정전기 위험성과 방지대책

정전기란 무엇인가

정전기는 물체 표면에 전하가 머물러 있다가 방전하는 현상이다.

정전기는 설비 화재·폭발과 작업자 감전 사고의 점화원으로 자주 발생한다.

대전, 마찰대전, 방전, 최소점화에너지 같은 키워드를 하나의 흐름으로 익힌다.

대전과 마찰대전

두 물체를 비비거나 떼어내면 전자가 한쪽으로 옮겨 간다.

그러면 한쪽은 음, 다른 쪽은 양으로 남는다.

이렇게 전기가 남은 상태를 정전기라고 한다.

접촉 후 떨어지며 생기는 대전이 마찰대전이다.

도체와 부도체

도체는 전하가 이동하기 쉬운 물질이다.

도체에 쌓인 전하는 접지로 흘려 보내 제거한다.

부도체는 전하가 표면에 머물러 쉽게 축적된다.

그래서 부도체는 접지로 막을 수 없고, 가습·제전·대전방지제를 병행한다.

방전 형태와 착화

방전은 축적된 전하가 한꺼번에 빠져나가는 현상이다.

코로나 방전은 에너지가 작아 대부분 단독으로 점화원이 되지 않는다.

스파크 방전은 에너지가 최소점화에너지를 넘으면 화재·폭발로 이어진다.

방전 에너지가 최소점화에너지보다 크면 착화성 방전이 된다.

특히 전파 브러시 방전은 폭발 위험이 가장 높다. 소리나 불꽃이 보이지 않는 방전도 점화원이 될 수 있다.

방전 에너지 계산

방전 에너지는 E = 1/2 × C × V² 로 구한다.

정전용량 10pF, 대전 전압 5kV를 대입해 직접 구해 보자.

정답과 방지대책

정답은 0.125mJ이다. 가연성 증기 중에서는 착화 위험이 있다.

정전기 대책은 도체, 부도체, 인체의 세 축으로 나눠 쓴다.

도체는 접지와 본딩으로 전하를 대지로 빼낸다.

부도체는 접지로 막을 수 없어 가습과 제전장치를 병행한다.

인체는 대전방지화, 제전복, 손목접지대로 대응한다. 법적 근거는 제325조다.