火花とは
「火花」とは、一言で言うと、高温で発光する微小な粒子のことです。身近な例としては、金属同士がぶつかったときや、溶接作業をしているときに見られる、パチパチと光るアレです。
この火花がなぜ危険なのかというと、可燃性物質への着火源となる可能性があるからです。ガソリンや灯油などの引火性の高い液体（危険物）の蒸気がある場所に火花が発生すると、引火・爆発といった重大な事故につながる可能性があります。
もう少し詳しく見てみましょう。火花は、主に以下の3つの原因で発生します。
- 金属などの衝突・摩擦: 金属同士が高速で衝突したり、激しく摩擦したりすると、摩擦熱によって金属の一部が溶けて高温になり、火花となります。
- 電気放電: 静電気や電気回路のショートなどによって、空気中で放電が発生し、高温のプラズマ状態となります。これが火花として観察されます。
- 高温物の飛散: 溶接作業などで、高温に熱せられた金属粒子が飛び散り、火花となります。
これらの火花は、非常に高温であり、周囲の可燃性物質を容易に発火させるエネルギーを持っています。だからこそ、危険物を取り扱う場所では、火花が発生する可能性のある作業を極力避け、適切な対策を講じる必要があるのです。
試験のポイント
乙4試験では、火花に関する以下のポイントがよく問われます。
- 火花の定義と発生原因: 上記で説明したように、火花がどのようなものか、そしてどのような原因で発生するのかを理解している必要があります。
- 火花が着火源となる危険性: 火花が可燃性物質に引火する可能性があることを理解しているか問われます。
- 静電気による火花発生のメカニズム: 静電気は、摩擦などによって物体に電荷が帯電し、その電荷が放電される際に火花を発生させます。このメカニズムを理解している必要があります。
- 火花防止対策: 危険物を取り扱う場所では、火花が発生しないように、接地、静電気除去装置の設置、防爆構造の電気機器の使用など、様々な対策が講じられます。これらの対策内容を理解している必要があります。
ひっかけ問題の注意点:
- 「火花は低温であるため、着火源にはならない」といった誤った選択肢に注意してください。火花は非常に高温であり、着火源となりえます。
- 「静電気は湿度が高い場所では発生しない」というのも誤りです。湿度が高い場所でも静電気は発生しますが、放電しやすくなるため、火花が発生するリスクは低くなります。しかし、完全に発生しないわけではありません。
- 「アーク溶接は火花を発生させない」というのも誤りです。アーク溶接は、高温の火花を発生させる代表的な例です。
具体例・数値データ
- 静電気の火花: 静電気の電圧は数千ボルトから数万ボルトにも達することがあります。乾燥した冬場など、特に静電気が発生しやすい環境では、容易に火花が発生し、ガソリンなどの蒸気に引火する可能性があります。
- 金属の摩擦火花: 研磨作業などで発生する金属の火花は、数百℃以上の高温になることがあります。
- 防爆構造の電気機器: 防爆構造とは、電気機器の内部で発生した火花やアークが外部に漏れ出すのを防ぐための構造です。具体的には、耐圧防爆構造、本質安全防爆構造、油入防爆構造などがあります。これらの構造の名称と特徴を覚えておきましょう。
- 接地: 接地とは、電気機器や設備を地面に接続することで、静電気を逃がし、火花発生を抑制する対策です。接地の抵抗値は、一般的に10Ω以下であることが望ましいとされています。
まとめ
- 火花は高温で発光する微小な粒子であり、着火源となる可能性がある。
- 火花は、金属の衝突・摩擦、電気放電、高温物の飛散などによって発生する。
- 静電気による火花発生のメカニズムを理解しておく。
- 火花防止対策として、接地、静電気除去装置の設置、防爆構造の電気機器の使用などがある。
- ひっかけ問題に注意し、正確な知識を身につける。
これらのポイントをしっかりと理解し、乙4試験の合格を目指しましょう！