专利名称：带熄弧栅的气体放电隙的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电浪涌保护器(SPD)用的气体放电隙，特别是一种带有熄弧栅的气体放电隙。
背景技术：
目前，应用于雷电过电压防护的放电隙装置有多种结构。单极金属(羊角)隙是其中的ー种。由于单极金属(羊角)隙中气体绝缘击穿后，绝缘恢复有较长的时延，这就导致了该种气隙应用于电源时，在电源系统中造成续流问题，限制了该种气隙在低压配电系统中的防雷电过电压应用。 专利号为ZL02107856. 4的中国专利公开了ー种承载雷电流的火花间隙装置，该装置包括η个串联连接的分火花间隙装置，其电弧点火电压由于分火花间隙装置的串联而达到分火花间隙装置的电弧点火电压的η倍，通过电容连接分火花间隙放电间隙装置，其中第二和全部另外的分火花间隙装置通过电容直接连接到公共的參考电位，降低该火花间隙装置的电弧点火电压。公开号为CN1450696A的中国专利公开了ー种火花隙，该火花隙涉及多个串联的部分火花隙的火花隙，通过并联一个旁路(由一个辅助间隙和至少ー个可变电阻串联组成)，显著改善火花隙的动作參数特性。专利号为ZL200420094913. 6的中国专利公开了ー种带辅助点火装置的气体放电管，该装置包括一个三极放电管及点火电路组成。气体放电间隙用于雷电过电压防护，在超过其放电电压作用下，气体将被击穿放电。安装在电源系统中的间隙装置，包括如下基本功能
1、在雷电过电压作用下，间隙中气体击穿放电；
2、雷电流通过间隙，并将放电隙两端的电压箝制在较低水平，保证和放电隙并联的设备端ロ不出现高的过电压；
3、雷电过电压过后，气体介质绝缘恢复，电源续流被遮断，电源恢复到正常状态。其中，雷电过电压过后气体介质绝缘的恢复，现有技术方案采用间隙串联的方式、辅助电极协助触发方式或增加气体压强的方法来帮助气体介质绝缘恢复。雷电过电压过后通过熄弧栅协助气隙内的气体介质恢复绝缘、使电源系统快速恢复正常工作状态的技术方案未见有关文献披露。
发明内容
为避免现有雷电过电压防护中的放电隙装置存在的上述不足，本发明提供ー种带熄弧栅的气体放电隙，其在气隙两电极间配置由若干组带孔的导电栅片和绝缘环组成的熄弧栅，过电压发生时通过一定的放电支路和熄弧栅促使气隙火花击穿，过电压过后，熄弧栅协助气隙内的气体绝缘恢复，遮断电源网络中的续流，保证电源系统快速恢复正常工作状态。
本发明提供的带熄弧栅的气体放电隙，包括第一电极、第二电极以及一熄弧栅；该熄弧栅包含η个中间设通孔的导电栅片和n+1个绝缘环片，其中n S I ;该绝缘环片、该导电栅片交替层叠设置于第一电极与第二电极之间，在该两个电极之间形成ー长气隙，该长气隙的周围分布η+1个微气隙；
其中，靠近第一电极的一个导电栅片和第一电极之间的微气隙的气体击穿电压远小于该长气隙的气体击穿电压，靠近第一电极的该导电栅片通过ー放电支路连接到第二电极(第二电极作为參考电位)。靠近所述第一电极的ー个导电栅片和所述第一电极之间的微气隙的高度为O. 15-0. 4mm,该微气隙的高度最好为O. 2-0. 3mm。所述的放电支路可以包括一压敏电阻、电容或PTC保险丝。所述的放电支路可采用压敏电阻、电容和PTC保险丝中的两者组成的串联电路或 并联电路。除靠近所述第一电极的ー个导电栅片外，其他导电栅片可通过电容或压敏电阻与所述第二电极(參考电位)相连，以进ー步改善本气体放电隙的动作參数特性。本发明带熄弧栅的气体放电隙在两电极间配置由若干组带通孔的导电栅片和绝缘环片组成的熄弧栅，过电压发生时通过一定的放电支路和熄弧栅促使气隙火花击穿，过电压过后，熄弧栅协助气隙内的气体绝缘恢复，遮断电源网络中的续流，保证电源系统快速恢复正常工作状态。其导电栅片中间设通孔，绝缘环片中间有孔，且导电栅片中间的通孔小于绝缘环片中间的孔。这些绝缘环片、导电栅片交替层叠设置于两个电极之间，在该两个电极之间形成ー长气隙，该长气隙的周围分布多个微气隙。该周围分布多个微气隙的长气隙结构设计合理，其气体击穿放电、介质绝缘恢复等电气性能远优于传统产品，适用于电浪涌保护器使用。
图I为本发明的实施例I结构示意 图2为图I实施例I的导电栅片的正视 图3为图I实施例I的绝缘环片的正视 图4为本发明的实施例2结构示意 图5为本发明的实施例3结构示意图。
具体实施例方式參照图1-3，带熄弧栅的气体放电隙实施例I包括带电极引线11的第一电极I、带电极引线21的第二电极2以及ー熄弧栅3 ;电极引线11、12通常由金属板构成。该熄弧栅3包含5个中间设通孔320的导电栅片32和6个绝缘环片31。图2所示导电栅片32呈矩形，其中间的开矩形的通孔320 ;图3所示绝缘环片31呈矩形，其中间设矩形孔310 ;绝缘环片31上的矩形孔310大于导电栅片32上的矩形的通孔320。这些绝缘环片31、导电栅片32交替层叠设置于第一电极I与第二电极2之间，在该两个电极之间形成一长气隙33,该长气隙33的周围分布6个微气隙34。
靠近第一电极I的导电栅片32和第一电极I之间的微气隙34的高度为O. 2-0. 3mm(即对应的绝缘环片31的厚度)，该微气隙的气体击穿电压远小于该长气隙的气体击穿电压，靠近第一电极I的该导电栅片32通过ー放电支路6连接到第二电极2 (第二电极2为參考电位)。该放电支路6可为压敏电阻、电容或PTC保险丝等。当雷电过电压施加在该放电隙的两电极I、2时，首先导致电极I和靠近第一电极I的导电栅片32构成的微气隙34放电,这样就促使了两电极I、2之间长气隙33的放电。雷电电流通过电弧在流经气隙时，被熄弧栅3分割成6个微电弧,雷电过电压过后,这些微电弧被熄弧栅片迅速冷却，使气隙间的气体绝缘迅速恢复，遮断电源续流。上述压敏电阻6可以采用电容或PTC保险丝替代，也可采用压敏电阻、电容和PTC保险丝中的两者组成的串联电路或并联电路替代。在雷电过电压条件下，为了实现可靠的气隙中的气体击穿放电，建议上述压敏电阻6由一压敏电阻和一 PTC保险丝组成串联电路取代。压敏电阻的压敏电压应大于2倍的 Un且小于Ut，其中Un为加在气隙两端电极引线11、21上的电源标称电压，Ut为被保护设备能耐受的电压。图4实施例2与实施例I主要结构相同。实施例2所示气体放电隙包括带电极引线11的第一电极I、带电极引线21的第二电极2以及ー熄弧栅3 ;电极引线11、12通常由金属板构成。该熄弧栅3包含5个中间设通孔320的导电栅片32和6个绝缘环片31，这些绝缘环片31、导电栅片32交替层叠设置于第一电极I与第二电极2之间，在该两个电极之间形成一长气隙33,该长气隙33的周围分布6个微气隙34。靠近第一电极I的导电栅片32和第一电极I之间的微气隙34的高度为O. 15-0. 35mm (即对应的绝缘环片31的厚度)，该微气隙的气体击穿电压远小于该长气隙的气体击穿电压，靠近第一电极I的该导电栅片32通过ー放电支路6连接到第二电极2 (參考电位)，该放电支路采用压敏电阻、电容和PTC保险丝中的两者组成的串联电路或并联电路。除靠近所述第一电极I的ー个导电栅片32タト，其他导电栅片可选择通过电容(如图4表示的电容71、72、73)与所述第二电极2 (參考电位)相连，以进ー步改善本气体放电隙的动作參数特性。当雷电过电压施加在该放电隙的两电极1、2时，首先导致电极I和靠近第一电极I的导电栅片32构成的微气隙34放电，这样就促使了两电极1、2之间长气隙33的放电。由于气体放电具有一定时延，这样和其他熄弧栅片连接的电容7就能改善空气隙的放电特性。雷电电流通过电弧在流经气隙时，被熄弧栅分割成6个微电弧，雷电过电压过后，这些微电弧被熄弧栅片迅速冷却，使气隙间的气体绝缘迅速恢复，遮断电源续流。图5实施例3与实施例I主要结构相同。区别是实施例3所示气体放电隙除靠近所述第一电极I的ー个导电栅片32タト，其他导电栅片可通过压敏电阻(如图5表示的压敏电阻81、82、83)与所述第二电极2 (參考电位)相连，以进ー步改善本气体放电隙的动作參数特性。当雷电过电压施加在该放电隙的两电极1、2时，首先导致电极I和靠近第一电极I的导电栅片32构成的微气隙34放电，这样就促使了两电极I、2之间长气隙33的放电。由于气体放电具有一定时延，这样和其他熄弧栅片连接的压敏电阻8就能改善空气隙的放电特性。雷电电流通过电弧在流经气隙时，被熄弧栅分割成6个微电弧，雷电过电压过后，这些微电弧被熄弧栅片迅速冷却，使气隙间的气体绝缘迅速恢复，遮断电源续流。上述实施例1-3中均采用了图2所示的导电栅片32，其中间开矩形的通孔320。实际设计中，可选择圆形、椭圆形通孔等。上述实施例1-3中均采用了图3所示的绝缘环片31，其中间有矩形孔310。实际设计中，绝缘环片中间的孔可与导电栅片中间的通孔形状对应，选择圆形、椭圆形孔等，导电栅片中间的通孔小于绝缘环片的孔。本发明中与第一电极I紧贴合的一个绝缘环片的厚度在O. 15-0. 4_之间选择，根据设计要求，其余绝缘环片的厚度在O. 2-lmm之间，导电栅片的厚度在O. 5_3mm之间。靠近第一电极I的导电栅片32和第一电极I之间的微气隙34的高度为 O. 15-0. 4mm,其余的微气隙的高度均可相同。以上所举的各实施例及实施描述目的在于详细说明本发明，应当不能用来限制本发明，大凡依所列申请专利范围所做的各种改进、等同替代方案，均应包含在本发明权利要求之范围中。
权利要求
1.一种带熄弧栅的气体放电隙，包括第一电极和第二电极；其特征是进一步包括 一熄弧栅，它包含η个中间设通孔的导电栅片和n+1个绝缘环片，其中η 3 I ;该绝缘环、该导电栅片交替层叠设置于第一电极与第二电极之间，在该两个电极之间形成一长气隙，该长气隙的周围分布n+1个微气隙； 其中，靠近第一电极的一个导电栅片和第一电极之间的微气隙的气体击穿电压远小于该长气隙的气体击穿电压，靠近第一电极的该导电栅片通过一放电支路连接到第二电极。
2.如权利要求I所述的气体放电隙，其特征是所述的放电支路包括一压敏电阻、电容或PTC保险丝。
3.如权利要求I所述的气体放电隙，其特征是所述的放电支路是压敏电阻、电容和PTC保险丝中的两者组成的串联电路或并联电路。
4.如权利要求I所述的气体放电隙，其特征是所述的导电栅片中间的通孔为圆形、椭圆形或矩形。
5.如权利要求I所述的气体放电隙，其特征是所述的绝缘环片中间的孔为圆形、椭圆形或矩形。
6.如权利要求I所述的气体放电隙，其特征是所述导电栅片中间的通孔小于所述绝缘环片中间的孔。
7.按照权利要求I所述的气体放电隙，其特征是除靠近所述第一电极的一个导电栅片和第一电极之间的微气隙以外，其余的微气隙的高度均相同。
8.按照权利要求I或7所述的气体放电隙，其特征是靠近所述第一电极的一个导电栅片和所述第一电极之间的微气隙的高度为O. 15-0. 4_。
9.按照权利要求8所述的气体放电隙，其特征是靠近所述第一电极的一个导电栅片和所述第一电极之间的微气隙的高度为O. 2-0. 3_。
10.按照权利要求I所述的气体放电隙，其特征是除靠近所述第一电极的一个导电栅片外，其他导电栅片通过电容或压敏电阻与所述第二电极相连。
全文摘要
一种带熄弧栅的气体放电隙，包括第一电极、第二电极以及一熄弧栅；该熄弧栅包含n个中间设通孔的导电栅片和n+1个绝缘环片，其中n≧1；该绝缘环片、该导电栅片交替层叠设置于第一、二电极之间，在两个电极之间形成一长气隙，该长气隙的周围分布n+1个微气隙；其中，靠近第一电极的一个导电栅片和第一电极之间的微气隙的气体击穿电压远小于该长气隙的气体击穿电压，靠近第一电极的该导电栅片通过一放电支路连接到第二电极。其周围分布多个微气隙的长气隙结构设计合理，气体击穿放电、介质绝缘恢复等电气性能远优于传统产品，适用于电浪涌保护器使用。
文档编号H01T1/02GK102969654SQ20121055103
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者吴建伟, 李跃进 申请人:深圳市莱普斯科技有限公司