一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，包括2個主放電電極、n個觸發(fā)電極以及n+1個陶瓷管，其中，n≥1，所述2個主放電電極設(shè)在氣體放電管的兩端，n個觸發(fā)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(nèi)充滿了惰性氣體。本實用新型解決了現(xiàn)有氣體放電管響應(yīng)時延長和續(xù)流大的問題，改善防雷效果。
【專利說明】_種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于防雷【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及了一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管。

【背景技術(shù)】
[0002]氣體放電管是一種間隙式的防雷保護元件，在通信系統(tǒng)的防雷保護中已獲得了廣泛應(yīng)用。氣體放電管起泄放雷電暫態(tài)過電流和限制過電壓的作用。由于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(yōu)勢。放電管的工作原理是氣體放電，當(dāng)電極間施加一定的電壓時，便在極間產(chǎn)生不均勻電場，極間的氣體在電場的作用下開始游離，當(dāng)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(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通后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(guān)系，電弧越長殘壓越高。反之，電弧越短，殘壓越低。
[0003]根據(jù)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-2010的規(guī)定，在電源引入的總配電箱處安裝I級試驗的電涌保護器，I級試驗的電涌保護器的內(nèi)部核心器件常常采用氣體放電管。氣體放電管在電源系統(tǒng)保護中的不足之處在于其放電時延較大。動作靈敏度不夠理想，其主要原因在電源系統(tǒng)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(dāng)氣體放電管動作后，其殘壓較小，使氣體放電管出現(xiàn)續(xù)流現(xiàn)象，導(dǎo)致供電系統(tǒng)短路等故障。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問題，本實用新型旨在提供一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，解決了現(xiàn)有氣體放電管響應(yīng)時延長和續(xù)流大的問題，改善防雷效果。
[0005]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，包括2個主放電電極、η個觸發(fā)電極以及η+1個陶瓷管，其中，n ^ 2，所述2個主放電電極設(shè)在氣體放電管的兩端，η個觸發(fā)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(nèi)充滿了惰性氣體。
[0007]其中，上述主放電電極包括圓盤狀導(dǎo)體和圓柱形金屬棒，圓柱形金屬棒的表面刻有螺紋，圓柱形金屬棒垂直于圓盤狀導(dǎo)體并設(shè)置在圓盤狀導(dǎo)體一側(cè)的中心處，圓盤狀導(dǎo)體的另一側(cè)設(shè)有圓環(huán)狀凹槽，且該圓環(huán)狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應(yīng)，使陶瓷管固定在該圓環(huán)狀凹槽上。
[0008]其中，上述觸發(fā)電極為圓盤狀結(jié)構(gòu)，觸發(fā)電極的中心設(shè)有圓孔，觸發(fā)電極的兩側(cè)均設(shè)有圓環(huán)狀凹槽，且該圓環(huán)狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應(yīng)，使陶瓷管固定在該圓環(huán)狀凹槽上。
[0009]其中，上述主放電電極的材質(zhì)為鐵鎳合金。
[0010]其中，上述惰性氣體為氬氣。
[0011]采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果:
[0012](I)本實用新型增加了觸發(fā)電極，使得響應(yīng)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，電壓保護水平值小于2.5kV，提高了對設(shè)備的保護效果；
[0013](2)本實用新型設(shè)計的帶有觸發(fā)電極的氣體放電管具有通流容量大，10/350 μ s電流沖擊下電流達到50kA，沖擊過后靜態(tài)參數(shù)性能穩(wěn)定，極間參數(shù)的一致性較好，可以廣泛應(yīng)用于I級試驗的電涌保護器中；
[0014](3)本實用新型結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fā)電極的正視圖和側(cè)視圖。
[0018]標(biāo)號說明:1、5:主放電電極；2、3、4:觸發(fā)電極；6:陶瓷管。

【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。
[0020]如圖1所示本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，包括2個主放電電極I和5、3個觸發(fā)電極2、3、4以及4個陶瓷管6。所述2個主放電電極設(shè)在氣體放電管的兩端，3個觸發(fā)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(fā)電極)之間通過陶瓷管相連，陶瓷管內(nèi)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(dǎo)體和圓柱形金屬棒，圓柱形金屬棒的表面刻有螺紋，主要用于電路連接。圓柱形金屬棒垂直于圓盤狀導(dǎo)體并設(shè)置在圓盤狀導(dǎo)體一側(cè)的中心處，圓盤狀導(dǎo)體的另一側(cè)設(shè)有圓環(huán)狀凹槽。在本實施例中，主放電電極的材質(zhì)為鐵鎳合金。主放電電極有兩個作用，一是用于保護線路中的安裝，二是用于固定陶瓷管。主放電電極與觸發(fā)電極構(gòu)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(fā)電極的正視圖和側(cè)視圖。觸發(fā)電極為圓盤狀結(jié)構(gòu)，觸發(fā)電極的中心設(shè)有圓孔，用于左右兩側(cè)空間的氣體貫通，3個觸發(fā)電極的圓孔即使整個放電管內(nèi)的空間貫通。觸發(fā)電極的兩側(cè)均設(shè)有圓環(huán)狀凹槽。觸發(fā)電極的一端上設(shè)有接線端。在本實例中，觸發(fā)電極的材質(zhì)為鐵鎳合金。觸發(fā)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；二是用于固定陶瓷管。金屬觸發(fā)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(dāng)發(fā)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(fā)電極同2個主放電電極之間構(gòu)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(xù)流。
[0023]主放電電極或觸發(fā)電極上的圓環(huán)狀凹槽的環(huán)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(fā)電極上的圓環(huán)狀凹槽的內(nèi)徑與陶瓷管的內(nèi)徑相等，使之固定在主放電電極或觸發(fā)電極的圓環(huán)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(nèi)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(wěn)定。陶瓷管還提供了很高的絕緣性能。
[0024]本實用新型的制作過程為:首先，將陶瓷管6的兩端外壁上涂上玻璃粉末和粘結(jié)劑樹脂材料，套在主放電電極I上的圓環(huán)狀凹槽中，接著，依次安裝觸發(fā)電極2，3，4，最后，安裝主放電電極5，整個組裝過程在惰性氣體中進行。組裝完成以后進行加熱，待玻璃粉末與粘結(jié)劑樹脂熔結(jié)，冷卻后加工完成。氣體放電管內(nèi)部采用惰性氬氣，是因為惰性氣體性能穩(wěn)定，電極放電時，不會出現(xiàn)氧化等現(xiàn)象，使電極間放電性能穩(wěn)定。
[0025]本實用新型的工作原理為:雷電流經(jīng)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后，所述的惰性氣體氬氣擊穿，產(chǎn)生的自由電子開始游離，由于各個觸發(fā)電極之間存在圓孔，于是氣體放電管內(nèi)部由于氬氣電離所產(chǎn)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(xiàn)氣體放電管內(nèi)整個空間的快速放電，在2個主放電電極之間形成電弧。由于存在四個間隙，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(xù)流。3個金屬觸發(fā)電極中間開有一個圓孔，圓孔的作用是當(dāng)任意兩個電極間放電，則此時在氣體放電管內(nèi)部由氣體游離所產(chǎn)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(dāng)其中兩個電極間停止放電，由于大量帶電粒子(電子和離子)的復(fù)合作用，使氣體放電管內(nèi)的帶電粒子數(shù)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(yīng)用中，如果主放電電極分別與3個金屬觸發(fā)電極之間接一個高壓觸發(fā)電容或者主放電電極與3個觸發(fā)電極中的任意I個觸發(fā)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(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，其特征在于:包括2個主放電電極、η個觸發(fā)電極以及η+1個陶瓷管，其中，n ^ 2，所述2個主放電電極設(shè)在氣體放電管的兩端，η個觸發(fā)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(nèi)充滿了惰性氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，其特征在于:所述主放電電極包括圓盤狀導(dǎo)體和圓柱形金屬棒，圓柱形金屬棒的表面刻有螺紋， 圓柱形金屬棒垂直于圓盤狀導(dǎo)體并設(shè)置在圓盤狀導(dǎo)體一側(cè)的中心處，圓盤狀導(dǎo)體的另一側(cè)設(shè)有圓環(huán)狀凹槽，且該圓環(huán)狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應(yīng)，使陶瓷管固定在該圓環(huán)狀凹槽上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，其特征在于:所述觸發(fā)電極為圓盤狀結(jié)構(gòu)，觸發(fā)電極的中心設(shè)有圓孔，觸發(fā)電極的兩側(cè)均設(shè)有圓環(huán)狀凹槽，且該圓環(huán)狀凹槽的尺寸和與之連接的陶瓷管的尺寸相適應(yīng)，使陶瓷管固定在該圓環(huán)狀凹槽上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，其特征在于:所述主放電電極的材質(zhì)為鐵鎳合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有觸發(fā)電極的氣體放電管，其特征在于: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(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)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(xué)