阅读说明：本技术 一种安全释放人体静电的静电接地钳 (Electrostatic grounding clamp capable of safely releasing human static electricity ) 是由 吴亦秋 付博文 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,特别是一种安全释放人体静电的静电接地钳。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必然已经克服了所述弹力而使所述手触电极和所述接地电极接触导电,实现手触电极接地而释放人体静电。有益效果是：在使用该静电接地钳时可以确保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 electricity discharge elimination, in particular to a static electricity grounding clamp for safely discharging human static electricity. The method is characterized in that: the hand-touch electrode and the grounding electrode are arranged on at least one forceps arm, the hand-touch electrode and the grounding electrode are kept separated by elastic force, the elastic force is smaller than the elastic force of a forceps body spring, when the forceps arm of the electrostatic grounding forceps is held by a hand until the forceps jaws are opened, the hand-touch electrode inevitably overcomes the elastic force to enable the hand-touch electrode and the grounding electrode to be in contact conduction, and the hand-touch electrode is grounded to release human body static electricity. The beneficial effects are that: when the electrostatic grounding clamp is used, the static electricity of a human body can be safely released, and the human body does not have electric shock feeling in the static electricity releasing process.)

一种安全释放人体静电的静电接地钳

技术领域

本发明涉及静电释放消除的技术领域，特别是一种安全释放人体静电的静电接地钳。

背景技术

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)在易燃易爆场所是不安全的，所以在进行装卸油操作前必须实施接地措施，目前用静电接地钳进行接地处理，静电接地钳由接地齿口、钳体弹簧、钳臂等组成。然而操作人员的运动会造成人体自身带有静电，人体电容一般为200pF，产生的静电有2-9KV左右，人体静电足以引起***，所以随时安全释放人体静电是必要的，本发明利用静电接地钳的钳口必须张开才能咬合导体的特征，在静电接地钳的钳臂设置静电释放装置而确保人体静电安全释放。

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。

本发明的目的是利用静电接地钳的钳口必须张开才能咬合导体的特征，在静电接地钳的钳臂设置静电释放装置而确保人体静电安全释放。

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。

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：其特征是：

一种安全释放人体静电的静电接地钳，包括钳口、钳体弹簧、钳臂，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必然已经克服了所述弹力而使所述手触电极和所述接地电极接触导电，实现手触电极接地而释放人体静电。

一种安全释放人体静电的静电接地钳，包括钳口、钳体弹簧、钳臂，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触动压力而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。

一种安全释放人体静电的静电接地钳，包括钳口、钳体弹簧、钳臂，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而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。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，其特征是：所述压力开关密封包裹在弹性腔体1中。

一种安全释放人体静电的静电接地钳，包括钳口、钳体弹簧、钳臂，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。

一种安全释放人体静电的静电接地钳，包括钳口、钳体弹簧、钳臂，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。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，其特征是：磁控开关和永磁体的安装位置可以互换。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，其特征是：磁控开关为防爆磁控开关。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，其特征是：磁控开关为干簧管。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，其特征是：钳臂上包裹弹性腔体，所述弹力由弹性腔体提供。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，其特征是：所述弹性腔体由亚导体材料制成，其电阻值R。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，其特征是：所述弹性腔体由导电橡胶制成，其电阻值R。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，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。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，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及按压钳臂的过程中通过所述电阻对人体静电进行预放电，电阻值为R。

所述的一种安全释放人体静电的静电接地钳，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可以确保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为钳臂设置电极触点安全释放人体静电的实施方案。

图2为钳臂设置压力开关安全释放人体静电的实施方案。

图3为钳臂设置常开干簧管安全释放人体静电的实施方案。

图4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5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。静电接地钳包括钳臂101、钳臂105、钳口夹唇103、钳口夹唇104、钳体弹簧102，钳口夹唇中设置接地齿201，当钳口咬合导体时由接地齿将被咬合的导体接地。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必然已经克服弹力f而和接地电极302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。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2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手触电极301必然已经克服了弹力f+触动压力f1之和的合力而使压力开关K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。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3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。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4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（或离开）开关也可以由常闭干簧管实现（非门的逻辑设计），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。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5为手触电极通过弹性件和钳臂联接的设计方案，本案图1、图2、图3、图4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和钳臂联接形成活动臂，手握钳臂时通过活动臂对触点或开关或永磁体实施动作。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5以图1实施方案为例进行说明，该设计方案同样适用于图2、图3、图4所描述的方案。

另外，图1、图2、图3、图4、图5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、或防爆钳口。

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延长人体静电预释放的时间。

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。