정전기

정전기의 정의

정전기는 물체 표면에 전하가 불균형하게 축적되어 전위차를 가지는 정지된 전기 현상이다.

전기가 흐르지 않고 한곳에 정지해 있다는 뜻에서 정전기라고 부른다.

전하가 축적되어 전위차가 절연내력을 넘으면 방전이 일어난다.

발생 원리

서로 다른 두 물질이 접촉한 뒤 분리되면 전자가 한쪽에서 다른 쪽으로 이동한다.

그 결과 한쪽은 양(+), 다른 쪽은 음(-)으로 대전된다.

대전열은 물질을 대전 극성 순서로 나열한 것이다. 멀리 떨어진 물질일수록 대전량이 커진다.

정전기 발생은 전하 이동, 전하 분리, 전하 완화의 세 과정으로 나뉜다.

방전 형태

방전 형태는 전계 집중 정도와 방전 에너지 밀도로 구분한다.

코로나 방전은 불평등 전계에서 국부적으로 일어나며 에너지가 작다.

불꽃·스트리머 방전은 에너지 밀도가 커서 가연성 혼합기의 착화 원인이 된다.

방전 에너지

방전 에너지는 대전 물체의 정전용량과 전압으로 정한다.

정전용량 100 pF, 전위 10 kV이면 에너지는 5 mJ이 된다.

이 값은 많은 가연성 혼합기의 최소 점화에너지보다 커서 착화 위험이 있다고 판단한다.

재해 방지 대책

정전기 대책은 발생 억제, 축적 방지, 방전 에너지 억제를 함께 적용한다.

도전성 설비는 접지와 본딩으로 등전위로 만든다.

절연체는 접지만으로 전하가 빠지지 않으므로 이오나이저 같은 제전장치로 중화한다.

앞 문제의 정답은 5 mJ이다.

정리

정리하면 정전기는 전하가 불균형하게 축적되어 생긴 전위차 상태다.

발생 원리는 접촉·분리로 전하가 이동하고, 분리되고, 완화되는 흐름이다.

재해 방지는 억제, 중화, 방전 억제를 함께 적용하며 법령 근거는 제325조다.