정전기 대전·방전 종류와 방지대책

정전기의 정의

정전기는 물체 표면에 전하가 머물러 축적되는 현상이다.

이 전하가 한꺼번에 흘러가는 순간이 방전이며, 방전 시 화재·폭발과 감전이 생긴다.

정전기 재해는 대전, 축적, 방전, 점화의 연쇄로 일어난다.

대전 형태

정전기는 발생 원인에 따라 마찰, 유도, 박리, 유동 대전으로 나뉜다.

마찰대전은 두 물질이 분리될 때 전자가 이동해 반대 극성이 된다. 산업현장에서 가장 흔하다.

유도대전은 도체를 순간 접지한 뒤 접지를 끊으면 반대 극성의 순전하가 남는다.

박리대전은 필름 권취에서, 유동대전은 석유류 이송에서 주로 문제가 된다.

방전 형태와 에너지

방전은 공간 크기와 에너지에 따라 코로나, 브러시, 스파크, 연면, 전파 방전으로 나뉜다.

스파크 방전은 두 도체 사이의 짧은 불꽃으로 에너지가 높다.

방전 에너지가 최소점화에너지보다 크면 가연성 혼합물이 착화한다.

계산 예제

인체를 커패시터로 보면 대전 에너지는 1/2 C V²로 구한다.

인체 정전용량 200pF, 대전 전압 5kV인 작업자를 가정한다.

대입하면 방전 에너지는 2.5mJ이다.

인화성 가스의 최소점화에너지가 0.1mJ 수준이면 이 방전은 점화 가능하다.

방지대책

방지대책의 출발점은 전하가 방전 에너지로 모이지 않게 하는 것이다.

도체는 접지와 본딩, 유속 제한으로 전하를 대지로 흘려보낸다.

부도체는 가습이나 제전기로 표면 전하를 소멸시킨다. 접지는 부도체에 효과가 없다.

인체는 대전방지화와 손목접지대로 인체의 전하를 바닥으로 흘려보낸다.

자주 틀리는 점

가장 흔한 실수는 정전기 대책을 접지 하나로 끝내는 답안이다.

법령도 설비 조치(제325조 제1항)와 인체 조치(제325조 제2항)를 나누어 규정한다.

방전 종류는 정의 없이 나열하지 말고 발생 조건과 재해 형태를 함께 쓴다.

정리

정전기 대책의 핵심은 전하가 축적되어 방전 에너지로 모이지 않게 하는 것이다.

도체는 접지, 부도체는 가습과 제전기, 인체는 대전방지 복장으로 나눠 대응한다.

설비와 인체를 함께 관리하고 접지저항과 표면저항을 정기 측정한다.