CN111541057A - 一种本安防爆型静电接地钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及静电释放消除的技术领域，特别是一种本安防爆型静电接地钳。其特征是：至少一个钳臂上设置有常闭手触开关，所述常闭手触开关跨接在接地齿和接地线之间，当手握静电接地钳的钳臂时所述常闭手触开关响应而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭手触开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后所述常闭手触开关闭合导通完成接地操作。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。

Description

一种本安防爆型静电接地钳

技术领域

本发明涉及静电释放消除的技术领域，特别是一种本安防爆型静电接地钳。

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爆炸区内造成危害。CN200810123358.8披露了一种真空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。然而，CN200810123358.8存在一个问题，在接地钳钳口咬合导体的过程中干簧管触发导通，在此过程中咬合过程还在进行，也就是说在干簧管导通的情况下还未达到稳定接地，如此，不稳定的接地状态可能引起火花。

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爆炸性混合物的电路。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%（最易爆炸的浓度）最小点燃能量。

本发明的目的是在接地钳的接地齿稳定咬合导体后才导通接地（稳定咬合导体即不再发生移动），能可靠地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。

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：

一种本安防爆型静电接地钳，包括钳臂、钳体弹簧、钳口，钳口中有接地齿，其特征是：至少一个钳臂上设置有常闭手触开关，所述常闭手触开关跨接在接地齿和接地线之间，当手握静电接地钳的钳臂时所述常闭手触开关响应而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭手触开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后所述常闭手触开关闭合导通完成接地操作。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：常闭手触开关并联电阻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。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭手触开关为常闭按压开关，所述常闭按压开关跨接在接地齿和接地线之间，当手握动静电接地钳的钳臂时所述常闭按压开关动作而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭按压开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后所述常闭按压开关闭合导通完成接地操作。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关为防爆按压开关。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关密封包裹在弹性腔体1中实现隔离防爆。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关由定电极、动电极构成，定电极、动电极在动电极的弹力下保持常闭状态，定电极和动电极跨接在接地齿和接地线之间，当手握动静电接地钳的钳臂时所述动电极在手的握力下和定电极分离而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述定电极和动电极始终处于分离状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后定电极和动电极在动电极的弹力下闭合导通完成接地操作。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关由永磁体、磁控开关构成，所述磁控开关跨接在接地齿和接地线之间，当手握动静电接地钳时所述常闭按压开关发生动作而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭按压开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后所述常闭按压开关闭合导通完成接地操作。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关由永磁体、常闭磁控开关构成，所述常闭磁控开关跨接在接地齿和接地线之间，所述永磁体和所述常闭磁控开关由弹力保持分离而闭合，当手握动静电接地钳时所述永磁体和所述常闭磁控开关接近而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭磁控开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，松开静电接地钳的钳臂后所述常闭磁控开关失去所述永磁体的磁场而闭合导通完成接地操作。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关由永磁体、常开磁控开关构成，所述常开磁控开关跨接在接地齿和接地线之间，所述永磁体和所述常开磁控开关由弹力保持接近而闭合，当手握动静电接地钳时所述永磁体和所述常开磁控开关远离而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常开磁控开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，松开静电接地钳的钳臂后所述常开磁控开关重新得到所述永磁体的磁场而闭合导通完成接地操作。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述静电接地钳的钳臂由弹性腔体2包裹，所述常闭按压开关位于弹性腔体2内。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述静电接地钳的钳臂由密封弹性腔体2包裹，所述常闭按压开关位于密封弹性腔体2内。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述静电接地钳的钳臂设置有活动臂，所述活动臂通过弹性件和钳臂联接，手握钳臂时通过所述活动臂对所述常闭按压开关实施动作。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述钳臂上还设置有手触电极、常开按压开关，所述常开按压开关跨接在手触和接地线之间，当手握动静电接地钳的钳臂时所述常开按压开关动作而闭合导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常开按压开关为防爆按压开关。

所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常开按压开关密封包裹在弹性腔体3中实现隔离防爆。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述钳臂上还设置有手触电极、常开按压开关，所述常开按压开关由手触电极和接地电极构成，所述手触电极和接地电极由弹力保持分离，当手握动静电接地钳的钳臂时带动所述手触电极和所述接地电极触碰导电，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述钳臂上还设置有手触电极、常开按压开关，所述常开按压开关由永磁体、常开磁控开关构成，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，当手握动静电接地钳的钳臂时所述永磁体和所述常开磁控开关接近而使其闭合导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述钳臂上还设置有手触电极、常开按压开关，所述常开按压开关由永磁体、常闭磁控开关构成，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，当手握动静电接地钳的钳臂时所述永磁体和所述常闭磁控开关远离而使其闭合导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：磁控开关和永磁体的安装位置可以互换。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：磁控开关为防爆磁控开关。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：磁控开关为干簧管。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：钳臂上包裹弹性腔体2，所述弹力由弹性腔体2提供。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述弹性腔体2由亚导体材料制成，其电阻值R。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述弹性腔体2由导电橡胶制成，其电阻值R。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：手触电极安装在所述活动臂上，所述弹力由弹性件提供。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：设置电阻R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R对人体静电进行预放电，电阻值为R。

所述的一种本安防爆型静电接地钳，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为本发明采用常闭压力开关实施方案。

图2为本发明采用电极触点开关的实施方案。

图3为本发明采用常闭干簧管的实施方案。

图4为本发明采用常开干簧管的实施方案。

图5为钳臂增设压力开关安全释放人体静电的实施方案。

图6为钳臂增设电极触点安全释放人体静电的实施方案。

图7为钳臂增设常开干簧管安全释放人体静电的实施方案。

图8为钳臂增设常闭干簧管安全释放人体静电的实施方案。

图9为本发明采用常开常闭双电极触点的压力开关的实施方案。

图10为本发明采用常开常闭双电极干簧管的实施方案。

图11为本发明采用概念开关的示意图。

图12为本发明采用活动臂+弹性件的实施方案。

图13为本发明采用手触电极+弹性件的实施方案。

图14为本发明采用常闭触摸开关的实施方案。

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为本发明采用常闭压力开关实施方案，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、在钳口夹唇中设置接地齿201，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内设置常闭压力开关K，常闭压力开关（属于按压开关的一种）由施加在压力柄上的压力触动开路而断开，设触动压力为f1，常闭压力开关K跨接在接地齿201和和地线之间，常闭压力开关K的压力柄和弹性腔体1051保持离开或零压力接触，设弹性腔体1051的弹力为f，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的压力必然已经克服了弹力f+触动压力f1之和的合力而使常闭压力开关K开路，此时由钳口对导体进行咬合，在咬合过程中常闭压力开关K始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，松开静电接地钳的钳臂后常闭压力开关闭合导通完成接地操作。进一步，常闭压力开关K被密封弹性腔体2000所包裹，这样构成隔爆型压力开关，当然常闭压力开关K本身可以是防爆开关。在此，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地，同时弹性腔体1051由绝缘弹性材料制成。

图1实施例中，弹性腔体1051可以密封包裹钳臂及常闭压力开关，这样即使采用非防爆开关也可以由弹性腔体1051提供防爆隔离作用。

图1实施例中采用了常闭压力开关，考虑了触动压力必须小于钳体弹簧的弹力，实际上可以假设常闭压力开关的触动压力可以为零，如触摸开关，这样常闭压力开关的概念可以扩展为常闭按压开关，进一步扩展为常闭手触开关，即手触碰即发生响应的开关。

另外，做为一种实施方案，可以直接利用压力开关的触动压力f1实现复位，即设置一按压面直接附着在压力开关的压力柄上，这时弹性腔体1051可以去除。其特征是：至少一个钳臂上设置有常闭压力开关，所述常闭压力开关跨接在接地齿和地线之间，有按压面附着在常闭压力开关的压力柄上，所述常闭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时手的握力必然已经克服了所述触动压力使所述常闭压力开关开路，在钳口咬合导体时所述常闭压力开关始终处于开路状态，手松开钳臂使接地齿和导体接触后所述常闭压力开关的压力柄失去手的握力而闭合导通实现导体安全接地。

图2为本发明采用电极触点开关的实施方案，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、在钳口夹唇中设置接地齿201，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内，由定电极501、动电极502、压杆503构成常闭按压开关，定电极501、动电极502在动电极502的弹力f2下保持常闭状态，定电极501和动电极502跨接在接地齿201和接地线之间（跨接即不区分连接端点，也可以动电极连接接地齿、定电极连接地线），压杆503和弹性腔体1051保持离开或零压力接触，设弹性腔体1051的弹力为f，弹力f+弹力f2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施加的压力必然已经克服了弹力f2+弹力f1之和的合力而使动电极502和定电极501分开而开路，此时由钳口对导体进行咬合，在咬合过程中动电极502和定电极501始终处于分开状态，在咬合完成后接地齿201和导体稳定接触，松开静电接地钳的钳臂后定电极501、动电极502在动电极502的弹力f2下恢复常闭状态而导通完成接地操作。由于弹性腔体1051有密封作用，所以动电极502和定电极501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，同时弹性腔体1051由绝缘弹性材料制成。采用电极触点开关的一个优势是可以设计较大的触点距离提高开关耐压，由于空气的击穿电压约3kv/mm，所以设计触点间隙3mm即可满足大部分情况要求。

图3为本发明采用常闭干簧管的实施方案，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、在钳口夹唇中设置接地齿201，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内设置永磁体602、常闭干簧管601，常闭干簧管跨接在接地齿201和接地线之间，永磁体602和常闭干簧管由弹性腔体1051的弹力保持分离而闭合，设弹性腔体1051的弹力为f，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的压力必然已经克服了弹力使永磁体602靠近常闭干簧管而使其开路，此时由钳口对导体进行咬合，在咬合过程中常闭干簧管始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿201和导体稳定接触，松开静电接地钳的钳臂后永磁体602在弹性腔体1051的弹力下和常闭干簧管601分离使其闭合导通完成接地操作。在此，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地，同时弹性腔体1051由绝缘弹性材料制成。考虑到永磁体602和常闭干簧管601组成的是接近动作开关，所以永磁体602和常闭干簧管601的安装位置可以互换。

图4为本发明采用常开干簧管的实施方案，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、在钳口夹唇中设置接地齿201，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内设置永磁体602、常开干簧管6011，永磁体602通过连接部6012安装连接在一起可以随动，常开干簧管6011跨接在接地齿201和接地线之间，永磁体602和常开干簧管由弹性腔体1051的弹力通过连接部6012保持接近而闭合，设弹性腔体1051的弹力为f，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的握力必然已经克服了弹力使永磁体602远离常开干簧管而使其开路，此时由钳口对导体进行咬合，在咬合过程中常开干簧管始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿201和导体稳定接触，松开静电接地钳的钳臂后永磁体602在弹性腔体1051的弹力下和常开干簧管6011接近使其闭合导通完成接地操作。在此，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地，同时弹性腔体1051由绝缘弹性材料制成。考虑到永磁体602和常闭干簧管6011组成的是远离动作开关，所以永磁体602和常开干簧管6011的安装位置可以互换。

图5为钳臂增设压力开关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内设置压力开关K1，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K1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2f1（考虑到K的 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的握力必然已经克服了弹力f+触动压力2f1之和的合力而使压力开关闭合导通，实现手触电极301接地而释放人体静电。进一步，压力开关K1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。

图5人体静电安全释放的技术特征是：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。

另外，做为一种实施方案，可以直接利用压力开关的触动压力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，这时弹性腔体1051可以去除。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所述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。

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为钳臂增设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+f2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+f2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必然已经克服弹力f而和接地电极302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。该实施方案的其特征是：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。

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为钳臂增设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。该实施方案的技术特征是：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。

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8为钳臂增设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。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。该实施方案的技术特征是：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。

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9为本发明采用常开常闭双电极触点的压力开关的实施方案，该实施方案是图5所示的实施方案的一种变形，采用常开常闭双电极触点的压力开关K2替代K和K1，K2开关即单刀双掷 (SPDT) 开关。做为一种实施方案，可以去除人体静电预释放电阻R，手握动钳臂直至钳口张开时人体通过压力开关的常开触点接地释放人体静电，此时人体和静电钳欲咬合的导体是分离的，手松开后压力开关的常开触点断开开路后压力开关的常闭触点才闭合导通，所以在操作过程中人体始终和咬合的导体是分离的。进一步K2也可以参照K或K1将其包裹在密封弹性腔体2000或3000中实现隔离防爆。

图10为本发明采用常开常闭双电极干簧管的实施方案，该实施方案是图7所示的实施方案的一种变形，采用了双电极干簧管器件替代402和601，701为双电极干簧管，即单刀双掷 (SPDT) 干簧管开关，702为永磁体。做为一种实施方案，可以去除人体静电预释放电阻R，手握动钳臂直至钳口张开时人体通过双电极干簧管的常开触点接地释放人体静电，此时人体和静电钳欲咬合的导体是分离的，手松开后双电极干簧管的常开触点断开开路后双电极干簧管的常闭触点才闭合导通，所以在操作过程中人体始终和咬合的导体是分离的。

图11为本发明采用概念开关的示意图，考虑到本案中常闭压力开关K，定电极501、动电极502构成的常闭开关，永磁体602和常闭干簧管601构成的开关，永磁体602和常开干簧管6011构成的开关，这些开关的目的是在接地钳稳定咬合导体后接通接地齿与地线，所以901定义为常闭手触开关，即手接触后开路，手离开后闭合，接触压力可以为零，包括触摸开关。考虑到本案中压力开关K1，手触电极301和接地电极302构成的开关，永磁体401和常开干簧管402构成的开关，永磁体401和常闭干簧管4021构成的开关，这些开关的目的是手握接地钳（手和手触电极稳定接触）时钳口张开前必然闭合接通实现人体接地释放静电，所以902定义为常开按压开关，结合人体静电预释放电阻R，按压动作过程包含一定的时间实现静电预释放。

图12为本发明采用活动臂+弹性件的实施方案，本案中采用钳臂上设置或包裹弹性腔体1051的实施方案可以被活动臂3012+弹性件3011所替代，静电接地钳的钳臂105设置有活动臂3012，活动臂3012通过弹性件3011和钳臂105联接，由弹性件3011提供弹力f，弹性件3011可以是弹簧，手握钳臂时通过活动臂3012对常闭手触开关901实施动作。

图13为本发明采用手触电极+弹性件的实施方案，手触电极安装在活动臂上，由弹性件3011提供弹力f。

图14为本发明采用常闭触摸开关的实施方案，考虑到开关1401的目的是在接地钳稳定咬合导体后接通接地齿与地线，也可以理解为手触碰到接地钳开关1401就开路，手离开接地钳时接地钳的接地齿必然已经和导体稳定接触，所以1401为常闭触摸开关，1402为触摸电极。

本案中图1、图2、图3、图4、图12、图14所示方案没有人体静电释放功能，适合于连接移动端的使用场景，如接地导线连接在运油车上，卸油前将接地钳咬合接地导体，这些应用场景中接地钳钳臂应为绝缘体，所以，钳臂101由绝缘材料包裹以避免人体直接接地，同时弹性腔体1051由绝缘弹性材料制成。本案中图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图13所示方案增设人体静电释放功能，适合于连接接地端使用场景，如接地钳连接在油库接地桩上，运油车卸油前将接地钳咬合至运油车的接地导体上，这些应用场景中接地钳钳臂可以为亚导体以便对人体静电进行预释放，所以，钳臂101可以由亚导体材料包裹以便对人体静电进行预释放，同时弹性腔体1051可以由亚导体弹性材料制成，当然可以采用绝缘材料+电阻R的技术方案，当然也可以仍然采用绝缘材料。

另外，本案中，常闭手触开关可以并联电阻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值为1兆欧姆~1000兆欧姆。

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。

Claims (10)

1.一种本安防爆型静电接地钳，包括钳臂、钳体弹簧、钳口，钳口中有接地齿，其特征是：至少一个钳臂上设置有常闭手触开关，所述常闭手触开关跨接在接地齿和接地线之间，当手握静电接地钳的钳臂时所述常闭手触开关响应而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭手触开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后所述常闭手触开关闭合导通完成接地操作。

2.根据权利要求1所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭手触开关并联电阻R1，在静电接地钳咬合导体的过程中对导体进行预放电。

3.根据权利要求1所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭手触开关为常闭按压开关，所述常闭按压开关跨接在接地齿和接地线之间，当手握动静电接地钳的钳臂时所述常闭按压开关动作而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭按压开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后所述常闭按压开关闭合导通完成接地操作。

4.根据权利要求3所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关为防爆按压开关。

5.根据权利要求3所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关密封包裹在弹性腔体1中实现隔离防爆。

6.根据权利要求3所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关由定电极、动电极构成，定电极、动电极在动电极的弹力下保持常闭状态，定电极和动电极跨接在接地齿和接地线之间，当手握动静电接地钳的钳臂时所述动电极在手的握力下和定电极分离而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述定电极和动电极始终处于分离状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后定电极和动电极在动电极的弹力下闭合导通完成接地操作。

7.根据权利要求3所述的本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述常闭按压开关由永磁体、磁控开关构成，所述磁控开关跨接在接地齿和接地线之间，当手握动静电接地钳时所述常闭按压开关发生动作而开路，继续握动静电接地钳的钳臂直至钳口张开后由接地齿对导体进行咬合，在咬合过程中所述常闭按压开关始终处于开路状态，在咬合完成后接地齿和导体稳定接触，手松开静电接地钳的钳臂后所述常闭按压开关闭合导通完成接地操作。

8.根据权利要求1~7所述的任一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述静电接地钳的钳臂由弹性腔体2包裹，所述常闭按压开关位于弹性腔体2内。

9.根据权利要求1~7所述的任一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述静电接地钳的钳臂设置有活动臂，所述活动臂通过弹性件和钳臂联接，手握钳臂时通过所述活动臂对所述常闭按压开关实施动作。

10.根据权利要求1~7所述的任一种本安防爆型静电接地钳，其特征是：所述钳臂上还设置有手触电极、常开按压开关，所述常开按压开关跨接在手触和接地线之间，当手握动静电接地钳的钳臂时所述常开按压开关动作而闭合导通，实现手触电极接地而释放人体静电。

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