정전기 제거를 통한 화재·폭발 방지 기술

정전기 제거를 통한 화재·폭발 방지 기술

 

 

 

1. 정전기 제거의 개요

 

1) 정전기의 정의
  - 정전기(Electrostatic Charge)는 두 물체가 접촉한 후 분리될 때 전하 불균형이 발생하여 형성되는 전위 차이로 인해

    나타나는 현상임
  - 이러한 정전기는 대전된 물체에 축적될 수 있으며, 특정 조건에서 방전될 경우 강한 스파크를 발생시켜 

    가연성 물질을 점화할 위험이 있음

2) 정전기 제거의 필요성
  - 산업 현장에서 정전기 방전(ESD, Electrostatic Discharge)이 발생하면, 가연성 가스, 휘발성 액체, 분진 환경에서

    점화원 역할을 하여 화재 및 폭발을 초래할 수 있음
  - 정전기가 축적될 경우 방전 경로가 없으면 스파크(Spark)가 형성될 가능성이 높아지며, 이러한 방전이 

    폭발성 환경에서 발생하면 심각한 사고로 이어질 수 있음
  - 특히, 석유화학, 반도체, 제약, 화학, 항공산업 등에서 정전기 관리가 필수적임

3) 정전기 제거의 주요 목표
  - 전하 축적 방지: 물체 간 전위 차이를 최소화하여 정전기의 축적을 방지
  - 스파크 방지: 정전기 축적으로 인해 발생할 수 있는 방전(Discharge)과 스파크 형성 위험을 차단
  - 환경 조건 최적화: 접지, 본딩, 습도 조절 등의 방법을 활용하여 정전기 제거에 적합한 환경을 유지

 

 

 

 

2. 정전기 제거 기술의 주요 방식

 

1) 접지(Earthing)
  - 물체에 축적된 정전기를 안전하게 방전시키기 위해 전기적으로 지면(Earth)과 연결하는 방법
  - 금속 배관, 저장탱크, 기계 장비 등에서 필수적으로 적용되며, 정전기가 지속적으로 방출될 수 있도록 지속적인 

    접지 유지가 중요함

2) 본딩(Bonding)
  - 서로 다른 금속 물체 간 전위 차이를 최소화하여 정전기 축적을 방지하는 방법
  - 탱크로리, 드럼, 배관 시스템, 연료 이송 장비 등에서 본딩을 적용하여 정전기 발생을 억제함
  - 본딩이 적절히 수행되지 않으면 전위 차이에 의해 방전 스파크가 발생할 위험이 있음

3) 정전기 방지제(Anti-static Agent) 사용
  - 액체 및 분말 형태의 물질에 정전기 방지 첨가제를 혼합하여 정전기 발생을 억제하는 방식
  - 플라스틱 제품, 섬유, 휘발성 연료 등의 정전기 위험을 줄이는 데 활용됨

4) 습도 조절(Humidity Control)
  - 건조한 환경에서는 정전기 발생 가능성이 높아지므로, 상대 습도를 50~60% 이상으로 유지하여 정전기 생성을 억제함
  - 반도체 제조, 클린룸, 제약 공정 등에서 습도 조절을 통해 정전기 축적을 최소화함

5) 정전기 중화 장치 사용
  - 이온화 장치(Ionizer)를 활용하여 대전된 물체 표면에 양·음 이온을 방출해 정전기를 중화하는 방식
  - 정전기 발생을 원천적으로 차단하는 것이 어렵거나, 미세한 전하 관리가 필요한 경우 적용됨
  - 반도체 공정, 정밀 전자기기 제조, 실험실 환경에서 효과적으로 사용됨

6) 저전도성 재료 사용
  - 정전기가 쉽게 축적되지 않도록 하기 위해 저전도성 소재를 활용한 보호 장비 및 작업 환경을 구축
  - 예를 들어, 정전기 방지 장갑, 바닥재, 작업복 등을 사용하여 작업자의 정전기 발생을 최소화함

7) 정전기 발생 억제를 위한 작업 환경 관리
  - 정전기 발생 가능성이 높은 공정에서는 불필요한 절연체 사용을 줄이고, 도전성 물질을 적극 활용
  - 예를 들어, 연료 이송 과정에서 플라스틱 배관 대신 금속 배관을 사용하고, 정전기 방지 장치를 추가하는 방식으로 

    정전기 발생을 억제할 수 있음

 

 

 

 

3. 정전기 제거 적용 시 고려사항

 

1) 정전기 농도 모니터링 및 관리
  - 특정 환경에서는 정전기 축적이 급격하게 증가할 수 있으므로 정전기 모니터링 시스템을 구축하여 실시간으로

    관리해야 함
  - 정전기 센서를 활용해 전위 차이를 지속적으로 측정하고, 일정 기준 이상이면 자동 방전 시스템이 작동하도록 설정

2) 접지 및 본딩의 신뢰성 확보
  - 접지 및 본딩이 정상적으로 유지되지 않으면 정전기 축적으로 인해 순간적인 방전(스파크) 발생 가능성이 높아짐
  - 접지 및 본딩 시스템의 저항 값을 정기적으로 측정하여 신뢰성을 확보해야 함

3) 정전기 제거 장치 유지보수
  - 이온화 장치(Ionizer) 및 정전기 방전 장치는 오염 및 노후화에 따라 성능이 저하될 수 있으므로 정기적인 유지보수가

    필요
   - 사용 환경에 따라 필터 교체, 전극 점검, 전위 차이 측정 등의 절차를 시행해야 함

4) 정전기 발생 환경 제어
  - 정전기가 발생하기 쉬운 환경에서는 공정 설비의 절연성을 줄이고, 도전성 물질을 활용한 제어 장치를 추가하는 것이

    중요함
  - 정전기 축적 가능성이 높은 가연성 가스 또는 분진 환경에서는 특수한 방폭(Explosion-proof) 설비를 적용해야 함