Energy Stored in the Electric Field Produced by a Charged Fabric with a Conductive Mesh

• Autorzy: Kacprzyk R. , Król J. , Pelesz A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.1313

Warianty tytułu

PL

Energia zgromadzona w przestrzeni wokół naładowanej tkaniny z włóknami przewodzącymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the research was to set up a simplified analytical fabric-grounded object model for estimation of the energy stored in the electric field occurring in the space surrounding a charged fabric. A standard spherical electrode was used as the grounded object. Synthetic fabric with regularly spread conductive yarns (in the form of a grid with regular cells) was used as a sample. The model allowed to combine the energy stored in the space of the cell with the geometry of the fabric-object system and the surface charge density. The model led to a power type relation between the energy W and the cell, with a diameter of a, in the form W = K●an, n ≈ 3. These results were verified by those obtained from numerical modeling using the COMSOL Multiphysics program. It was found that for a cell with a diameter of 10 to 50 mm, the difference in results was lower than 38%. Based on the results obtained, it can be stated that the model proposed can be used for the design of fabrics (used in ESD protection) with the maximum acceptable stored energy.

PL

Celem badań było przygotowanie uproszczonego analitycznego modelu układu tkanina-uziemiony obiekt, umożliwiającego oszacowanie energii zgromadzonej w polu elektrycznym w przestrzeni wokół naładowanej tkaniny. Jako uziemiony obiekt przyjęto standardową elektrodę kulistą. Badano tkaninę syntetyczną, zawierająca włókna przewodzące, tworzące siatkę o regularnych „oczkach”. Model pozwala na powiązanie energii zgromadzonej w otoczeniu „oczka” z geometrią układu tkanina-obiekt oraz gęstością ładunku na powierzchni tkaniny. Model prowadzi do potęgowej zależności energii W, zgromadzonej w otoczeniu oczka w formie koła od jego średnicy a, w postaci W = K●an, gdzie n ≈ 3. Wyniki zweryfikowano symulacją takiego samego układu, wykonaną w programie COMSOL Multiphysics. Stwierdzono, że dla 10 ≤ a ≤ 50 mm względne różnice pomiędzy wynikami uzyskanymi z obydwu metod są mniejsze niż 38%. Zgodność ta pozwala wykorzystać przedstawiony model do projektowania tkanin (stosowanych w ochronie ESD) odopuszczalnej maksymalnej gromadzonej na nich energii.

Słowa kluczowe

EN

ESD-protection; antistatic fabric; conductive yarns

PL

ochrona ESD; tkanina antystatyczna; przędza przewodząca

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 26, no. 4 (130)
• Strony: 52--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kacprzyk R.

• Wroclaw University of Science and Technology, Department of Electrical Engineering Fundamentals, 50-370 Wroclaw, Wyb. Wyspianskiego 27

autor

Król J.

• Wroclaw University of Science and Technology, Department of Electrical Engineering Fundamentals, 50-370 Wroclaw, Wyb. Wyspianskiego 27

autor

Pelesz A.

• Wroclaw University of Science and Technology, Department of Electrical Engineering Fundamentals, 50-370 Wroclaw, Wyb. Wyspianskiego 27

Bibliografia

• 1. Grabarczyk Z J. Zagrożenia elektrostatyczne w środowisku pracy. Przegląd Elektrotechniczny. 2005. 81(12): 63-65.
• 2. PN-E-05205:1997. Ochrona przed elektrycznością statyczną – Ochrona przed elektrycznością statyczną w produkcji i stosowaniu materiałów wybuchowych
• 3. Greason W D. Electrostatic Damage in Electronics: Devices and Systems, Research Studies Press Ltd. Taunton, UK, 1987
• 4. IEC 61340-3-1. Methods for simulation of electrostatic effects – Human body model (HBM) – Component testing, 2002.
• 5. Namaguchi Toshikazu, Hideka Uchida. Wrist strap designs and comparison of test results according to MIL-PRF-87893 and ANSI EOS/ESD association S1.1. Electrical Overstress/Electrostatic Discharge Symposium Proceedings, 1998. IEEE, 1998.
• 6. Holdstock P. The damaging effects of electrostatic discharges from textile surfaces. Journal of Electrostatics 1997; 40: 529-534.
• 7. http://www.xiaohetex.cn/productgrouplist-218857953/Workwear_Uniform_fabrics.html, access: June 07, 2018.
• 8. CSN-EN 13463-1:2009 - Non-electrical equipment for potentially explosive atmospheres - Part 1: Basic method and requirements.
• 9. Kacprzyk R. Measurements of electrical potential of constant charge objects. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 2012; 19(1): 134-139:
• 10. Kacprzyk R. Uncertainty of potential measurements of Q-constant objects. Journal of Physics: Conference Series 2015; 646(1): 1-4.
• 11. Paasi J., et al. ESD-protective clothing for electronics industry – A new European research project ESTATGarments. 6th Dresden Textile Conference, June 19-20, 2002, 1(8).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).