으로 전자의 에너지 흡수 ↓ 전자 축적에 따른 전위차 형성 ↓ 전위차 축적 ↓ 대전현상

 

3) 종류

구분	내용
마찰대전	두 물체 사이의 마찰에 의해 전하 분리
박리대전	서로 밀착된 물체가 떨어질때 전하 분리
유동대전	파이프 등에서 유체 유동시 벽과 유체 사이에서 발생
비말대전	작은 입자로 흩뿌려지는 과정 중 전하의 분리 발생
유도대전	정전 전자 유도로 전하의 분리 발생
적하대전	물방울이 떨어지며 전하 분리
충돌대전	입자 또는 물체 상호간 충돌시 빠른 접촉에 의한 전하분리
분출대전	유체와 분출구의 마찰 및 유체간 상호충돌로 전하분리

 

 

3. 정전기 위험성

구분	내용
폭발 화재	방전에너지 > 최소점화에너지 물질별 최소점화에너지 메테인: 0.28mJ, 에테인 0.25mJ 정전기 방전기 점화원으로 작용
전격	대전된 물체와 인체간의 방전으로 인체에 고전압의 전류가 흐르는 현상 (전기 충격) 감전의 우려는 크지 않으나 놀람, 충격으로 추락, 전도, 넘어짐 등의 2차 재해 발생 우려
생산장애	- 역학현상에 의한 장애 : 쿨롱의 법칙에 의한 인력으로 먼지, 이물질 흡착 및 오염 - 방전형상에 의한 장애 : 정전기가 방전시 발생하는 전류, 전자파, 발광 , 반도체 소자 등 전자부품 파괴, 전자기기 오동작, 잡음

 

4. 정전기 방지대책

구분	내용
완화시간	Charge Decay Time 액체의 정전기는 시간에 따라 스스로 중화 관계식 : $Q_t = Q_o exp(-t/\tau )$ 초기대전량의 1/e 까지 감소하는 시간
발생 억제	저항률 $10^(10)$Ωm이하: 7m/s 이하 저항률 $10^(10)$Ωm초과: 1m/s 이하 비저항이 클수록 대전이 용이하므로 유속을 낮춤
차폐	대전 물체의 표면을 금속이나 도전성 물질로 덮는 것 차폐재: 금속제 도전성 테이프, 도전성 필름, 시트
접지 본딩	접지: 대전된 물체와 대지 간의 전위 같게 하는 것 본딩: 도전성 물체간에 전위를 같게 하는 것
제전기	자기방전식: 코로나 방전 원리, 최소전위차 요구 전압인가식: 수천볼트 고전압 중화, 화재 위험 방사선식: 폴로늄-210 방사선으로 공기 이온화 + 중화
습도관리	습도 증가시 표면저항 저하로 도전율 증가 물의 분무, 가습기 통한 습도 유지
대전방지제	부도체의 도전성 향상을 위해 섬유나 수지 표면에 흡습성, 이온성 부여
인체 정전기 관리	도전성 바닥, 정전기 방지화 착용 개인용 접지 장치 대전방지, 도전성 의류

 

5. 정전기 대책 추가 고려사항

 1) 위험물 관련 시설에서 정전기로 인한 피해가 극심

 2) 소화설비와 더불어 정전기 해소 설비 (접지봉, 제전기) 설계 필히 반영