静電気（発生のしくみ・たまりやすい条件・事故の防ぎ方）

静電気はどんなときに発生する？

静電気は、2つの物体が触れ合って離れるときに、一方からもう一方へ電子が移ることで生じます。電子を失った側は正（＋）、受け取った側は負（−）に、同じ量だけ帯電します。

こすれ合う摩擦のほか、密着したものがはがれるとき、液体が配管の中を流れるとき、ノズルから噴き出すとき、かくはんしたり容器に落としたりするときにも発生します。液体が流れて帯電するものを流動帯電、噴き出して帯電するものを噴出帯電と呼びます。

帯電した物体どうしは、同じ種類の電荷なら反発し合い、違う種類なら引き合います。電荷は電気を通す物を伝って逃げていくので、電気を通しにくい物体ほど電荷が残り、たまっていきます。

身近な例では、冬にセーターを脱ぐときのパチパチという音や、ドアノブに触れた指先に走る火花がそうです。どちらも、たまった電荷が一度に流れる放電で、危険物を扱う現場ではこの火花が可燃性蒸気の近くで起こることが問題になります。

なぜ第4類の危険物で静電気が問題になる？

ガソリンや灯油などの第4類の危険物の多くは電気を通しにくい不良導体で、流れたりこすれたりすると帯電し、しかも電荷が逃げにくいからです。たまった電荷が放電すると火花が出て、周りに可燃性の蒸気があれば着火源になります。

放電の火花で着火するのは、火花のエネルギーが、その混合気を着火させるのに必要な最小のエネルギー（最小着火エネルギー）を上回ったときです。混合気の濃度が燃焼範囲に入っていることも条件になります。静電気の電圧は数千ボルト以上になることがあり、人がドアノブに触れて感じる程度の放電でも、ガソリンの蒸気に着火することがあるとされています。

たまる電荷の量が多いほど、放電のエネルギーは大きくなります。静電気そのものは熱を出しませんが、燃焼の三要素のうち点火源の役を果たすと考えると、ほかの分野とのつながりが見えます。

静電気がたまりやすいのはどんな条件？

発生を増やす条件と、逃げにくくする条件が重なると、静電気は大きくたまります。代表的な条件は次のとおりです。

湿度が高いと物体の表面に薄い水分の膜ができ、電荷がそこを伝って逃げます。冬の乾燥した時期に静電気が起きやすいのはこのためです。

静電気の事故を防ぐには何をする？

対策は、静電気の発生を減らすことと、たまった電荷を逃がすことの2つです。接地（アース）で電荷を大地へ逃がすのが基本で、流速を落とす、湿度を上げる、導電性の材料を使う、といった方法を組み合わせます。

液体をタンクや容器に入れるときは、上から落とさず、注入管の先端を底に着けて静かに入れます。危険物の規制に関する政令第27条では、ガソリンなどを移動貯蔵タンクに出し入れするときに移動貯蔵タンクを接地すること、上部から注入するときは注入管を使いその先端を移動貯蔵タンクの底部に着けることを定めています。

たまった静電気はどうやって消える？

電荷は、電気を通す経路を伝って大地へ流れるか、周りの物体や空気中の水分へ少しずつ移ることで減っていきます。電気を通しやすい物体ほど速く減り、ガソリンのように電気を通しにくい液体では、流れが止まってもしばらく電荷が残ります。

タンクに送り込んだ直後の液面には電荷がたまっており、ここへ金属の検尺棒や試料を採る器具を差し込むと、液面との間で放電が起きることがあります。送油を終えてから時間を置く静置は、この電荷が逃げるのを待つための手順です。

放電には、たまった電荷が一度に流れる火花放電のほか、とがった部分から少しずつ漏れ出すコロナ放電などがあります。火花放電は短い時間に大きなエネルギーを出すので、可燃性蒸気の着火源になりやすい放電です。

職場ではどう使う？

油槽所でタンクローリーにガソリンを積み込むときは、まず車両に接地線をつなぎ、積込み設備の注入管をタンクの底まで下ろしてから流し始めます。流し始めは流速を落とし、注入管の先端が液に沈んでから速度を上げるのが一般的な手順です。積み込んだ直後にハッチから検尺棒を入れないのも、液面にたまった電荷が逃げるのを待つためです。

顧客が自分で給油するセルフ給油所の給油機には、静電気を除去するシートやパッドが付いています。冬の乾燥した日に車から降りた人の体は帯電していることがあり、給油口に触れる前に放電させておくためです。灯油をポリ容器に詰めるときも、容器を地面に置いて静かに注ぎます。

ドラム缶から手動ポンプで小分けするときは、ドラム缶と受け容器を導線でつなぎ（ボンディング）、どちらかを接地します。受け容器を金属製にしても、床から浮いた台の上に置けば帯電するので、接地の経路が切れていないかを作業の前に確かめます。

試験ではどう問われる？

静電気の問題は、対策の向きを逆にした誤りの選択肢が中心です。湿度を下げる、流速を上げる、絶縁性の靴をはく、合成繊維の服を着る、といった記述が「誤っているもの」として並びます。

発生と蓄積のしくみでは、摩擦した2つの物体が同じ種類の電荷を帯びる、金属なら接地しなくても帯電しない、電気を通しやすい物ほど帯電しやすい、といった誤りが作られます。静電気は燃焼の三要素のうち点火源に当たるという位置づけも、燃焼の理論と組み合わせて問われます。