정전기 제거설비

가연성액체, 가연성미분 등의 위험물을 취급하는 설비에 있어서는 위험물의 유동마찰 등에 의해 정전기가 발생하고 이것의 방전 불꽃에 의해 위험물에 착화할 위험성이 있기때문에 이러한 설비에는 축적되는 정전기를 유효하게 제거하기 위한 장치 설치가 필요하다.

 

 

 

정전기 제거설비

관련 법규

위험물안전관리법 시행규칙 [별표 4] 제조소의 위치·구조 및 설비의 기준(제28조관련)

Ⅷ. 기타설비

6. 정전기 제거설비

위험물을 취급함에 있어서 정전기가 발생할 우려가 있는 설비에는 다음 각목의 1에 해당하는 방법으로 정전기를 유효하게 제거할 수 있는 설비를 설치하여야 한다.

가. 접지에 의한 방법

나. 공기 중의 상대습도를 70% 이상으로 하는 방법

다. 공기를 이온화하는 방법

 

 

정전기 대책

일반적인 대책으로서는 접지하는 방법을 취하고 있지만 취급하는 물질 및 작업형태 등에 의해서 단독으로 혹은 다음의 방법을 조합해서 이용한다.
①  폭발성분위기의 회피(불활성가스에 의한 봉인 등)
② 전도성 구조(유동하거나 분출하고 있는 액체는 일반적으로 전도율에 관계없이 접지에 의해서 대전을 방지할 수 없다)
③  액체 전도율의 증가(첨가제 등)
④  정전기의 중화(공기이온화 등)
⑤  유속제한
⑥  습도조정(상대습도 70% 이상)
⑦  인체의 대전방지

 

 

접지 및 본딩

접지는 정전기의 방지대책중에서 가장 기본적인 대책으로서 물체에 발생한 정전기를 대지로 누설, 완화시켜 물체에 정전기의 축적 또는 대전을 방지하기 위한 것이다.

정전기가 축적되는 것을 방지하기 위한 접지경로의 저항은 전하를 소멸시키기에 충분해야 한다. 1 ㏁ 이하의 저항은 일반적으로 충분하다고 보며, 본딩/접지 시스템이 모두 금속인 곳에서의 접지경로 저항은 일반적으로 10 Ω 이하이다. 

 

정전기용 접지 및 본딩 방법에 대해서는 기 포스팅한 다음 링크 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/1288

정전기용 접지 및 본딩 방법

 

 

접지에 의한 대전방지 효과에 대해서는 기 포스팅한 다음 링크 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/1287

접지 및 본딩에 의한 대전방지

 

 

정전기의 중화(공기이온화 등)

제전기(이오나이저)는 이온을 발생시켜 대상 물체에 부딪힘으로써 정전기를 제거한다. 정전기를 제거한다는 것은 전기적으로 균형이 무너진 상태를 중성으로 되돌리는(중화하는) 것을 말한다. 즉, 균형이 잡힌 상태란 바꿔 말하면 정전기가 없는 상태이다.

제전기(이오나이저)는 플러스 이온, 마이너스 이온을 모두 발생시킬 수 있기 때문에 대상 물체가 플러스와 마이너스 중 어느 쪽으로 대전되어도 정전기를 제거할 수 있다.

전압 인가식 제전기는 그림과 같이 전극침, 고압 전원, 어스로 구성된다.

 

<그림 1> 전압 인가식 제전기의 구조(이미지 출처: https://www.keyence.co.kr/정전기 방지 가이드)

 

 

전원을 사용하여 침 끝에 전압을 인가하면 코로나 방전이라는 약한 방전이 일어난다.

코로나 방전이 발생하면 전극침 주위의 공기가 이온으로 변화하고, 이렇게 발생한 이온을 대전된 대상 물체에 부딪혀 정전기를 제거하는 원리이다.

 

<그림 2> 공기이온화법 설치 예 (이미지 출처 : 소방청 위험물실무해설서 1)

 

 

습도조정(상대습도 70% 이상)

정전기 제거 방법 중 하나로 습도 관리가 있다.

공기 중의 수분이 많은 곳에 물체를 두면 표면에 많은 물 입자가 접촉된다. 물은 전기가 통하므로 수분이 물체의 표면에 많이 붙으면 전기가 잘 통하는 상태가 된다. 이 상태에서 어스와 연결하면 다음 그림과 같이 정전기가 빠져나간다.

 

<그림 3> 습도가 높은 경우의 물체와 정전기  (이미지 출처 : https://www.keyence.co.kr/ss/products/static/static-electricity/step/humidity.jsp)

 

 

또한 공기 중에 수분이 많으면 공기 중의 수분을 통해 자연스럽게 정전기가 빠져나간다.

따라서 습도 관리는 정전기가 잘 생기지 않는 환경을 만들 수 있는 효과적인 대책이 된다.

 

<그림 4> 증기분사법 설치 예  (이미지 출처 : 소방청 위험물실무해설서 1)

 

 

위험물 실무 해설서에서는 상대습도를 70% 이상을 요구하고 있지만 타 문헌(Reference 2)에서는 다음과 같이 설명하고 있다.

"마찰로 인해 정전기가 발생하려면 반드시 공기가 상대 습도 45% 이하가 되어야 한다. 상대 습도 45-55% 사이에서는 정전기가 축적은 되지만, 공기 중의 습기를 통해 정전기가 땅으로 흐르게 되므로 그 정도는 낮다. 공기를 상대 습도 55% 이상으로 유지하면 정전기는 절대로 축적되지 않는다."

* 상대 습도 : 현재 온도에서 포화 수증기량에 대한 현재 공기 중의 수증기량의 비율.(일반적으로 습도라고 하는 경우 상대 습도를 말한다.)

 

Reference : 1.  소방청 위험물실무해설서 1

2. https://www.condair.co.kr/applications/other-humidifier-applications/static-elimination-humidification-humidity