Brevet FR2524806A1 — publié le 19831014

'Eldient de prdvention contre les chocs électriques". L'invention concerne un élément de prévention contre les chocs électriques qui permet d'éviter le choc électrique qui se produit du fait d'une décharge électrostatique à laquelle est soumis un corps humain. Lorsque la résistivité électrique du plancher ou des chaussures est élevée, une charge électrostatique est créée par le frottement des vêtements sur le corps. La capacité électro-statique du corps humain varie dans de larges mesures selon l'état du plancher ou des chaussures du cOté de la nasse de sol, mais elle est approximativement de 100 pF. Lorsque le potentiel électrostatique dépasse 1kV, une décharge se produit sur le corps humain et de ce fait elle est perçue comme un choc élevé. Généralement, on ne sait pratiquement pas que l'on est chargé électriquement, mais on est extrêmement surpris lorsque l'on reçoit un choc électrique et on ressent une douleur désagréable à la suite du choc. Une décharge provenant d'un objet chargé inflige également un choc au corps humain. Il est donc nécessaire de décharger la charge électrostatique sans infliger un choc quelconque au corps humain. Jusqu'à maintenant, pour empêcher le choc électrique décrit ci-dessus, on a proposé de décharger la charge électrostatique dans le corps humain au moyen d'un tube de décharge constitué d'un tube en verre, à l'intérieur duquel est enfermé un élément céramique muni d'une minuscule fente de décharge sur sa surface. Cependant, dans une structure telle que décrite ci-dessus, le potentiel de décharge varie en fonction de la distance de la fente de décharge et il en résulte que la difficulté de commande de cette dernière pose un problème. Une fente de décharge est aussi faible que quelques dizaines de microns en longueur et elle peut être sujette à des chocs électriques lorsqu'il s'y produit un court-circuit. Le choc à cet instant augmente la sensation désagréable qui est plus forte que lorsque l'on n'utilise pas d'élément de prévention de choc électrique. Par conséquent, un objet de la présente invention est de réaliser un élément de prévention de chocs électriques qui présente des caractéristiques stables de manière à ne pas appliquer de choc électrique par charge électrostatique sur le corps humain. En d'autres termes, cette invention a pour but de fournir un élément de prévention de chocs électriques dans lequel on interpose un élément résistant entre le pôle du côté du corps humain et celui du côté de la décharge ; et l'invention est caractérisée en ce que ledit corps résistant présente une caractéristique de résistivité dépendante de la tension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre illustratif en se référant au dessin ci-annexé sur lequel - la fig.1 est une vue en coupe verticale d'un exemple de réalisation d'un élément de prévention contre les chocs électriques conforme à la présente invention ; et - la fig.2 est un diagramme représentant la caractéristique courant-tension d'un élément résistant constituant un élément de prévention des chocs électriques. Sur la fig.1 la référence numérique 1 dési- gne un élément résistant contenu dans un tube isolant 2 aux extrémités duquel sont fixés des éléments conducteurs 5 et 6 qui sont chacun constitués par exemple, d'une capsule métalli- que, par l'intermédiaire d'éléments conducteurs souples 3 et 4 tels que des morceaux de caoutchouc conducteur . La référence 7 représente une chaîne fixée sur la paroi de l'élément conducteur 5. Généralement, la face sur laquelle l'élément conducteur repose retient la charge et, ainsi, sert de pôle du côté du corps humain, alors que l'élément conducteur 6 constitue l'autre p81e du côté de la décharge à partir duquel la charge électro- statique du corps humain est déchargée. Dans cette invention, en ce qui concerne l'élément résistant 1, on utilise un élément présentant une caractéristique de résistivité variant en fonction de la tension. Donc, si l'on tient compte de l'utilisation d'un tel élément résistant du type précité, la majeure partie de la charge déchargée en provenance du corps humain est convertie en énergie thermique par l'élément résistant 1 en premier lieu, et la partie résiduelle est déchargée du côté de la masse par l'intermédiaire du pôle 6 du côté de la décharge.La charge électro-statique est consommée sous forme de chaleur dans l'élément résistant 1 et elle est déchargée de manière précise à partir du pôle 6 sur le côté de la décharge ; de ce fait, on évite parfaitement l'apparition de chocs électriques résultant de la variation de potentiel dans la fente de décharge comme cela est le cas dans l'élément usuel. La valeur de la résistance de l'élément résistant est choisie de manière sélective dans la gamme comprise entre 104 à 109 ohms. Cette gamme de valeurs de résistance précitée est choisie sur la base de la capacité d'augmenter la constante de temps pour la décharge, ce qui peut réduire le courant électrique par la décharge ainsi que la quantité d'énergie en un temps unitaire. Cette invention est également caractérisée par l'emploi d'un élément résistant ayant une caractéristique de résistivité en fonction de la tension comme cela a déjà été décrit. Comme on peut le voir sur la fig.2, il ne circule presque aucune courant jusqu'à ce que la tension augmente à une valeur spécifique, c'est-à-dire que la condition de résistance élevée est maintenue et, lorsque la tension excède cette valeur spécifique, il apparat une condition de faible résistance, ce qui permet la circulation du courant et l'apparition d'un phénomène non-linéaire. C'est pourquoi dans la zone de faible tension, la valeur de résistance est dans une gamme de résistances élevées, par exemple, comprise entre plusieurs centaines à plusieurs milliers de mégohms, mais cette valeur descend à quelques dizaines de mégohms lorsque la tension atteint plusieurs kV. I1 en résulte que la charge électrique qui vaut par exemple plusieurs kV est facilement déchargée à l'état de faible résistance avec conversion en une faible quantité d'énergie de décharge, à partir du pôle 6 du côté décharge vers le côté de la masse comme représenté fig.1. Du fait de l'utilisation d'un élément de prévention de chocs électriques dont la structure est telle que décrit ci-dessus conformément à la présente invention, on peut empêcher tout choc électrique, même lorsque le corps humain vient par erreur en contact avec une source à basse tension parce qu'il apparaît un état de résistance élevée qui est à peut près égal à celui d'un corps isolant dans la zone à basse tension. Comme corps résistant efficace pour l'utillsa- tion décrite ci-dessus, il existe de nombreuses sortes de céramiques, par exemple, les céramiques de Fie203, SnO2,ZnO, TiO2-ZnO, etc... L'invention sera décrite au moyen de l'exemple de réalisation suivant On a préparé un élément cylindrique de 3 cm de long et de 3 mm de diamètre extéritrruc à partir de céraniques: TiO2-ZnO pour constituer un élément résistant et on l'a placé dans un tube isolant constitué de résine t des éléments conducteurs ont été fixés aux extrémités du tube isolant par l'intermédia ire de morceaux de caoutchouc conducteur Les résultats de la mesure de la valeur de la résistance de l'élément de prévention des chocs électriques ainsi obtenus ont été les suivants - 5 000 mégohms à une tension d'application de 10 V, - 200 mégohms à un kV et, - 10 mégohms à deux kV. Par ailleurs, on a confirmé le choc électrique par contact direct de la main avec la masse après avoir frotté les vêtements. Ensuite, après avoir frotté les vêtements de la même manière que ci-dessus, on a vérifié l'absence de chocs électriques lors du contact de la main avec la masse par l'intermédiaire dudit élément de prévention de chocs éléctriques et l'élément selon la présente invention a ainsi démontré son efficacité pour éviter les chocs électriques. Comme décrit ci-dessus, conformément à la présente invention, la charge électrostatique est déchargée par l'intermédiaire d'un élément résistant et le corps humain est exempt de la réception de chocs électriques comme ceux dans le cas de la décharge directe. Particulièrement, lorsque l'on s'attend à une décharge de charge électrostatique en atmosphère sèche, en voulant empêcher l'apparition d'un choc, l'utilisation d'un élément conforme à la présente invention permet de toucher aisément la masse, par exemple la porte d'une voiture ou le plancher sans ressentir d'impression désagréable. Cette invention est également caractérisée en ce que le degré de résistance peut être élevé dans la zone de basse tension du fait de la caractéristique de résistivité dépendante de la tension de l'élément résistant constituant l'invention, mais cette valeur de résistance peut être faible dans la zone à haute tension d'environ plusieurs lcs ou plus dans laquelle se produisent les décharges électriques. De manière correspondante, la constante de temps est grande au moment de la décharge, ce qui permet une décharge sans infliger aucun choc au corps humain et, en outre, il n'y a plus de crainte des chocs électriques du fait de la résistance d'isolement élevée même si le corps humain touche la source à basse tension. REVENDICATION 10) Elément de prévention contre les chocs électriques du type comportant un élément résistant (1) interposé entre le pôle du côté du corps humain et celui du côté de la décharge, caractérisé en ce que ledit élément résistant (t) présente une caractéristique de résistivité dépendante de la tension.