阅读说明：本技术 防爆静电接地钳 (Explosion-proof static grounding clamp ) 是由 陆志仁 邵家辉 吴凡 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及静电释放消除的技术领域,特别是防爆静电接地钳。其特征是：钳口中有接地齿,接地齿连接有常闭防爆磁控开关,所述常闭防爆磁控开关由常闭干簧管、永磁体、弹性件构成,在钳口张开状态,在弹性件的弹力下使常闭干簧管和永磁体接近而处于开路状态,常闭干簧管跨接在接地齿和地线之间,当钳口咬合导体时,所述常闭干簧管和接地齿随动远离所述永磁体而闭合,此时导体和地线导通。有益效果是：在使用该静电接地钳时不产生静电电火花,进一步对人体静电进行安全释放,并且在人体静电释放过程中对人不产生电击感。(The invention relates to the technical field of static discharge elimination, in particular to an explosion-proof static grounding clamp. The method is characterized in that: the normally closed anti-explosion magnetic control switch consists of a normally closed reed switch, a permanent magnet and an elastic piece, wherein the normally closed reed switch and the permanent magnet are close to each other and are in an open circuit state under the elastic force of the elastic piece in the opening state of the jaw, the normally closed reed switch is bridged between the grounding tooth and the ground wire, when the jaw is meshed with the conductor, the normally closed reed switch and the grounding tooth are closed along with the movement away from the permanent magnet, and the conductor is conducted with the ground wire. The beneficial effects are that: when the electrostatic grounding clamp is used, electrostatic electric sparks are not generated, human static electricity is further safely released, and electric shock feeling is not generated to people in the human static electricity releasing process.)

防爆静电接地钳

技术领域

本发明涉及静电释放消除的技术领域，特别是防爆静电接地钳。

背景技术

目前静电接地钳由接地齿口、钳体弹簧、钳臂等组成，当一辆满载的油槽车在卸油时，它自身携带的静电(油槽车一般对地电容为1500PF左右，经车轮与地摩擦产生的静电有2-3KV左右)与常规的接地钳接触，在接地齿口咬合的一瞬间产生的电弧足以在***区内造成危害。CN200810123358.8披露了一种应用常开干簧管的防爆型静电接地钳：包括钳体、钳体大弹簧，钳体大弹簧安装在钳体上，特征是：绝缘护套套装在钳体上，钳口壳内安装小弹簧，在小弹簧间设置永磁钢，真空干簧管安装在绝缘件中，绝缘件设置在钳体内，由固定螺栓将绝缘件与钳体紧固，固定螺栓和钳体之间的绝缘垫圈设置在钳体内，钳口齿板安装于钳口壳上。

本案钳口采用常闭干簧管构成防爆静电接地钳。

发明内容

本质安全源于按GB3836.4—201标准，防爆电器分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的***性混合物的电路。也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ， 即瓦斯浓度为8.5%（最易***的浓度）最小点燃能量。

本发明的目的是消除静电接地钳接地操作时可能产生的电火花。

由于干簧管的两个电触点位于封闭空间内，属于防爆器件，即使干簧管的电触点产生电火花也不会传到到外界，所以是本安防爆器件，进一步，干簧管的外壁可以由非磁性材料制成，如铝管，这样防爆效果更佳。本发明钳口采用的干簧管为常闭干簧管以区别于现有技术方案。

进一步，干簧管可以推广为磁控开关，如采用霍尔器件的固体开关，进一步，明确为防爆磁控开关。

本发明的技术方案是：

一种防爆静电接地钳，包括钳口、钳体弹簧、钳臂，其特征是：钳口中有接地齿，接地齿连接有常闭防爆磁控开关，所述常闭防爆磁控开关由常闭干簧管、永磁体、弹性件构成，在钳口张开状态，在弹性件的弹力下使常闭干簧管和永磁体接近而处于开路状态，常闭干簧管跨接在接地齿和地线之间，当钳口咬合导体时，所述常闭干簧管和接地齿随动远离所述永磁体而闭合，此时导体和地线导通。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：所述常闭干簧管和所述永磁体的安装位置可以互换。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：所述常闭干簧管并联电阻R1，在静电接地钳咬合导体的过程中对导体进行预放电。

进一步，电阻R1的范围：1兆欧姆~1000兆欧姆。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：所述弹性件是弹簧。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：所述弹簧是拉簧或压簧。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：至少一个钳臂上设置有手触电极、接地电极，所述手触电极和接地电极由弹力保持分离，所述弹力小于钳体弹簧的弹力，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时所述手触电极和接地电极必然已经克服所述弹力而接触导电，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：至少一个钳臂上设置有手触电极、压力开关，所述压力开关跨接在所述手触电极和地线之间，所述手触电极附着在压力开关的压力柄上，所述压力开关的触动压力小于钳体弹簧的弹力，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时手的握力必然已经克服了触动压力使所述压力开关闭合导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：至少一个钳臂上设置有手触电极、压力开关，所述压力开关跨接在所述手触电极和地线之间，所述手触电极和压力开关的压力柄由弹力保持分离或零压力接触，所述弹力和压力开关的触动压力之和的合力小于钳体弹簧的弹力，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时手的握力必然已经克服了所述合力使所述压力开关闭合导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：所述压力开关密封包裹在弹性腔体1中。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：至少一个钳臂上设置有手触电极、永磁体、常开磁控开关，手触电极和永磁体安装在一起可以随动，所述永磁体和所述常开磁控开关由弹力保持分离而开路，所述弹力小于钳体弹簧的弹力，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时所述永磁体必然已经克服所述弹力和所述常开磁控开关接近而使其导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：至少一个钳臂上设置有手触电极、永磁体、常闭磁控开关，手触电极和永磁体安装在一起可以随动，所述永磁体和所述常闭磁控开关由弹力保持接近而开路，所述弹力小于钳体弹簧的弹力，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时所述永磁体必然已经克服所述弹力和所述常闭磁控开关远离而使其导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：磁控开关和永磁体的安装位置可以互换。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：磁控开关为防爆磁控开关。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：磁控开关为干簧管。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：钳臂上包裹弹性腔体，所述弹力由弹性腔体提供。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：所述弹性腔体由亚导体材料制成，其电阻值R。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：所述弹性腔体由导电橡胶制成，其电阻值R。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：手触电极通过弹性件和钳臂联接，所述弹力由弹性件提供。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：设置电阻跨接在手触电极和地线之间，当手接触静电接地钳的钳臂时通过所述电阻对人体静电进行预放电，电阻值为R。

所述的防爆静电接地钳，其特征是：电阻值R为：10兆欧姆~1000兆欧姆。

本发明的有益效果是：在使用该静电接地钳时不产生静电电火花，进一步对人体静电进行安全释放，并且在人体静电释放过程中对人不产生电击感。

附图说明

图1为本发明结构示意图（弹性件为拉簧）。

图2为本发明结构示意图（弹性件为压簧）。

图3为本钳口接地电器原理图。

图4为钳臂设置电极触点安全释放人体静电的实施方案。

图5为钳臂设置压力开关安全释放人体静电的实施方案。

图6为钳臂设置常开干簧管安全释放人体静电的实施方案。

图7为为钳臂设置常闭干簧管安全释放人体静电的实施方案。

图8为手触电极通过弹性件和钳臂联接的设计方案。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明结构示意图（弹性件为拉簧），静电接地钳包括钳臂101、钳臂105、钳口夹唇103、钳体弹簧102、防爆钳口容器104，在防爆钳口容器104中设置有动部件202，在动部件202对应钳口夹唇103的部位设置接地齿201，动部件上设置有常闭干簧管205，在常闭干簧管205对应的位置设置永磁体204，永磁体204固定在防爆钳口容器104上，由拉簧203的弹力将常闭干簧管205拉紧停靠在永磁体204上使常闭干簧管205处于开路状态，常闭干簧管205一端连接接地齿201，另一端连接地线，两个拉簧203的和弹力小于钳体弹簧102的弹力，在钳口张开状态，在拉簧的和弹力下使常闭干簧管205和永磁体204接近而处于开路状态，当钳口咬合导体1000时，接地齿201、常闭干簧管205和动部件202随动而远离述永磁体204，此时常闭干簧管205失去永磁体204大的磁场而闭合，实现导体1000和地线导通。当然永磁体204和常闭干簧管的安装位置可以互换。

图2为本发明结构示意图（弹性件为压簧），该实施例中将拉簧替换为压簧2031。当然永磁体204和常闭干簧管的安装位置可以互换。

结合图1、图2，可以同时使用拉簧和压簧。

图3为本钳口接地电器原理图。

图4为钳臂设置电极触点安全释放人体静电的实施方案，考虑到人体本身会带有静电，即使接地钳是本质安全的，在防爆环境中人员操作仍然会产生电火花而产生不安全隐患。在静电接地钳的至少一个钳臂上设置或包裹弹性腔体1051，在弹性腔体1051上设置手触电极301，在弹性腔体1051内设置接地电极302，手触电极301和接地电极302由弹性腔体1051的弹力f保持分离，弹力f小于钳体弹簧的弹力F，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时手触电极301和接地电极302必然已经克服弹力f而接触导电，实现手触电极301接地而释放人体静电，由于弹性腔体1051有密封作用，所以手触电极301和接地电极302相碰即使产生火花也被密封在弹性腔体1051中，所以是隔爆的。在此，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地。考虑到静电接地概念，泄露电阻在10兆欧姆~1000兆欧姆都属于防静电材料，实际上几兆欧姆的电阻就相当于直接接地（零电阻接地容易产生静电火花），可以设置一电阻R跨接在手触电极301和地线之间，其电阻值为：10兆欧姆~1000兆欧姆。当手握住静电接地钳钳臂时，通过手触电极301、电阻R进行静电预释放，根据RC放电曲线，3秒左右即可预释放70%的人体电压，人体电容一般为200pF，取人体电阻为10千欧姆，取电阻R阻值为330兆欧姆，根据RC曲线3秒后基本完成静电预释放，同时对人体也不产生触电感，残留电压小于100伏特，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时手触电极301和接地电极302必然已经克服弹力f而接触导电，使人体直接接地而释放残留电压，残留电压很低，不会对人产生触电感，同时低残留电压释放是本质安全的（能量小于0.28mJ），也就是说即使弹性腔体1051不密封也是本质安全的。

另外，做为一种实施方案，弹性腔体1051采用亚导体材料制造，亚导体材料如导电橡胶或塑料，其接地电阻为10兆欧姆~1000兆欧姆，亚导体材弹性腔体可以替代电阻R，当然也可以仍然设置电阻R。

另外，由于空气的击穿电压约3kv/mm，所以设计手触电极301和接地电极302的间距大于3mm即可满足大部分情况要求。

图5为钳臂设置压力开关安全释放人体静电的实施方案，在静电接地钳的至少一个钳臂上设置或包裹弹性腔体1051，在弹性腔体1051上设置手触电极301，在弹性腔体1051内设置压力开关K，压力开关由施加在压力柄上的压力触动导通，设触动压力为f1，压力开关K跨接在手触电极301和地线之间，手触电极301和压力开关的压力柄由弹性腔体1051的弹力f保持离开或零压力接触，弹力f+触动压力f1之和的合力小于钳体弹簧的弹力F，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时压力开关K 必然已经克服了弹力f+触动压力f1之和的合力而闭合导通，实现手触电极301接地而释放人体静电。进一步，压力开关K被密封弹性腔体3000所包裹，这样构成隔爆型压力开关。在此，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地。考虑到静电接地概念，泄露电阻在10兆欧姆~1000兆欧姆都属于防静电材料，实际上几兆欧姆的电阻就相当于直接接地（零电阻接地容易产生静电火花），可以设置一电阻R跨接在手触电极301和地线之间，其电阻值为：10兆欧姆~1000兆欧姆。当手握住静电接地钳钳臂时，通过手触电极301、电阻R进行静电预释放，根据RC放电曲线，3秒左右即可预释放70%的人体电压，人体电容一般为200pF，取人体电阻为10千欧姆，取电阻R阻值为330兆欧姆，根据RC曲线3秒后基本完成静电预释放，同时对人体也不产生触电感，残留电压小于100伏特，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时压力开关必然已经闭合导通，使人体直接接地而释放残留电压，残留电压很低，不会对人产生触电感，同时低残留电压释放是本质安全的（能量小于0.28mJ），也就是说即使弹性腔体1051不密封、不设置封弹性腔体3000也是本质安全的。

另外，做为一种实施方案，可以直接利用压力弹簧的触动压力f1实现复位，即手触电极301直接附着在压力开关的压力柄上，这时性腔体1051可以去除。

另外，做为一种实施方案，弹性腔体1051采用亚导体材料制造，亚导体材料如导电橡胶或塑料，其接地电阻为10兆欧姆~1000兆欧姆，亚导体材弹性腔体可以替代电阻R，当然也可以仍然设置电阻R。

图6为钳臂设置常开干簧管安全释放人体静电的实施方案，在静电接地钳的至少一个钳臂上设置或包裹弹性腔体1051，在弹性腔体1051上设置手触电极301，在弹性腔体1051上设置永磁体401，在弹性腔体1051内设置常开干簧管402，手触电极301和永磁体401安装在一起可以随动，永磁体401和常开干簧管402由弹性腔体1051的弹力f保持分离而开路，弹力f小于钳体弹簧的弹力F，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时永磁体401必然已经和常开干簧管402接近而使其导通，实现手触电极301接地而释放人体静电。在此，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地。考虑到静电接地概念，泄露电阻在10兆欧姆~1000兆欧姆都属于防静电材料，实际上几兆欧姆的电阻就相当于直接接地（零电阻接地容易产生静电火花），可以设置一电阻R跨接在手触电极301和地线之间，其电阻值为：10兆欧姆~1000兆欧姆。当手握住静电接地钳钳臂时，通过手触电极301、电阻R进行静电预释放，根据RC放电曲线，3秒左右即可预释放70%的人体电压，人体电容一般为200pF，取人体电阻为10千欧姆，取电阻R阻值为330兆欧姆，根据RC曲线3秒后基本完成静电预释放，同时对人体也不产生触电感，残留电压小于100伏特，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时永磁体401必然已经和常开干簧管402靠近而使常开干簧管402闭合导通，使人体直接接地而释放残留电压，残留电压很低，不会对人产生触电感。

考虑到永磁体401和常开干簧管402组成的是接近开关，所以永磁体401和常开干簧管402的安装位置可以互换。

另外，做为一种实施方案，弹性腔体1051采用亚导体材料制造，亚导体材料如导电橡胶或塑料，其接地电阻为10兆欧姆~1000兆欧姆，亚导体材弹性腔体可以替代电阻R，当然也可以仍然设置电阻R。

图7为为钳臂设置常闭干簧管安全释放人体静电的实施方案，考虑到接近开关也可以由常闭干簧管实现，在静电接地钳的至少一个钳臂上设置或包裹弹性腔体1051，在弹性腔体1051上设置手触电极301，在弹性腔体1051内通过连接部4022固定设置永磁体401，在弹性腔体1051内还设置常闭干簧管4021，手触电极301和永磁体401通过连接部4022安装连接在一起可以随动，永磁体401和常闭干簧管4021由1051的弹力f保持接近而开路，弹力f小于钳体弹簧的弹力F，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时永磁体401必然已经和常闭干簧管远离而使其导通，实现手触电极301接地而释放人体静电。在此，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地。考虑到静电接地概念，泄露电阻在10兆欧姆~1000兆欧姆都属于防静电材料，实际上几兆欧姆的电阻就相当于直接接地（零电阻接地容易产生静电火花），可以设置一电阻R跨接在手触电极301和地线之间，其电阻值为：10兆欧姆~1000兆欧姆。当手握住静电接地钳钳臂时，通过手触电极301、电阻R进行静电预释放，根据RC放电曲线，3秒左右即可预释放70%的人体电压，人体电容一般为200pF，取人体电阻为10千欧姆，取电阻R阻值为330兆欧姆，根据RC曲线3秒后基本完成静电预释放，同时对人体也不产生触电感，残留电压小于100伏特，当手握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开时永磁体401必然已经和常闭干簧管4021远离而使常闭干簧管4021闭合导通，使人体直接接地而释放残留电压，残留电压很低，不会对人产生触电感。

考虑到永磁体401和常开干簧管4021组成的是离开开关，所以永磁体401和常闭干簧管4021的安装位置可以互换。

另外，做为一种实施方案，弹性腔体1051采用亚导体材料制造，亚导体材料如导电橡胶或塑料，其接地电阻为10兆欧姆~1000兆欧姆，亚导体材弹性腔体可以替代电阻R，当然也可以仍然设置电阻R

图8为手触电极通过弹性件和钳臂联接的设计方案，本案图4、图5、图6、图7实施方案中由弹性腔体1051的弹性提供接地开关的恢复力，所以可以用一弹性件替代，手触电极301通过弹性件3011和钳臂联接，弹力f由弹性件提供，弹性件如弹簧、弹片等，该设计中应该考虑手触电极301要和地线之间保持绝缘，属本领域技术人员常规处理，图8以图4实施方案为例进行说明，该设计方案同样适用于图5、图6、图7所描述的方案。

另外，图4、图5、图6、图7、图8实施方案实际披露了一种可以安全释放人体静电的静电接地钳，其特征在于基于钳体弹簧的钳臂的设计，利用钳体弹簧弹力大于接地开关的所需要的弹力的特点保证了人体接地的确定事件，该安全释放人体静电的静电接地钳大的钳口形式可以为：传统钳口、或本案采用常闭干簧管构成的钳口、或CN200810123358.8采用常开干簧管构成的钳口。

另外，还可以在静电释放的回路中设置辉光放电管用以显示静电的释放过程（在满足防爆要求的情况下，如采用防爆氖气泡）。

另外，考虑到干簧管的耐压，可以采用真空干簧管并加大电极之间的间隙，做为另一种方案可以在干簧管中充满绝缘耐压油构成浸油干簧管，如采用变压器油，变压器油的耐电强度可达4000kV/cm以上，变压器油的成份主要是由环烷烃、烷烃和芳香烃构成，变压器油的相对介电常数ε在2.2-2.4之间。浸油干簧管的一个特点是延迟开路或延迟闭合，对于本案，常开干簧管的延迟闭合有利于延长人体静电预释放的时间，常闭干簧管的延迟闭合有利于静电接地钳的稳定咬合状态（即接地齿和导体稳定连接后常闭干簧管才闭合导通）。

本发明中给出的有关电阻的阻值可以理解为推荐值，不一定要限定本案的保护范围，具体根据有关行业的标准参照执行，如GB4385-1995（推荐值电阻值范围为100kΩ～1000MΩ）、GB/T 11210-2014（推荐值电阻值不超过300 MΩ）、GJB 2605-1996、GB 12014-1989、行业标准SY/T7354-2017（推荐电阻10兆欧姆~1000兆欧姆 ）。

上述应用模式及规则均不限定本发明的方法及应用的基本特征，并非限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。