一種帶有觸發電極的氣體放電管的製作方法
2023-10-04 23:37:09 1
一種帶有觸發電極的氣體放電管的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶有觸發電極的氣體放電管，包括2個主放電電極、n個觸發電極以及n+1個陶瓷管，其中，n≥1，所述2個主放電電極設在氣體放電管的兩端，n個觸發電極依次排列在2個主放電電極之間，相鄰的電極之間通過陶瓷管相連，陶瓷管內充滿了惰性氣體。本實用新型解決了現有氣體放電管響應時延長和續流大的問題，改善防雷效果。
【專利說明】_種帶有觸發電極的氣體放電管
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於防雷【技術領域】，特別涉及了一種帶有觸發電極的氣體放電管。
【背景技術】
[0002]氣體放電管是一種間隙式的防雷保護元件，在通信系統的防雷保護中已獲得了廣泛應用。氣體放電管起洩放雷電暫態過電流和限制過電壓的作用。由於放電管的電極間絕緣電阻大，分布電容下，對高頻及微波信號的雷電保護具有明顯的優勢。放電管的工作原理是氣體放電，當電極間施加一定的電壓時，便在極間產生不均勻電場，極間的氣體在電場的作用下開始游離，當外加電壓增大到使極間場強超過氣體的絕緣強度時，極間間隙將放電擊穿，由原來的絕緣狀態轉化為導通狀態，導通後極間的電壓維持在放電電弧兩端的電壓，也稱為殘壓，殘壓的大小與電弧的長短有關係，電弧越長殘壓越高。反之，電弧越短，殘壓越低。
[0003]根據建築物防雷設計規範GB50057-2010的規定，在電源引入的總配電箱處安裝I級試驗的電湧保護器，I級試驗的電湧保護器的內部核心器件常常採用氣體放電管。氣體放電管在電源系統保護中的不足之處在於其放電時延較大。動作靈敏度不夠理想，其主要原因在電源系統中使用的氣體放電管的直流放電電壓值較高，一般為1000V左右，這對于波頭上升陡度較大的雷電波而言，其難以有效地進行抑制。當氣體放電管動作後，其殘壓較小，使氣體放電管出現續流現象，導致供電系統短路等故障。
實用新型內容
[0004]為了解決上述【背景技術】提出的技術問題，本實用新型旨在提供一種帶有觸發電極的氣體放電管，解決了現有氣體放電管響應時延長和續流大的問題，改善防雷效果。
[0005]為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案為:
[0006]一種帶有觸發電極的氣體放電管，包括2個主放電電極、η個觸發電極以及η+1個陶瓷管，其中，n ^ 2，所述2個主放電電極設在氣體放電管的兩端，η個觸發電極依次排列在2個主放電電極之間，相鄰的電極之間通過陶瓷管相連，陶瓷管內充滿了惰性氣體。
[0007]其中，上述主放電電極包括圓盤狀導體和圓柱形金屬棒，圓柱形金屬棒的表面刻有螺紋，圓柱形金屬棒垂直於圓盤狀導體並設置在圓盤狀導體一側的中心處，圓盤狀導體的另一側設有圓環狀凹槽，且該圓環狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應，使陶瓷管固定在該圓環狀凹槽上。
[0008]其中，上述觸發電極為圓盤狀結構，觸發電極的中心設有圓孔，觸發電極的兩側均設有圓環狀凹槽，且該圓環狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應，使陶瓷管固定在該圓環狀凹槽上。
[0009]其中，上述主放電電極的材質為鐵鎳合金。
[0010]其中，上述惰性氣體為氬氣。
[0011]採用上述技術方案帶來的有益效果:
[0012](I)本實用新型增加了觸發電極，使得響應時間縮短，動作時延減少，提高在防雷中的保護效果，同時減小了殘壓，降低了保護水平值，電壓保護水平值小於2.5kV，提高了對設備的保護效果；
[0013](2)本實用新型設計的帶有觸發電極的氣體放電管具有通流容量大，10/350 μ s電流衝擊下電流達到50kA，衝擊過後靜態參數性能穩定，極間參數的一致性較好，可以廣泛應用於I級試驗的電湧保護器中；
[0014](3)本實用新型結構簡單，而且安裝和加工方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖2-圖4分別是本實用新型中主放電電極的正視圖、左視圖和右視圖。
[0017]圖5-圖6分別是本實用新型中觸發電極的正視圖和側視圖。
[0018]標號說明:1、5:主放電電極；2、3、4:觸發電極；6:陶瓷管。
【具體實施方式】
[0019]以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0020]如圖1所示本實用新型的結構示意圖，一種帶有觸發電極的氣體放電管，包括2個主放電電極I和5、3個觸發電極2、3、4以及4個陶瓷管6。所述2個主放電電極設在氣體放電管的兩端，3個觸發電極依次排列在2個主放電電極之間，相鄰的電極(此處的電極指主放電電極和觸發電極)之間通過陶瓷管相連，陶瓷管內充滿了惰性氣體氬氣。
[0021]如圖2-圖4所示本實用新型中主放電電極的正視圖、左視圖和右視圖。主放電電極包括圓盤狀導體和圓柱形金屬棒，圓柱形金屬棒的表面刻有螺紋，主要用於電路連接。圓柱形金屬棒垂直於圓盤狀導體並設置在圓盤狀導體一側的中心處，圓盤狀導體的另一側設有圓環狀凹槽。在本實施例中，主放電電極的材質為鐵鎳合金。主放電電極有兩個作用，一是用於保護線路中的安裝，二是用於固定陶瓷管。主放電電極與觸發電極構成的四個放電空間為雷電流釋放通道。
[0022]如圖5-圖6所示本實用新型中觸發電極的正視圖和側視圖。觸發電極為圓盤狀結構，觸發電極的中心設有圓孔，用於左右兩側空間的氣體貫通，3個觸發電極的圓孔即使整個放電管內的空間貫通。觸發電極的兩側均設有圓環狀凹槽。觸發電極的一端上設有接線端。在本實例中，觸發電極的材質為鐵鎳合金。觸發電極的主要作用也有兩個:一是保證相鄰兩個間隙之間的距離；二是用於固定陶瓷管。金屬觸發電極的中間開有一個圓孔，這個孔可以左右兩個間隙之間的氣體的貫通，當發生放電時，游離的自由電子可以進入其它空間，使整個空間放電。使用3個觸發電極同2個主放電電極之間構成四個放電間隙的目的是使放電電弧的長度拉長，從而增加2個主放電電極間的殘壓值，減小續流。
[0023]主放電電極或觸發電極上的圓環狀凹槽的環寬和與之連接的陶瓷管的管壁厚度相等，且該主放電電極或觸發電極上的圓環狀凹槽的內徑與陶瓷管的內徑相等，使之固定在主放電電極或觸發電極的圓環狀凹槽上。陶瓷管起到隔絕外部空間的作用，使放電管成為一個密閉空間，該空間內充以惰性氣體可以保證電極不被氧化，同時也使放電性能更加穩定。陶瓷管還提供了很高的絕緣性能。
[0024]本實用新型的製作過程為:首先，將陶瓷管6的兩端外壁上塗上玻璃粉末和粘結劑樹脂材料，套在主放電電極I上的圓環狀凹槽中，接著，依次安裝觸發電極2，3，4，最後，安裝主放電電極5，整個組裝過程在惰性氣體中進行。組裝完成以後進行加熱，待玻璃粉末與粘結劑樹脂熔結，冷卻後加工完成。氣體放電管內部採用惰性氬氣，是因為惰性氣體性能穩定，電極放電時，不會出現氧化等現象，使電極間放電性能穩定。
[0025]本實用新型的工作原理為:雷電流經由2個主放電電極進入這2個主放電電極之間的主間隙以後，所述的惰性氣體氬氣擊穿，產生的自由電子開始游離，由於各個觸發電極之間存在圓孔，於是氣體放電管內部由於氬氣電離所產生的自由電子會迅速引起其它兩電極間氣體分子的碰撞游離，實現氣體放電管內整個空間的快速放電，在2個主放電電極之間形成電弧。由於存在四個間隙，這就加大了放電電弧的長度，從而增加兩個主放電電極間的殘壓值，減小了續流。3個金屬觸發電極中間開有一個圓孔，圓孔的作用是當任意兩個電極間放電，則此時在氣體放電管內部由氣體游離所產生的自由電子會迅速引起其它兩電極間碰撞游離，迅速放電，減小了電極間放電的分散性。另外，當其中兩個電極間停止放電，由於大量帶電粒子(電子和離子)的複合作用，使氣體放電管內的帶電粒子數量大大減小，從而會迅速抑制其它電極間的碰撞游離，使極間放電迅速截至，減小了極間的截斷分散性。在實際應用中，如果主放電電極分別與3個金屬觸發電極之間接一個高壓觸發電容或者主放電電極與3個觸發電極中的任意I個觸發電極之間連接一個ZnO壓敏電阻，能夠加快氣體放電管的動作，減小時延，同時也可以降低氣體放電管金屬主放電電極間的殘壓。
[0026]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護範圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種帶有觸發電極的氣體放電管，其特徵在於:包括2個主放電電極、η個觸發電極以及η+1個陶瓷管，其中，n ^ 2，所述2個主放電電極設在氣體放電管的兩端，η個觸發電極依次排列在2個主放電電極之間，相鄰的電極之間通過陶瓷管相連，陶瓷管內充滿了惰性氣體。
2.根據權利要求1所述一種帶有觸發電極的氣體放電管，其特徵在於:所述主放電電極包括圓盤狀導體和圓柱形金屬棒，圓柱形金屬棒的表面刻有螺紋， 圓柱形金屬棒垂直於圓盤狀導體並設置在圓盤狀導體一側的中心處，圓盤狀導體的另一側設有圓環狀凹槽，且該圓環狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應，使陶瓷管固定在該圓環狀凹槽上。
3.根據權利要求2所述一種帶有觸發電極的氣體放電管，其特徵在於:所述觸發電極為圓盤狀結構，觸發電極的中心設有圓孔，觸發電極的兩側均設有圓環狀凹槽，且該圓環狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應，使陶瓷管固定在該圓環狀凹槽上。
4.根據權利要求1所述一種帶有觸發電極的氣體放電管，其特徵在於:所述主放電電極的材質為鐵鎳合金。
5.根據權利要求1所述一種帶有觸發電極的氣體放電管，其特徵在於:所述惰性氣體為氬氣。
【文檔編號】H01T4/20GK204230633SQ201420701070
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】李祥超, 陳則煌, 陳璞陽, 周中山 申請人:南京信息工程大學