一种带有触发电极的气体放电管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种带有触发电极的气体放电管，包括2个主放电电极、n个触发电极以及n+1个陶瓷管，其中，n≥1，所述2个主放电电极设在气体放电管的两端，n个触发电极依次排列在2个主放电电极之间，相邻的电极之间通过陶瓷管相连，陶瓷管内充满了惰性气体。本发明解决了现有气体放电管响应时延长和续流大的问题，改善防雷效果。
【专利说明】一种带有触发电极的气体放电管
【技术领域】
[0001]本发明属于防雷【技术领域】，特别涉及了一种带有触发电极的气体放电管。
【背景技术】
[0002]气体放电管是一种间隙式的防雷保护元件，在通信系统的防雷保护中已获得了广泛应用。气体放电管起泄放雷电暂态过电流和限制过电压的作用。由于放电管的电极间绝缘电阻大，分布电容下，对高频及微波信号的雷电保护具有明显的优势。放电管的工作原理是气体放电，当电极间施加一定的电压时，便在极间产生不均勻电场，极间的气体在电场的作用下开始游离，当外加电压增大到使极间场强超过气体的绝缘强度时，极间间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导通状态，导通后极间的电压维持在放电电弧两端的电压，也称为残压，残压的大小与电弧的长短有关系，电弧越长残压越高。反之，电弧越短，残压越低。
[0003]根据建筑物防雷设计规范GB50057-2010的规定，在电源引入的总配电箱处安装I级试验的电涌保护器，I级试验的电涌保护器的内部核心器件常常采用气体放电管。气体放电管在电源系统保护中的不足之处在于其放电时延较大。动作灵敏度不够理想，其主要原因在电源系统中使用的气体放电管的直流放电电压值较高，一般为1000V左右，这对于波头上升陡度较大的雷电波而言，其难以有效地进行抑制。当气体放电管动作后，其残压较小，使气体放电管出现续流现象，导致供电系统短路等故障。
【发明内容】
[0004]为了解决上述【背景技术】提出的技术问题，本发明旨在提供一种带有触发电极的气体放电管，解决了现有气体放电管响应时延长和续流大的问题，改善防雷效果。
[0005]为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为:
一种带有触发电极的气体放电管，包括2个主放电电极、η个触发电极以及n+1个陶瓷管，其中，η >2，所述2个主放电电极设在气体放电管的两端，η个触发电极依次排列在2个主放电电极之间，相邻的电极之间通过陶瓷管相连，陶瓷管内充满了惰性气体。
[0006]其中，上述主放电电极包括圆盘状导体和圆柱形金属棒，圆柱形金属棒的表面刻有螺纹，圆柱形金属棒垂直于圆盘状导体并设置在圆盘状导体一侧的中心处，圆盘状导体的另一侧设有圆环状凹槽，且该圆环状凹槽的尺寸和与之连接的陶瓷管的尺寸相适应，使陶瓷管固定在该圆环状凹槽上。
[0007]其中，上述触发电极为圆盘状结构，触发电极的中心设有圆孔，触发电极的两侧均设有圆环状凹槽，且该圆环状凹槽的尺寸和与之连接的尺寸相适应，使陶瓷管固定在该圆环状凹槽上。
[0008]其中，上述主放电电极的材质为铁镍合金。
[0009]其中，上述惰性气体为氩气。
[0010]采用上述技术方案带来的有益效果: (1)本发明增加了触发电极，使得响应时间缩短，动作时延减少，提高在防雷中的保护效果，同时减小了残压，降低了保护水平值，电压保护水平值小于2.5kV，提高了对设备的保护效果；
(2)本发明设计的带有触发电极的气体放电管具有通流容量大，10/350μ s电流冲击下电流达到50kA，冲击过后静态参数性能稳定，极间参数的一致性较好，可以广泛应用于I级试验的电涌保护器中；
(3)本发明结构简单，而且安装和加工方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图。
[0012]图2是本发明中主放电电极的结构示意图，包括(a)、(b)、(C) 3幅图，分别为主放电电极的正视图、左视图和右视图。
[0013]图3是本发明中触发电极的结构示意图，包括(a)、(b)2幅图，分别为触发电极的正视图和侧视图。
[0014]标号说明:1、5:主放电电极；2、3、4:触发电极；6:陶瓷管。
【具体实施方式】
[0015]以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]如图1所示本发明的结构示意图，一种带有触发电极的气体放电管，包括2个主放电电极I和5、3个触发电极2、3、4以及4个陶瓷管6。所述2个主放电电极设在气体放电管的两端，3个触发电极依次排列在2个主放电电极之间，相邻的电极(此处的电极指主放电电极和触发电极)之间通过陶瓷管相连,陶瓷管内充满了惰性气体氩气。
[0017]如图2所示本发明中主放电电极的结构示意图，包括(a)、(b)、(C) 3幅图，分别为主放电电极的正视图、左视图和右视图。主放电电极包括圆盘状导体和圆柱形金属棒，圆柱形金属棒的表面刻有螺纹，主要用于电路连接。圆柱形金属棒垂直于圆盘状导体并设置在圆盘状导体一侧的中心处，圆盘状导体的另一侧设有圆环状凹槽。在本实施例中，主放电电极的材质为铁镍合金。主放电电极有两个作用，一是用于保护线路中的安装，二是用于固定陶瓷管。主放电电极与触发电极构成的四个放电空间为雷电流释放通道。
[0018]如图3所示本发明中触发电极的结构示意图，包括(a)、(b)2幅图，分别为触发电极的正视图和侧视图。触发电极为圆盘状结构，触发电极的中心设有圆孔，用于左右两侧空间的气体贯通，3个触发电极的圆孔即使整个放电管内的空间贯通。触发电极的两侧均设有圆环状凹槽。触发电极的一端上设有接线端。在本实例中，触发电极的材质为铁镍合金。触发电极的主要作用也有两个:一是保证相邻两个间隙之间的距离；二是用于固定陶瓷管。金属触发电极的中间开有一个圆孔，这个孔可以左右两个间隙之间的气体的贯通，当发生放电时，游离的自由电子可以进入其它空间，使整个空间放电。使用3个触发电极同2个主放电电极之间构成四个放电间隙的目的是使放电电弧的长度拉长，从而增加2个主放电电极间的残压值，减小续流。
[0019]主放电电极或触发电极上的圆环状凹槽的环宽和与之连接的陶瓷管的管壁厚度相等，且该主放电电极或触发电极上的圆环状凹槽的内径与陶瓷管的内径相等，使之固定在主放电电极或触发电极的圆环状凹槽上。陶瓷管起到隔绝外部空间的作用，使放电管成为一个密闭空间，该空间内充以惰性气体可以保证电极不被氧化，同时也使放电性能更加稳定。陶瓷管还提供了很高的绝缘性能。
[0020]本发明的制作过程为:首先，将陶瓷管6的两端外壁上涂上玻璃粉末和粘结剂树脂材料，套在主放电电极I上的圆环状凹槽中，接着，依次安装触发电极2，3，4，最后，安装主放电电极5，整个组装过程在惰性气体中进行。组装完成以后进行加热，待玻璃粉末与粘结剂树脂熔结，冷却后加工完成。气体放电管内部采用惰性氩气，是因为惰性气体性能稳定，电极放电时，不会出现氧化等现象，使电极间放电性能稳定。
[0021]本发明的工作原理为:雷电流经由2个主放电电极进入这2个主放电电极之间的主间隙以后，所述的惰性气体氩气击穿，产生的自由电子开始游离，由于各个触发电极之间存在圆孔，于是气体放电管内部由于氩气电离所产生的自由电子会迅速引起其它两电极间气体分子的碰撞游离，实现气体放电管内整个空间的快速放电，在2个主放电电极之间形成电弧。由于存在四个间隙，这就加大了放电电弧的长度，从而增加两个主放电电极间的残压值，减小了续流。3个金属触发电极中间开有一个圆孔，圆孔的作用是当任意两个电极间放电，则此时在气体放电管内部由气体游离所产生的自由电子会迅速引起其它两电极间碰撞游离，迅速放电，减小了电极间放电的分散性。另外，当其中两个电极间停止放电，由于大量带电粒子(电子和离子)的复合作用，使气体放电管内的带电粒子数量大大减小，从而会迅速抑制其它电极间的碰撞游离，使极间放电迅速截至，减小了极间的截断分散性。在实际应用中，如果主放电电极分别与3个金属触发电极之间接一个高压触发电容或者主放电电极与3个触发电极中的任意I个触发电极之间连接一个ZnO压敏电阻，能够加快气体放电管的动作，减小时延，同时也可以降低气体放电管金属主放电电极间的残压。
[0022]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种带有触发电极的气体放电管，其特征在于:包括2个主放电电极、II个触发电极以及11+1个陶瓷管，其中，II ^ 2，所述2个主放电电极设在气体放电管的两端，个触发电极依次排列在2个主放电电极之间，相邻的电极之间通过陶瓷管相连，陶瓷管内充满了惰性气体。
2.根据权利要求1所述一种带有触发电极的气体放电管，其特征在于:所述主放电电极包括圆盘状导体和圆柱形金属棒，圆柱形金属棒的表面刻有螺纹， 圆柱形金属棒垂直于圆盘状导体并设置在圆盘状导体一侧的中心处，圆盘状导体的另一侧设有圆环状凹槽，且该圆环状凹槽的尺寸和与之连接的陶瓷管的尺寸相适应，使陶瓷管固定在该圆环状凹槽上。
3.根据权利要求2所述一种带有触发电极的气体放电管，其特征在于:所述触发电极为圆盘状结构，触发电极的中心设有圆孔，触发电极的两侧均设有圆环状凹槽，且该圆环状凹槽的尺寸和与之连接的尺寸相适应，使陶瓷管固定在该圆环状凹槽上。
4.根据权利要求1所述一种带有触发电极的气体放电管，其特征在于:所述主放电电极的材质为铁镍合金。
5.根据权利要求1所述一种带有触发电极的气体放电管，其特征在于:所述惰性气体为氩气。
【文档编号】H01T4/16GK104377551SQ201410668678
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】李祥超, 陈则煌, 陈璞阳, 周中山 申请人:南京信息工程大学