(57)【要約】      （修正有）【課題】静電気の危険性の指標として帯電体の放電電荷量・放電する電荷の電位・放電エネルギーを指標にする方法を提供する。【解決手段】従来の静電気測定器のかわりに等価変換法を用いた静電気測定器を使用して、火花放電を発生させることなく放電する電荷の電位と放電電荷量と放電エネルギーを求める。【効果】物理的意味の曖昧な帯電体の電位または電荷量または静電エネルギーを静電気の危険性の指標にした従来の手法を物理的意味の明確な手法に変更できた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気の危険性の評価または鑑定において、静電気放電する電荷の電位または放電する電荷の静電気量またはそれらの組み合わせである放電エネルギーを指標として評価または鑑定を行う方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の属する技術分野
静電気の危険性に関する
【０００２】従来の方法
静電気に関する規制には「静電気による危険の恐れのないように」と記載しているが具体的な数値は示していない。静電気の危険性を具体的な数値で示すことが難しいためである。たとえば、静電気学会編静電気ハンドブック第２９４頁には「帯電した石油系液体の着火危険性を示す指標として最も広く受け入れられているものはＫｒａｍｅｒが報告した油面電位６０ＫＶという値である」と記したあとに、「電荷密度が高い条件の実験では更に低い油面電位で着火した例が報告されている」を追記し、危険性の評価の難しさを説明している。また、ハンドブック第２９６頁には「現在は、導電率が数ｐｓ／ｍ以上の液体に対しては指数緩和則を適用するのが妥当とされている。しかし、電荷の緩和について注意を要する点は、実際のタンクでは理論からの予測よりもはるかに緩慢にしか緩和しないことがある。理論的研究がおこなわれているが、結論は得られていない」と本音を記載している。ところで、油面電位とは何か？という定義はどこにも記載されていない。本来、油面は等電位面になり得ない。それを油面電位というひとつの平均値に相当する量に置換することが可能か否かという課題が未解決である。すなわち定義のない用語で危険性を評価せざるを得ないところに静電気の根本的な課題がある。それで、静電気の放電エネルギーよりも小さければ着火しないという自明の理に基づいて、放電エネルギーを着火エネルギーよりも小さくすることを目指して静電気管理はすすめられている。しかしながら、静電気の放電エネルギーを現場で実測することは難しい。それで、静電気の電位Ｖと電荷量Ｑを求め、ＱＶを小さくすれば、放電エネルギーも小さくなるという努力が払われている。実際問題として、現場の静電気の電荷量と電位の眞値を求めることは難しい。それで、実務家の間では、現場状況と導体系の静電界と絶縁物を帯電させて得られたいくつかの実験結果と過去の実績を総合して電位を求め危険性を評価し、静電気による危険の恐れがないように努力している。
【０００３】発明が解決しようとする課題
電位Ｖ、電荷量Ｑの静電気が放電によって電荷量ｑ、電位υに変化したとする
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ｑυ）であらわせる。それで、従来は入手しやすいＶまたはＱで静電エネルギーを求めて危険性を判断してきた。放電エネルギーは（Ｑ−ｑ）とＶとυに基づく量を指標にしなければならない。
【０００４】課題を解決するための手段
電位Ｖ，電荷量Ｑの静電気が放電すると電位υ、電荷量ｑの静電気が残り、υとｑの大きさは放電発生点または放電到着点すなわち放電火花の始点または終点の位置が変わると違った値となる。それゆえに、静電気放電に関する諸事項を整理するためには放電の発生点と到着点を指定しておかなければならない。
静電気ハンドブック第１３０頁から第４０７頁までに静電気放電の発生しやすい場所に関する情報が事例的に記載されている。これを参考にして対象とする静電気の放電の発生しやすい位置を指定し、そこに放電が生じた場合の放電量（Ｑ−ｑ）と初期電位Ｖを求める。つぎに、放電量が最大となる、または電位降下（Ｖ−υ）が最大となる静電気放電が発生する場所は放電を発生しやすい場所であると一般には想定されているが、静電気の危険性をを判定するためにはこれを確認しておく必要がある。それで、放電量が最大になると予期できる放電開始点と放電到着点を設定し、そこでの放電量（Ｑ−ｑ）と初期電位Ｖを求める。つぎに、電位降下量（Ｖ−υ）が最大になると予期できる放電開始点と放電到着点を設定し、この場合の放電量（Ｑ−ｑ）と初期電位Ｖを求める。ついで、上記した３つの場合の放電量または初期電位またはその積の１／２を該静電気の危険性の指標とすると、この指標は従来の指標ＶとＱよりも信頼性が高い。ところで、放電電荷量と電位の測定には以下の課題を正しく解決することが必要である。設置された放電極が帯電体に近づくと、帯電体上の放電発生点と接地電極とが静電気放電で短絡され、放電発生点の電位が０になるまで接地電極を通して電荷が放電する。したがって、放電電極に流入した電荷量を求めれば、これが放電電荷量である。つぎに、帯電体の放電前の電位Ｖと放電後の電位υは静電気測定器で測定できるから、電位降下量は（Ｖ−υ）で求められる。放電前のＶおよびＱよりも放電電荷量（Ｑ−ｑ）と電位降下（Ｖ−υ）の方が静電気の危険性の指標として妥当であることは自明である。ただし、現場で静電気放電を発生させることは好ましくない。また、静電気測定器の指示値は学術的な意味での静電気の電位を示すものではないという指摘がある。この指摘は、ＶとＱを指標とする従来の方法の否定である。すなわち、静電気測定器とは、帯電体の電位を一つの数値として検知する測定器であるが、帯電体の表面は等電位面ではない。したがって、等電位面でない帯電体の電位を平均値のような一つの値に換算できる測定器であるという証明がない。指示値が得られてもその数値は物理的には何を意味しているのかという課題付の測定値である。それゆえに、（Ｑ−ｑ）とＶまたはυを以下の方法で求める方が望ましい。「所定の電圧で通電する素子を利用した静電気測定器、特願２００１−１２８４５２」という静電気の測定器がある。この測定器は等価変換法と呼ばれる手法で放電電荷量に相当する電荷量と放電する電荷の電位を火花放電を発生させることなく求めるための測定器である。
【０００５】発明の実施の形態
帯電量Ｑまたは電位Ｖまたはその組み合わせを静電気の危険性の指標とする従来の危険性の評価方法または鑑定方法を静電気放電する電荷の電位または放電する電荷量またはそれらの組み合わせを危険性の指標とする評価方法または鑑定方法に変更しても、測定器が従来の測定方法によるものであれば現場での静電気放電は好ましくない、従来の静電気測定器で得られるボルト単位の指示値はＭＫＳ単位系でのボルトではないという不完全性が残る。等価変換法と称される静電気測定器を使用すると、放電電荷量に相当する電荷量と放電する電荷の電位を静電気放電を発生させることなく測定することができる。すなわち、等価変換法と称される静電気測定器を使用すると、電位Ｖまたは電荷量Ｑを指標とした従来の静電気の危険性の評価または鑑定を静電気放電を発生させることなく放電する電荷の電位または静電気放電する電荷量またはそれらを組み合わせた指標で危険性の評価または鑑定が実施できる。
【０００６】実施例１
ゴム工場の塵埃捕集用バグフィルターに静電気放電が生じたので、等価変換法を用いた静電気測定器で測定したところ、放電電荷量６×１０−７Ｃ，放電する電荷の電位２×１０４Ｖが得られた。放電エネルギーは約６ｍＪでゴム屑の最小着火エネルギー２ｍＪよりも大きい。ちなみに、静電気測定器でバグフィルターの電位を測定すると５ＫＶであった。バグ形状が細い円筒形のために、測定値が低く出たものとおもわれる。対策として捕集口に給湿用の水噴霧器を設置した。
【０００７】効果
従来の静電気測定器の指示は形状によって過小評価となることが判明し、他の部所も等価変換法を用いた測定器で安全点検したところ、いくつかの危険個所が発見された。
【０００８】実施例２
製油所コンプレッサーのゴムベルトに静電気放電の危険が懸念された。概観検査の結果、ベルトとベルトカバー取り付けベルトとの間で放電が発生しやすいと判断された。等価変換法を用いた測定器で測定すると、ボルト近傍のベルトの放電する電荷の電位は１，５×１０４Ｖ、放電電荷量１×１０−７Ｃを得た。ガソリン蒸気の最小着火エネルギーよりも大であるので、対策として蒸気加湿することになった。
【０００９】効果
従来は静電気測定器で測定していた。カバーされたベルトの静電気を従来の静電気測定器で測定すると指示が低く、危険を認識できなかった。
【００１０】実施例３
樹脂ペレットを攪拌反応槽に仕込み中、静電気火災を生じたという他社の情報が得られたので、工場安全のため同類の装置を点検した。図１は仕込み作業の説明図で１はホイスト、２はフレキシブルコンテナーである。材質がＰＶＣコーティングを施したポリエステル製の基布で構成された直径７５ｃｍφ、長さ１００ｃｍの円筒形である。３はフレキシブルコンテナーを吊り下げるロープ、４は導電性のゴムでつくられたペレット排出口、５は反応槽のマンホール、６は反応槽、７は作業員、８は排出口上の測定点で、マンホールと接触する直前に放電点となる可能性のある場所、９はフレキシブルコンテナーの頂部の中心点で条件が整えばホイストとの間で放電を発生させるかもわからない測定点である。マンホールで発火したという情報に基づき、ペレット排出口上の８を等価変換法を用いた静電気測定器で測定すると、放電する電荷の電位は１３ＫＶ、放電する電荷量は５×１０−７Ｃを得た。溶剤蒸気を着火させるに十分なエネルギーである。参考のため、一般の静電気測定器で８を測定すると１２ＫＶを得た。つぎに、周辺の接地導体の影響の少ない頂部を等価変換法を用いた静電気測定器で測定すると、放電する電荷の電位は２４ＫＶ、放電電荷量１×１０−６Ｃを得た。溶剤蒸気は空気よりも比重が重いので、９近傍で放電が生じても着火の危険はない。しかし、ホイストその他との間で何らかの別条件が派生して放電が生じると、信号系と制御系に誤動作を発生させるに十分な放電エネルギーとなる。導電性コンテナーに置換した。
【００１１】効果
フレキシブルコンテナーの上部のように着火の危険とは無縁の個所が制御系・信号系の誤動作源になる可能性を発見した。
【００１２】
【図面の簡単な説明】
【図１】フレキシブルコンテナー中の樹脂ペレットを攪拌反応槽中に仕込む作業中に生じる静電気の測定実験の説明図で被測定点は番号８と９である。
【符号の説明】
１はホイスト  ２はフレキシブルコンテナー  ３はフレキシブルコンテナーを吊り下げるロープ  ４は導電性のゴムでつくられたペレット排出口  ５は反応槽のマンホール  ６は反応槽  ７は作業員  ８は排出口上の測定点でマンホールと接触する直前に放電点となる可能性のある場所  ９はフレキシブルコンテナーの頂部の中心点で条件が整えば放電が発生するかもわからない測定点
【図１】
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