CN104392878B - 一种放电管及放电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放电管及放电方法，解决了现有技术中放电管无法兼具良好的泄流和断续能力的技术问题，所述放电管包括：绝缘管(10)；与绝缘管(10)的两端密封连接的第一电极(20)和第二电极(30)；密封在绝缘管(10)内部的惰性气体(40)，用于形成电弧进行放电泄流；在绝缘管(10)外壁上固定且对称设置的第一永磁体(50)和第二永磁体(60)；两个永磁体产生的磁场的方向与两电极之间电场的方向垂直，以使工频续流的电弧的弧长增加，弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流；实现了当放电管两极电压过高时，快速泄流，泄流后残压少，泄流能力强，并在电压恢复正常后，及时熄灭电弧进行工频断续的技术效果。

Description

一种放电管及放电方法

技术领域

本发明涉及电涌放电技术领域，尤其涉及一种放电管及放电方法。

背景技术

随着电力科学技术的发展，人类对电的依赖程度越来越高，雷电作为一种自然界电能，对人类影响非常大，其中负面的影响会带来较大的危害(即雷害)。具体的，雷电会使人类供电电网中产生电涌(即瞬态过电)，严重时会对接入电网的电器设备造成过压损坏；对此，人们会在供电线路上安装防止雷害器件，当雷电使供电线路中产生过电流时，可通过防止雷害器件将过电流导入接地端对地释放，使得供电线路的电流电压维持在正常水平。

放电管作为一种防止雷害器件，得到了人们的大量研究；放电管的工作原理是气体放电，当其外加电压增大到超过气体的绝缘强度时，两极间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平。其中，电弧相当于泄流“导线”，放电管的电弧建成速度和残压量是决定其泄流能力的主要因素，泄流能力是放电管的一项重要性能指标。然而在实际使用过程中，有的放电管的电弧在泄流完成后没有及时熄灭(即熄弧能力较差)，导致在过电压消失后且电网电压正常时，仍然有工频电流继续通过电弧从放电管通往接地端，使得供电线路通过电弧与地短路。上述工频电流通过电弧流向地的现象称为“工频续流”，会导致电网断路器跳闸等事故发生，给供电线路正常运行带来隐患，因此，放电管在泄流后是否能够及时熄灭电弧以切断工频续流(称为“断续”)，也是放电管的一项重要性能指标。

目前较为先进的大功率放电管有多层间隙放电管、阀型放电管、火花隙等，它们在泄流能力和断续能力上各有千秋。对于多层间隙放电管或阀型放电管来说，其包括多个串联的放电级，每一级都需要达到一定的电压才能使放电管开启放电功能，也就是说，放电管的总体弧压值为每一级弧压的叠加值；放电管的总体弧压高于工频电压，可以抑制工频续流，即其“断续能力”较好；但是，这种多层间隙结构导致了放电管泄流后残余的能量较多，保护能力下降，即其“泄流能力”较差。对于火花隙来说，其利用电极间隙长度来有限的增加弧压，泄流后残压小，泄流能力较前面两者强，但其弧压小于工频电压，因此它存在续流，即其“断续能力”较差。

可见，现有技术中存在放电管无法兼具良好的泄流和断续能力的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的，放电管无法兼具良好的泄流和断续能力的技术问题，提供一种放电管及放电方法，实现了当放电管两极电压过高时，快速泄流，泄流后残压少，泄流能力强，并在电压恢复正常后，及时熄灭电弧进行工频断续的技术效果。

一方面，本发明实施例提供了一种放电管，包括：

绝缘管；

分别与所述绝缘管的两端密封连接的第一电极和第二电极；

密封在所述绝缘管内部的惰性气体，用于在所述第一电极和所述第二电极间的外加电压增大到超过惰性气体的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，电离为等离子态，并在所述第一电极和所述第二电极之间形成电弧，进行放电泄流；

在所述绝缘管外壁上固定且对称设置的第一永磁体和第二永磁体；

所述第一永磁体和所述第二永磁体产生的磁场的方向与所述第一电极和所述第二电极之间电场的方向垂直，当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述磁场和所述电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流。

可选的，所述绝缘管为陶瓷或玻璃材质。

可选的，所述第一电极和所述第二电极为锥形，且其材质为钨铜合金。

可选的，所述惰性气体为氩气和/或氖气。

可选的，所述第一永磁体和所述第二永磁体采用钕铁硼材质。

可选的，所述绝缘管为中空柱状，所述第一永磁体和所述第二永磁体与所述绝缘管的接触面的形状相适配。

可选的，所述绝缘管的内壁沿轴向具有多个间隔设置的环形凹槽，每一个环形凹槽上均具有用于对电弧产生的热量进行散热的环形金属片；所述环形金属片的内径小于所述绝缘管的内径。

可选的，在所述第一电极和所述第二电极上涂覆有电子粉。

另一方面，本发明实施例提供了一种放电方法，应用于第一方面所述的放电管中，所述方法包括步骤：

S1、在所述放电管的第一电极和第二电极间的外加电压增大到超过所述放电管中惰性气体的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，所述惰性气体电离为等离子态，并在所述第一电极和所述第二电极之间产生电弧，进行放电泄流；

S2、当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述放电管的第一永磁体和第二永磁体产生的磁场以及所述第一电极和所述第二电极之间电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流。

本发明实施例提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于在本发明实施例中，一方面，放电管的泄流结构包括绝缘管、分别与所述绝缘管的两端密封连接的第一电极和第二电极；并且在所述绝缘管内部密封有惰性气体，用于在所述第一电极和所述第二电极间的外加电压增大到超过惰性气体的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，电离为等离子态，并在所述第一电极和所述第二电极之间形成电弧，进行放电泄流；可见放电管的泄流结构简单，并没有复杂的多层间隙结构设计，点火电压只与两电极之间的间隙长度以及惰性气体的压强有关，在制作的过程中，当两电极之间的间隙长度和惰性气体的压强确定，点火电压即确定，放电后残压少，泄流能力强；另一方面，放电管的断续结构包括在所述绝缘管外壁上固定且对称设置的第一永磁体和第二永磁体(可采用强磁体)，所述第一永磁体和所述第二永磁体产生的磁场的方向与所述第一电极和所述第二电极之间电场的方向垂直，当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述磁场和所述电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流；另外，当放电管处于待机状态时，放电管电极间没有电弧电流，永磁体不对放电管的静态参数产生影响，即待机时放电管的点火电压与出厂设置的点火电压一样，并且在放电管正常放电泄流时，绝缘管中的惰性气体全部电离为等离子体，以形成放电电弧，永磁体的磁场不会对其产生影响；可见，永磁体的结构设置不会影响放电管的泄流能力。总之，在本申请方案中，放电管的结构设计结合了上述泄流结构和断续结构，能够有效地解决现有技术中放电管无法兼具良好的泄流和断续能力的技术问题，实现了当放电管两极电压过高时，快速泄流，泄流后残压少，泄流能力强，并在放电管电压恢复正常后，及时熄灭电弧进行工频断续的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种放电管的剖面结构示意图；

图2A为本发明实施例提供的放电管的一种放电电弧形态示意图；

图2B为本发明实施例提供的放电管的第二种放电电弧形态示意图；

图3为本发明实施例提供的一种内部设置有散热组件的放电管的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种放电方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种放电管及放电方法，解决了现有技术中放电管无法兼具良好的泄流和断续能力的技术问题，实现了当放电管两极电压过高时，快速泄流，泄流后残压少，泄流能力强，并在电压恢复正常后，及时熄灭电弧进行工频断续的技术效果。

本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本发明实施例提供了一种放电管，包括：绝缘管；分别与所述绝缘管的两端密封连接的第一电极和第二电极；密封在所述绝缘管内部的惰性气体，用于在所述第一电极和所述第二电极间的外加电压增大到超过惰性气体的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，电离为等离子态，并在所述第一电极和所述第二电极之间形成电弧，进行放电泄流；在所述绝缘管外壁上固定且对称设置的第一永磁体和第二永磁体；所述第一永磁体和所述第二永磁体产生的磁场的方向与所述第一电极和所述第二电极之间电场的方向垂直，当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述磁场和所述电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流。

可见，在本发明实施例中，一方面，放电管的泄流结构包括绝缘管、分别与所述绝缘管的两端密封连接的第一电极和第二电极；并且在所述绝缘管内部密封有惰性气体，用于在所述第一电极和所述第二电极间的外加电压增大到超过惰性气体的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，电离为等离子态，并在所述第一电极和所述第二电极之间形成电弧，进行放电泄流；可见放电管的泄流结构简单，并没有复杂的多层间隙结构设计，点火电压只与两电极之间的间隙长度以及惰性气体的压强有关，在制作的过程中，当两电极之间的间隙长度和惰性气体的压强确定，点火电压即确定，放电后残压少，泄流能力强；另一方面，放电管的断续结构包括在所述绝缘管外壁上固定且对称设置的第一永磁体和第二永磁体(可采用强磁体)，所述第一永磁体和所述第二永磁体产生的磁场的方向与所述第一电极和所述第二电极之间电场的方向垂直，当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述磁场和所述电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流；另外，当放电管处于待机状态时，放电管电极间没有电弧电流，永磁体不对放电管的静态参数产生影响，即待机时放电管的点火电压与出厂设置的点火电压一样，并且在放电管正常放电泄流时，绝缘管中的惰性气体全部电离为等离子体，以形成放电电弧，永磁体的磁场不会对其产生影响；可见，永磁体的结构设置不会影响放电管的泄流能力。总之，在本申请方案中，放电管的结构设计结合了上述泄流结构和断续结构，能够有效地解决现有技术中放电管无法兼具良好的泄流和断续能力的技术问题，实现了当放电管两极电压过高时，快速泄流，泄流后残压少，泄流能力强，并在放电管电压恢复正常后，及时熄灭电弧进行工频断续的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

请参考图1，本发明实施例提供了一种放电管，包括：

绝缘管10，多采用陶瓷或玻璃材质；

分别与绝缘管10的两端密封连接的第一电极20和第二电极30；

密封在绝缘管10内部的惰性气体40，用于在第一电极20和第二电极30间的外加电压增大到超过惰性气体40的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，电离为等离子态，并在第一电极20和第二电极30之间形成电弧，进行放电泄流；

在绝缘管10外壁上固定且对称设置的第一永磁体50和第二永磁体60；

第一永磁体50和第二永磁体60产生的磁场的方向与第一电极20和第二电极30之间电场的方向垂直，当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述磁场和所述电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流。

在具体实施过程中，通常所采用的放电管为气体放电管，其放电通路的电气特性主要取决于环境参数，因而工作的稳定性得不到保证，为了提高气体放电管的工作稳定性，可采用金属化陶瓷绝缘体与电极进行焊接，从而保证封接的外壳(即绝缘管10)与放电间隙(即第一电极20和第二电极30之间的间距)的气密性，为优化选择放电管中的气体种类和压力创造了条件，气体放电管内一般密封惰性气体40，如氩气和/或氖气。

在具体实施过程中，第一电极20和第二电极30为锥形，且其材质可采用钨铜合金；具体的，在两个金属电极表面分布有电荷，电荷密度和金属面的曲率成正比，当金属电极设置为锥形(即设置有尖端)时，一旦它外加电压，电荷就会很密集的堆积在尖端上，从而使尖端处的电场变强，并使得两个锥形电极和周围的气体形成了一个电容器，介质就是放电管中的惰性气体40；当尖端电场强到一定程度时，就会把绝缘管10中气体的原子、分子击穿，达到电容器放电的效果。在这个过程中，惰性气体40被激发为电弧等离子体，并在电场的作用下，以柱状形式连接第一电极20和第二电极30。

电弧等离子体是由表面激元膜包着等离子态物质组成，在没有外部电场条件的时候，它以球形存在，具体的，等离子体内部是带正电荷的粒子和中性粒子，其表面则是由负电子在表面激元效应的作下形成的等离子表面激元膜。等离子体是一种很好的导电体，它的存在需要以下五个条件：1)较低温度下可变成等离子体的物质；2)一定的电压(弧压)；3)一定的电流；4)稳定的表面激元膜；5)一定的压强或者一定密度。这五个条件相辅相成，具体而言，物质等离子化需要的温度越低，说明等离子体的量越大，压强或密度也越大，进一步，等离子体电弧的弧压会越高(由潘宁效应获知)、电流越大，电弧也越大，表面激元膜越稳定，相对的，电弧长度越长，说明电弧的弧压越高、电流越大。

在电弧等离子体中，发光发热的部分以及温度最高的部分即为等离子表面激元膜；对于构成表面激元膜的电子，在通常情况下，若没有电场作用时，它们总在等离子体表面作布朗能运动，若有电场作用时，它们则是作与等离子体表面平行的定向运动，即在电弧等离子体表面，在两电极间电场力的作用下从一个电极平行移动到另一个电极，以形成电弧电流。

在实际使用过程中，人们希望放电管过压时，在其两电极间产生电弧将过多的电流泄去，但是在放电管恢复正常电压时，人们又希望电弧能够消失以截止工频续流。下面将依次对本申请方案中放电管从“待机状态”到“过压形成电弧进行泄流”再到“电弧熄灭”的整个过程进行介绍。

在具体实施过程中，当放电管接入供电线路中，且放电管两端的电压为正常电压(如工频电压)时，放电管处于待机状态，其两个电极间没有电弧电流；当放电管的外加电压增大到超过管内气体的绝缘强度时，即外加电压达到放电管的点火电压时，放电管被击穿，产生电弧电流；其中，放电管道的点火电压依据其所应用的电力系统需求而定，往往可通过改变放电管内的气体种类、压力、电极涂敷材料成分及电极间的距离来实现的。衡量放电管泄流能力的标准参数主要包括放电电弧的建立速度、通流量以及残压水平，具体的，放电管电弧建立速度越快、放电通流量越大以及残压量越小，说明放电管的泄流能力越强。其中，放电管的放电通流量与绝缘管10中的气体密度成正比，然而气体密度越大压强越大，那么在设置放电管中气体压强时需要充分考虑绝缘管10的耐压性，即通过增大管内气体压强来增大放电通流量是很有限的；放电管放电电弧建立速度以及残压水平与放电管的结构有关，通常非多层间隙的放电管其电弧建立速度较快且放电后残压较少。在本申请实施例中，采用非多层间隙结构设计，另外为了通过增大活性电子的数量来提高放电电弧建立速度和放电通流量，在第一电极20和第二电极30上涂覆有电子粉，其厚度可依据实际需求而定，可以为(5～15)um，能够在电极电压过大时使电极尖端电场快速变强，并击穿管中气体，以形成放电电弧，同时在一定程度上增加了电弧等离子体中的电子量(即放电通流量)。

这里需要指出的是，在放电管过压泄流时，维持电弧的电流为过电流，电弧较粗，在放电管恢复正常电压后，维持电弧的电流为工频电流，电弧较细。在放电管泄流且恢复正常电压后，放电管两电极间的电弧由过电流维持的粗电弧变为由工频电流维持的细电弧，通常针对放电管所说的“断续”，即需熄灭由工频电流维持的细电弧，电弧熄灭可以从以下五个方面着手考虑：a)去掉放电管两电极间的电压或电流；b)去掉形成等离子体的物质；c)加大等离子体的压强或密度，使弧压高于工频电压；d)破坏电弧等离子体的表面激元膜；e)降低等离子体的温度。其中，对于点a)，由于当放电管处于安装状态时，工频电流总是存在的，所以点a)不适于实际操作；对于点b)，由于放电管需要在过压时通过可以形成电弧的物质进行泄流，所以不可能将该物质去掉，可见，点b)也不适于实际操作；对于点c)，可以利用潘宁效应加大等离子体的压强或密度，以提升弧压，但是该压强必须在放电管的绝缘管10的压力承受范围内，即通过点c)提升弧压相对有限，但可考虑使用；对于点d)，在不影响放电管过压泄流的前提下可行；对于点e)，在放电管结构设计允许的前提下可行。

具体的，在没有外界电磁干扰的作用时，电弧电流的方向固定为从一个电极指向另一个电极的方向，普通放电管将产生近似直线状态的电弧连接于两个电极之间，如图2A所示。而在本申请方案中，为通过上述点d)的方法来熄灭电弧，在绝缘管10外壁上固定且对称设置的第一永磁体50和第二永磁体60(均可采用钕铁硼材质)，绝缘管10为中空柱状，第一永磁体50和第二永磁体60与绝缘管10的接触面的形状相适配，具体的，第一永磁体50和第二永磁体60可镶嵌或胶粘在绝缘管10的管壁外，还可用卡环卡接在绝缘管10的管体上等。其中，一永磁体为N极、另一永磁体为S极，两者产生垂直于两电极间电场方向的强磁场，进而电弧等离子体中的电子会同时受到电场力和强磁场力的作用，而作螺旋运动，并在所述放电管两电极间产生螺旋状的电弧，如图2B所示，相对于普通放电管来说，可认为磁场力破坏了电弧等离子体的表面激元膜；此时电弧长度为普通管电弧长度的6～120倍，具体倍率取决于电极间隙长度(即第一电极20和第二电极30锥尖之间的长度)和磁场的强度。根据上述已介绍的关于等离子体存在的五个条件可知，当放电电弧长度变长时，等离子体电弧的弧压会越高，当弧压高于工频电压时，即可抑制工频电流，以熄灭电弧。

这里需要指出的是，当放电管处于待机状态时，放电管电极间没有电弧电流，第一永磁体50和第二永磁体60形成的强磁场不对放电管的静态参数产生影响，即待机时放电管的点火电压与出厂设置的点火电压一样；并且第一永磁体50和第二永磁体60形成的强磁场不足以对“由过电流形成的粗电弧”造成影响，即不影响放电管泄流；而只会对“由工频电流形成的细电弧”造成影响。具体的，在放电管正常放电泄流时，绝缘管10中的惰性气体40全部电离为等离子体，以形成放电电弧，在绝缘管10的封闭空间内，放电电弧(即所述粗电弧)等离子体占据了绝缘管10的整个内部空间，永磁体(50、60)的磁场不会对其形状产生影响；相对而言，当放电泄流结束后且放电管两电极间的电压恢复正常时，绝缘管10中的等离子体变少，所形成的电弧体积较小，即形成所述细电弧，只占据绝缘管10部分内部空间，在磁场力的作用下，所述细电弧会随着磁场力在存在冗余空间的绝缘管10内部发生扭曲，最终呈现螺旋状。第一永磁体50和第二永磁体60产生的磁力线的强度与断续电流大小成正比，以国际标准上规定的放电管的断续电流为500A为例，500A电流产生的磁力线的强度与两个永磁体(50，60)产生的强度一样大，当设计的放电管的断续能为500A时，大于500A的电涌电流(如雷击电流)可以通放电管泄放至大地，小于500A的电流在强磁场的作用消除。

在本申请实施例中，设定在第一永磁体50和第二永磁体60形成的强磁场以及工频电流形成的电场的作用下，放电管两电极间的电弧长度变为普通电弧长度的24倍，放电管中的惰性气体40采用1.5倍大气压的氩气，1.5倍大气压的氩气每毫米弧压近似1.5V，两电极间隙长度为4mm，可得出本实施例中弧长变长时的弧压为24*4*1.5＝144V，实际测量中该弧压为110～180V之间，也就是说，本申请方案中，通过增加电弧弧长以增大弧压的参数设定和计算原理是正确的。相对的，当放电管的过电压消失只有工频电压时，交流的波形走到低于110V，工频电压低于弧压，无法维持电流大小，电弧等离子体的表面激元膜被强磁场破坏，电弧消失。

以上是单独采用点d)的方法来熄灭电弧的方案，在具体实施过程中，可结合点c)和点d)的方法或结合点d)和点e)的方法，来加快电弧熄灭的速度。

(1)结合点c)和点d)的方法熄灭电弧

即在采用第一永磁体50和第二永磁体60形成磁场对电弧等离子体表面激元膜进行影响的同时，通过加大等离子体的压强或密度，使弧压高于工频电压，来加快电弧熄灭的速度；具体的，根据潘宁效应向绝缘管中注入混合气体(如氩气和氖气)，使其满足一定的比例，从而在混合气体等离子化形成电弧时，提升弧压。在采取这种实施方案的过程中，配置混合气体并密封于绝缘管10中，必须考虑混合气体在放电的过程中受热膨胀会使绝缘管10内部压力增加的现象，因此，在向绝缘管10中密封混合气体时，气体的压强要控制在绝缘管10能够承受的范围内。

(2)结合点d)和点e)的方法熄灭电弧

即在采用第一永磁体50和第二永磁体60形成磁场对电弧等离子体表面激元膜进行影响的同时，通过降低等离子体的温度，来加快电弧熄灭的速度；在具体实施过程中，在绝缘管10内部设置散热组件，为电弧散热，具体的，请参考图3，绝缘管10的内壁沿轴向具有多个间隔设置的环形凹槽101，每一个环形凹槽101上均具有用于对电弧产生的热量进行散热的环形金属片102；环形金属片102的内径小于所述绝缘管的内径，即在绝缘管10内预留容置惰性气体40的空间；在具体实施过程中，可在绝缘管10的整个内壁固定设置(如焊接)一圈镀钢塑料作槽座70，在槽座70上沿绝缘管10的轴向具有多个间隔设置的环形凹槽101，并在每一个环形凹槽101中固定设置具有良好导热和耐热性能的金属片102(如钨金)。其降温原理为：在电场和磁场的作用下，使得电弧等离子体表面激元膜做螺旋运动，散入到多个环形金属片102之间的缝隙中，并充分与多个环形金属片102接触而进行散热，以使其温度降低到无法满足维持等离子态的水平，从而熄灭电弧。

总而言之，本申请方案中的放电管采用非多层间隙结构设计，泄流后残压少，泄流能力较强，并且在绝缘管的外管壁上设置两只永磁体产生与放电管两电极电场方向垂直的磁场，用于在放电管泄流且两电极电压恢复正常后，使工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而熄灭电弧和抑制所述工频续流。另外，可通过在两电极上涂覆电子粉，以加快电弧建立速度，增强泄流能力；还可通过在绝缘管内密封混合气体，以增加电弧等离子体的压强或密度，增加弧压；或通过在绝缘管内设置散热组件，对电弧等离子体表面激元膜进行散热，以使管内放电介质的温度降低到无法满足其维持等离子态的水平，进而在放电管电压恢复正常后，及时熄灭电弧进行工频断续。本申请方案针对现有技术中，多层间隙放电管泄流能力差而断续能力最强、火花隙泄流能力最强而断续能力差，即放电管无法兼具良好的泄流能力和断续能力的技术问题，提供了一种泄流能力和断续能力均处于多层间隙放电管和火花隙之间的放电管，兼具良好的泄流能力和断续能力。

实施例二

请参考图4，本发明实施例提供了一种放电方法，应用于实施例一中所述的放电管，所述方法包括步骤：

S1、在所述放电管的第一电极20和第二电极30间的外加电压增大到超过所述放电管中惰性气体40的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，所述惰性气体40电离为等离子态，并在所述第一电极20和所述第二电极30之间产生电弧，进行放电泄流；

S2、当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述放电管的第一永磁体50和第二永磁体60产生的磁场以及所述第一电极20和所述第二电极30之间电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流。

根据上面的描述，上述放电方法应用于上述放电管中，所以，该方法的实施过程与上述放电管的一个或多个实施例的实施原理中得以说明，在此就不再一一赘述了。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种放电管，其特征在于，所述放电管包括：

绝缘管(10)；

分别与所述绝缘管(10)的两端密封连接的第一电极(20)和第二电极(30)；

密封在所述绝缘管(10)内部的惰性气体(40)，用于在所述第一电极(20)和所述第二电极(30)间的外加电压增大到超过所述惰性气体(40)的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，电离为等离子态，并在所述第一电极(20)和所述第二电极(30)之间形成电弧，进行放电泄流；

在所述绝缘管(10)外壁上固定且对称设置的第一永磁体(50)和第二永磁体(60)，所述绝缘管(10)的内壁沿轴向具有多个间隔设置的环形凹槽(101)，每一个环形凹槽(101)上均具有用于对电弧产生的热量进行散热的环形金属片(102)；所述环形金属片(102)的内径小于所述绝缘管的内径；

所述第一永磁体(50)和所述第二永磁体(60)产生的磁场的方向与所述第一电极(20)和所述第二电极(30)之间电场的方向垂直，当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述磁场和所述电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流。

2.如权利要求1所述的放电管，其特征在于，所述绝缘管(10)为陶瓷或玻璃材质。

3.如权利要求1所述的放电管，其特征在于，所述第一电极(20)和所述第二电极(30)为锥形，且其材质为钨铜合金。

4.如权利要求1所述的放电管，其特征在于，所述惰性气体(40)为氩气和/或氖气。

5.如权利要求1所述的放电管，其特征在于，所述第一永磁体(50)和所述第二永磁体(60)采用钕铁硼材质。

6.如权利要求1所述的放电管，其特征在于，所述绝缘管(10)为中空柱状，所述第一永磁体(50)和所述第二永磁体(60)与所述绝缘管(10)的接触面的形状相适配。

7.如权利要求1～6任一权项所述的放电管，其特征在于，在所述第一电极(20)和所述第二电极(30)上涂覆有电子粉。

8.一种放电方法，应用于如权利要求1～7中任一权项所述的放电管，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1、在所述放电管的第一电极(20)和第二电极(30)间的外加电压增大到超过所述放电管中惰性气体(40)的绝缘强度，且所述放电管被击穿时，所述惰性气体(40)电离为等离子态，并在所述第一电极(20)和所述第二电极(30)之间产生电弧，进行放电泄流；

S2、当所述放电管放电泄流后且两电极间电压恢复正常时，在所述放电管的第一永磁体(50)和第二永磁体(60)产生的磁场以及所述第一电极(20)和所述第二电极(30)之间电场的作用下，工频续流在所述放电管两电极间产生螺旋状且弧长相对于原电弧倍增的电弧，以使弧压高于工频电压，从而抑制所述工频续流。