第22章 静電気
静電気が起きるしくみ、たまりやすい条件と物質、そして危険物を扱うときの防ぎ方。
1. 静電気はどうして起きるか
二つの物がこすれ合ったり、くっついて離れたりすると、電気(電子)が片方へ移り、一方が+、もう一方が−に帯電します。これが静電気です。電気の量(電荷)の単位はC(クーロン)です。
静電気が起きやすい場面
・液体が配管やホースの中を流れる(流動)
・液体がノズルから勢いよく噴き出す(噴出)、しぶきが飛ぶ
・タンクの中でかき混ぜる(かくはん)
・衣服どうしがこすれる、人が歩く
引火性液体を流す・注ぐ・混ぜる作業そのものが、静電気のもとになります。
2. たまりやすい物、たまりやすい条件
静電気は起きてもすぐ逃げれば問題ありません。危ないのはたまる(蓄積する)ときです。
・電気を通しにくい物(絶縁性が高い物・不良導体)ほど、たまりやすい
ガソリン・灯油・軽油などの石油類、合成樹脂、合成繊維など
東京消防庁も、ガソリンは「電気の不良導体であるため、発生した静電気が蓄積しやすい」としています
・空気が乾いている(湿度が低い)ほど、たまりやすい(冬に多い)
・流す速さ(流速)が速いほど、多く発生する
・合成繊維の衣服は、木綿の衣服より帯電しやすい
たまった静電気が一気に流れると放電火花が出ます。このとき周りに可燃性の蒸気が燃焼範囲の濃さであれば、引火して火災や爆発になります。
3. 放電のエネルギー
たまった静電気が放電するときのエネルギーは、次の式で表されます。
E = ½ × Q × V = ½ × C × V²
(E:エネルギー[J]、Q:電荷[C]、V:電圧[V]、C:静電容量[F])
例:静電容量200pF(200×10⁻¹²F)の物体が10kV(10,000V)に帯電していると
½ × 200×10⁻¹² × (10,000)² = 0.01J = 10mJ。
電圧が2倍になるとエネルギーは4倍になります。可燃性蒸気は、ごくわずかなエネルギーの火花でも引火することがあります。
4. 静電気を防ぐ方法
・接地(アース)・ボンディング … たまった静電気を大地へ逃がす。接地は静電気の「発生」を止めるのではなく、「蓄積」を防ぐもの
・湿度を上げる … 加湿や散水で、物の表面に電気を逃がしやすくする
・流速を遅くする … 配管やホースで送るときの速さを抑える
・導電性の材料を使う … 電気を通す容器・ホース・床など
・帯電防止の服や靴を身につける
・除電器で空気をイオン化して、たまった電気を打ち消す
・注ぐときは液がはねたり噴き出したりしないようにする
法令にも、静電気対策がはっきり書かれています。
・静電気が発生するおそれのある設備には、静電気を有効に除去する装置を設ける(危政令 第9条第1項第18号 製造所)
・ガソリンなどの屋外貯蔵タンクの注入口付近には接地電極を設ける(危政令 第11条第1項第10号ニ)
・ガソリンなどの移動貯蔵タンク(タンクローリー)には接地導線を設ける(危政令 第15条第1項第14号)。出し入れのときは接地する(危政令 第27条第6項第4号ハ・危規則 第40条の6)
・移動貯蔵タンクに上部から注入するときは、注入管を使い、その先端をタンクの底部に着ける(危政令 第27条第6項第4号ホ)
・ガソリンを入れていたタンクに灯油・軽油を入れるときなどは、液面が注入管の先端を超えるまで注入速度を毎秒1m以下にする(危規則 第40条の7第1号)
POINT
5. ここだけは覚える
・電気を通しにくい物ほど静電気がたまりやすい(ガソリン・灯油など)
・湿度が低い、流速が速い、噴出・かくはんがある → 危ない
・対策:接地、加湿、流速を遅く、導電性材料、帯電防止服・靴
・接地は蓄積を防ぐもので、発生そのものは止められない
・放電エネルギー E = ½QV = ½CV²
・注入管の先端はタンクの底部に着ける