정전기 재해 및 재해 방지 대책

일상 생활에서 정전기는 수시로 발생하며 가끔식 인체를 통해서 느낄 수가 있다. 평소에는 대수롭지 않게 지나가겠지만 정전기 또한 재해가 될 수 있으므로 주의해야 한다. 정전기가 발생하는 곳을 무관심하게 지나쳐서는 안된다. 정전기의 발생 원인은 마찰이므로 평소에 마찰을 줄이는 방안을 생각해야 한다. 액체 등을 파이프로 이송할 경우에도 곡관이나 내부의 재질에 대해서도 신경써야 한다. 물질 상호 간에도 대전이 잘되는 것과 잘 되지 않는 것이 있다. 상호 대전하기 어려운 물질들을 사용해야 안전에 대비하여 효율적으로 대응이 가능하다.

 

정전기의 발생과 영향

정전기는 두 물질이 접촉하고 분리하는 상호작용 과정에서 발생한다. 대전 시 두 물질이 가까운 위치에 있으면 정전기 발생량이 적고 먼 위치에 있으면 정전기의 발생량이 커진다. 정전기는 처음에 접촉과 분리가 일어 날 때 최대로 많이 발생한다. 지속적으로 접촉하고 분리가 반복 될수록 정전기 발생량은 줄어들게 된다. 물질의 표면이 거칠기가 적으면 정전기 발생량이 적다. 수분이나 기름에 오염되어 있으면 정전기 발생량이 커지게 된다. 접촉한 뒤에 분리되는 속도가 빠르면 정전기 발생량이 증가한다. 접촉면적이 크고 압력이 클 수록 정전기에 발생량도 따라서 커진다. 정전기 대전의 종류는 유동정전기, 분출정전기, 마찰정전기, 박리정전기, 파괴정전기, 충돌정전기 등으로 분류된다. 정전기 방전은 코로나방전, 연면방전, 불꽃방전, 스파크방전으로 분류가 된다. 코로나방전은 국부적으로 전계되기 쉬운 돌기부분은 자속방전이 발광방전보다 먼저 발생하고 다른 부분과 다른 국부파괴 상태가 되는 것을 말한다. 연면방전은 큰 출력의 벨트, 항공기 창문 등 기계적 마찰이 큰 표면에 전하밀도가 높을 때 발생한다. 액체나 고체 절연체와 기체 사이의 경계에 발생하는 방전을 말한다. 불꽃 방전은 표면의 전하밀도가 지속적으로 누적축적되어 분극화된 절연판이나 도체가 대전되면 도체 사이에서 강한 발광과 파괴음을 수반하는 방전 형태이다. 스파크 방전은 금속으로 된 물체를 다른 절연도체에 근접시켰을 때 발생하는 것이다. 두 개의 도체간에는 단락이 생기고 발광현상을 수반한다. 스파크가 발생하면 공기 중 오존이 생성되어 인화물의 인화나 분진폭발을 일으킬 위험성이 있다.

 

정전기 재해

정전기의 흡인이나 반발력에 의한 재해는 가루에 의한 눈금의 막힘, 제사공장에서 실의 절단, 보풀, 분진 부착 등에 의한 품질저하, 직포의 건조나 정리 작업 중 보풀이나 접기가 힘든 일, 인쇄 시 종이 파손이나 오손, 겸침 등이 발생하게 된다. 방전전류에 의해 반도체 소자 등의 전자제품이 파괴되거나 오작동 된다. 전자파로 인해 전자기기나 장치의 잡음, 오동작이 발생한다. 액체 취급 할 경우에는 파이프나 밸브 등을 흐르거나 용기에서 쏟을 경우에 정전기가 발생한다. 도전성 물질을 분무 할 때에도 정전기가 많이 발생한다. 고체 물질을 취급하는 공정은 절연성 물질의 표면마찰, 플라스틱의 분리, 롤러위 컨베이어 벨트, 섬유의 옷 탈의, 의자에서 일어날 때 등이며 다양한 상황에서 정전기가 발생한다.

 

방지 대책

기본적으로 정전기로 인한 재해를 예방하기 위해서는 정전기 발생이 억제되어야 한다. 발생전하의 다량축적방지가 가능해야 한다. 축적전하의 조건 하에서 방전방지가 가능해야 한다. 근본적으로 정전기 발생을 예방하기 위해서는 발생하는 전하량을 통제해야 한다. 대전물체의 전하축적 가능성에 대해 검토해 본다. 위험한 방전을 생기게 하는 조건이 있는 지 여러 방면에서 검토한다. 제전기를 사용하여 정전기 발생량을 줄이도록 해야 한다. 전압인가식 제전기는 전극에 7,000볼트의 코로나방전을 일으켜 발생한 이온으로 대전체의 전하를 재결합시켜서 중화한다. 자기방전식 제전기는 작은 코로나 방전을 일으켜 제전하는 것이다. 대전체 자체를 이용하는 방식이다. 이온식 제전기는 7,000볼트의 교류전압이 인가된 칩을 배치하고 코로나 방전에 의한 이온을 대전체로 방출하는 방법이다. 폭발의 위험에 있는 곳에 유용하게 사용할 수 있으나 효율이 낮다.