CN105470089A - 一种气体放电管及其所用金属化电极 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气体放电管及其所用金属化电极，所述气体放电管包括至少两个电极及与所述电极密封连接形成放电内腔的绝缘管体，至少一个所述电极为绝缘材料金属化电极，该金属化电极包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面与所述导电面电连接。本发明的气体放电管在经受雷击或浪涌过电压时，能够起到泄放雷电流或过电压的功能；而且，该气体放电管在经受一定的持续工频电流或过大工频电流，因放电发热而升温至熔化所述放电面上的金属覆盖层或金属化层时，裸露在所述放电内腔中的放电面为绝缘体或者不良导体，不放电或者放电效果减弱，从而有效遮断续流。
Description
技术领域
本发明涉及过压保护产品领域，特别是涉及一种气体放电管及其用金属化电极。
背景技术
气体放电管是一种开关型保护器件，通常作为过电压保护器件使用。目前一般使用的气体放电管是由陶瓷管及其两端封接金属电极而成，内腔充惰性气体。当气体放电管电极两端的电压超过气体的击穿电压时，就会引起间隙放电，该气体放电管迅速的由高阻态变为低阻态，形成导通，从而保护了与其并联的其他器件。但同时，由于其采用金属电极与陶瓷管封接而成，若该过电压持续时间较长或者出现频率较高或者出现长时间或大电流的工频过电流时，则气体放电管因承受长时间或频繁的过电流而导致发热升温，过高的温度不仅会影响电路中其他器件的安全使用，而且使得该气体放电管的两个金属电极熔化时溅射量大，很容易使放电管内部阻抗下降甚至形成短路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体放电管，既能够为电路提供有效的过压保护，又能够在过流升温时形成开路，及时地切断电路。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种气体放电管，包括至少两个电极及与所述电极密封连接形成放电内腔的绝缘管体，至少一个所述电极为绝缘材料金属化电极，该金属化电极包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面与所述导电面电连接。
进一步的，所述金属化电极包括绝缘材料制作而成的基体，所述基体包括所述放电面和所述导电面，所述放电面与所述导电面上设置金属覆盖层，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述放电面上的金属覆盖层通过置于所述基体内侧面和内表面的连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔连通所述放电面与所述外表面，所述通孔中和所述外表面设有连通的导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔，与所述导电面相接的内表面设有导体，所述通孔连通所述放电面与所述内表面，所述通孔中设有导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述通孔中的导体及所述内表面的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述金属化电极由陶瓷制作而成，所述放电面和所述导电面均为陶瓷金属化层。
进一步的，所述金属化电极由陶瓷金属化制作而成。
进一步的，所述金属化电极的放电面上设有金属层。
进一步的，所述金属化电极上设有易于开裂的薄弱点，该薄弱点在高温时开裂导致所述放电内腔的气体发生漏气。
相应的，本发明实施例还提供了一种气体放电管用金属化电极，所述金属化电极为绝缘材料金属化电极，该金属化电极包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面与所述导电面电连接
进一步的，所述金属化电极包括绝缘材料制作而成的基体，所述基体包括放电面和导电面，所述放电面与所述导电面上设置金属覆盖层，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述放电面上的金属覆盖层通过置于所述基体内侧面和内表面的连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔连通所述放电面与所述外表面，所述通孔中和所述外表面设有连通的导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔，与所述导电面相接的内表面设有导体，所述通孔连通所述放电面与所述内表面，所述通孔中设有导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述通孔中的导体及所述内表面的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
进一步的，所述金属化电极由陶瓷制作而成，所述放电面和所述导电面均为陶瓷金属化层。
进一步的，所述金属化电极由陶瓷金属化制作而成。
进一步的，所述金属化电极的放电面上设有金属层。
进一步的，所述金属化电极上设有易于开裂的薄弱点，该薄弱点在高温时开裂。
本发明实施例提供的气体放电管，在经受雷击过电压时，能够发挥过压保护的性能；而且，在经受过大电流或长时间过电流，因放电发热而升温至熔化所述放电面上的金属覆盖层或金属化层时，裸露在所述放电内腔中的放电面为绝缘体或者不良导体，不放电或者放电效果减弱，从而有效遮断续流，具有良好的过电压与过电流保护性能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例一提供的气体放电管的剖面结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的气体放电管用金属化电极的基体的结构示意图；
图4是本发明实施例三提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图；
图5是本发明实施例四提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图；
图6是本发明实施例四提供的气体放电管用金属化电极的剖面结构示意图；
图7是本发明实施例五提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图；
图8是本发明实施例五提供的气体放电管用金属化电极的剖面结构示意图；
图9是本发明实施例六提供的气体放电管的剖面结构示意图；
图10是本发明实施例六提供的优选方案的气体放电管的剖面结构示意图；
图11是本发明实施例六提供的优选方案的气体放电管的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，使用以下实施例对本发明进行进一步阐述。需要预先说明的是，本发明所称气体放电管包括二极管、三极管及多极管，在以下实施例中，为简便的目的，全部采用二极管作为实施例；本发明所称绝缘管体为玻璃管、瓷管或其他适于作气体放电管的材质的绝缘管体；本发明所称的外表面、内表面、内侧面均是相对组成气体放电管、为方便描述而定义的，本领域普通技术人员也可以为它们定义其他的任何名称。
本发明实施例一提供一种气体放电管，请结合参考图1，图1是本发明实施例一提供的气体放电管的剖面结构示意图，所述气体放电管1包括两个电极11，绝缘管体12，电极11与绝缘管体12密封连接形成放电内腔13。
其中，至少一个电极为绝缘材料金属化电极，金属化电极包括绝缘材料制作而成的基体，基体的结构请结合参考图3，图3是本发明实施例提供的气体放电管用金属化电极的基体的结构示意图，所述基体包括外表面115(该外表面115为与内表面113相对的且与导电面112相接的面，图中未能显示出来，故用虚线指示)、导电面112、内表面113、内侧面114以及放电面111。所述基体包括用于气体放电的放电面111和用于与外部电路相连的导电面112，所述放电面111与所述导电面112上设置金属覆盖层，所述放电面111上的金属覆盖层与所述导电面112上的金属覆盖层电连接。优选的，所述绝缘材料为陶瓷；优选的，所述金属覆盖层为钨或钼锰层。
在一优选实施例中，所述放电面111上的金属覆盖层与所述导电面112上的金属覆盖层电连接的方式为：所述放电面上的金属覆盖层通过置于所述基体内侧面和内表面的连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。具体的，请结合参考本发明实施例二及图2提供的金属化电极。
在另一优选实施例中，所述放电面111上的金属覆盖层与所述导电面112上的金属覆盖层电连接的方式为：所述基体的所有内侧面和内表面均覆盖相互连通的导体。具体的，请结合参考本发明实施例三及图4提供的金属化电极。
在另一优选实施例中，所述放电面111上的金属覆盖层与所述导电面112上的金属覆盖层电连接的方式为：所述基体中设有通孔连通所述放电面与所述外表面，所述通孔中和所述外表面设有连通的导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。具体的，请结合参考本发明实施例四及图5、图6提供的金属化电极。
在另一优选实施例中，所述放电面111上的金属覆盖层与所述导电面112上的金属覆盖层电连接的方式为：所述基体中设有通孔，与所述导电面相接的内表面设有导体，所述通孔连通所述放电面与所述内表面，所述通孔中设有导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述通孔中的导体及所述内表面的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。具体的，请结合参考本发明实施例五及图7、图8提供的金属化电极。
本实施例具有以下优点：
本实施例提供的气体放电管，在经受雷击过电压时，能够发挥过压保护的性能；而且，在经受过大电流或长时间过电流，因弧光放电发热而升温至熔化所述放电面上的金属覆盖层时，裸露在所述放电内腔中的放电面为绝缘体或者不良导体，造成电性连接的不连续或被阻断，导致放电路径加长，造成不放电或者放电效果减弱，从而有效遮断续流，具有良好的过电压与过电流保护性能。
请参阅图2，为本发明实施例二提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图。如图2所示，本实施例的金属化电极包括：绝缘材料制作而成的基体，基体的结构请结合参考图3，图3是本发明实施例提供的气体放电管用金属化电极的基体的结构示意图，所述基体包括外表面115(该外表面115为与内表面113相对的且与导电面112相接的面，图中未能显示出来，故用虚线指示)、导电面112、内表面113、内侧面114以及放电面111。所述基体包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面上设置金属覆盖层21，所述导电面上设置金属覆盖层24，所述基体内侧面上设有导体22，所述内表面上设有导体23，所述导体22和所述导体23连通，所述放电面上的金属覆盖层21通过连通的所述导体22和所述导体23与所述导电面上的金属覆盖层24电连接。
优选的，所述绝缘材料为陶瓷；优选的，所述金属覆盖层为钨或钼锰层；优选的，所述导体采用导电性能良好的金、银、铜或其他材料制成。
本实施例具有以下优点：
本实施例提供的气体放电管，在经受雷击过电压时，能够发挥过压保护的性能；而且，在经受过大电流或长时间过电流，因弧光放电发热而升温至熔化所述放电面上的金属覆盖层时，裸露在所述放电内腔中的放电面为绝缘体或者不良导体，造成电性连接的不连续或被阻断，导致放电路径加长，造成不放电或者放电效果减弱，从而有效遮断续流，具有良好的过电压与过电流保护性能。
请参阅图4，为本发明实施例三提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图。如图4所示，本实施例的电极包括：绝缘材料制作而成的基体，基体的结构请结合参考图3。所述基体包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面上设置金属覆盖层41，所述导电面上设置金属覆盖层44，所述基体内侧面所有位置上均设有导体42，所述内表面上设有导体43，所述导体42和所述导体43连通，所述金属覆盖层41通过连通的所述导体42和所述导体43与所述导电面上的金属覆盖层44电连接。
优选的，所述绝缘材料为陶瓷；优选的，所述金属覆盖层为钨或钼锰层；优选的，所述导体采用导电性能良好的金、银、铜或其他材料制成。
本实施例具有以下优点：
本实施例提供的气体放电管，在经受雷击过电压时，能够发挥过压保护的性能；而且，在经受过大电流或长时间过电流，因弧光放电发热而升温至熔化所述放电面上的金属覆盖层时，裸露在所述放电内腔中的放电面为绝缘体或者不良导体，造成电性连接的不连续或被阻断，导致放电路径加长，造成不放电或者放电效果减弱，从而有效遮断续流，具有良好的过电压与过电流保护性能。
请结合参阅图5与图6，图5是本发明实施例四提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图；图6是本发明实施例四提供的气体放电管用金属化电极的剖面结构示意图。本实施例的电极包括：绝缘材料制作而成的基体，基体的结构请结合参考图3。所述基体包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面上设置金属覆盖层51，所述导电面上设置金属覆盖层54，所述基体中设有连通所述放电面与所述外表面115的通孔52，所述通孔52中设有导体，所述外表面115上设有导体，所述通孔52中的导体与所述外表面115上的导体连通，所述放电面上的金属覆盖层54通过所述连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层54电连接。
优选的，所述绝缘材料为陶瓷；优选的，所述金属覆盖层为钨或钼锰层；优选的，所述导体采用导电性能良好的金、银、铜或其他材料制成。
本实施例具有以下优点：
本实施例提供的气体放电管，在经受雷击过电压时，能够发挥过压保护的性能；而且，在经受过大电流或长时间过电流，因弧光放电发热而升温至熔化所述放电面上的金属覆盖层时，裸露在所述放电内腔中的放电面为绝缘体或者不良导体，造成电性连接的不连续或被阻断，导致放电路径加长，造成不放电或者放电效果减弱，从而有效遮断续流，具有良好的过电压与过电流保护性能。
请结合参阅图7与图8，图7是本发明实施例五提供的气体放电管用金属化电极的结构示意图；图8是本发明实施例五提供的气体放电管用金属化电极的剖面结构示意图。本实施例的电极包括：绝缘材料制作而成的基体，基体的结构请结合参考图3。所述基体包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面上设置金属覆盖层61，所述导电面上设置金属覆盖层64，所述基体中设有连通所述放电面与所述内表面113的通孔62，所述通孔62中设有导体，所述内表面113上设有导体，所述通孔62中的导体与所述内表面113上的导体连通，所述放电面上的金属覆盖层61通过所述连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层64电连接。
优选的，所述绝缘材料为陶瓷；优选的，所述金属覆盖层为钨或钼锰层；优选的，所述导体采用导电性能良好的金、银、铜或其他材料制成。
本实施例具有以下优点：
本实施例提供的气体放电管，在经受雷击过电压时，能够发挥过压保护的性能；而且，在经受过大电流或长时间过电流，因弧光放电发热而升温至熔化所述放电面上的金属覆盖层时，裸露在所述放电内腔中的放电面为绝缘体或者不良导体，造成电性连接的不连续或被阻断，导致放电路径加长，造成不放电或者放电效果减弱，从而有效遮断续流，具有良好的过电压与过电流保护性能。
请结合参阅图9-11，图9是本发明实施例六提供的气体放电管的剖面结构示意图，所述气体放电管包括：电极91，电极93，绝缘管体92，电极与绝缘管体密封连接形成放电内腔，所述电极包括放电面94，导电面95。
其中，至少一个电极为金属化电极，也可以两个电极均为金属化电极。如图中的电极91即为金属化电极，所述金属化电极由陶瓷金属化制作而成。
优选的，为工艺简便，所述金属化电极也可以由陶瓷制作而成，只是所述放电面和所述导电面均为陶瓷金属化层。优选的，所述金属化层为钨、钼锰层或者其他金属层。
所述金属化电极除了图9所示的外形之外，还可以有别的多种外形，例如图10中的金属化电极10就是另外一种外形，其包含放电面101，导电面102。优选的，为提高放电效果，所述金属化电极的放电面101上设有金属层104，如图11所示。
优选的，所述金属化电极上设有易于开裂的薄弱点，该薄弱点在高温时开裂导致所述放电内腔的气体发生漏气。设置薄弱点的方式包括：降低电极的厚度、改变材料的膨胀系数、设置凹槽等。设置薄弱点的优势在于：过流温升时，如果所述金属化电极的放电层上的金属化层或者金属覆盖层未完全熔化，还具有放电功能时，薄弱点因为温度达到预定值而开裂，导致漏气而开路，进一步保证了该气体放电管的过流保护功能。
本实施例提供的气体放电管，由于采用绝缘材料金属化电极，具有以下优点：
1)金属化电极与绝缘管体的热膨胀系数相当，产品封接时不容易漏气；
2)金属化电极在通过大的工频电流时溅射量大幅减少，不会形成拉弧而使得产品短路而烧毁。
3)利用金属化电极在工频电流弧光的高温，使得金属化陶瓷电极表面的金属化灼烧，使得靠近弧光表面的局部的金属化不连续或被阻断，一方面使得金属化电极由良好的导体变成不良导体或绝缘体；另一方面由于金属化不连续或阻断造成放电间隙拉长，从而使得放电电压抬升，当超过工频电流的最大电压时，不放电或放电效率减弱，从而有效的遮断工频续流。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。只要是在本发明实施例基础上做出的常识性的改动方案，都处于本申请的保护范围之中。
Claims (18)
1.一种气体放电管，包括至少两个电极及与所述电极密封连接形成放电内腔的绝缘管体，其特征在：
至少一个所述电极为绝缘材料金属化电极，该金属化电极包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面与所述导电面电连接。
2.根据权利要求1所述的气体放电管，其特征在于：
所述金属化电极包括绝缘材料制作而成的基体，所述基体包括所述放电面和所述导电面，所述放电面与所述导电面上设置金属覆盖层，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
3.根据权利要求2所述的气体放电管，其特征在于，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述放电面上的金属覆盖层通过置于所述基体内侧面和内表面的连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
4.根据权利要求2所述的气体放电管，其特征在于，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔连通所述放电面与所述外表面，所述通孔中和所述外表面设有连通的导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
5.根据权利要求2所述的气体放电管，其特征在于，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔，与所述导电面相接的内表面设有导体，所述通孔连通所述放电面与所述内表面，所述通孔中设有导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述通孔中的导体及所述内表面的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
6.根据权利要求1所述的气体放电管，其特征在于：
所述金属化电极由陶瓷制作而成，所述放电面和所述导电面均为陶瓷金属化层。
7.根据权利要求1所述的气体放电管，其特征在于：
所述金属化电极由陶瓷金属化制作而成。
8.根据权利要求7所述的气体放电管，其特征在于：
所述金属化电极的放电面上设有金属层。
9.根据权利要求7所述的气体放电管，其特征在于：
所述金属化电极上设有易于开裂的薄弱点，该薄弱点在高温时更容易开裂导致所述放电内腔的气体发生漏气。
10.一种气体放电管用金属化电极，其特征在于：
所述金属化电极为绝缘材料金属化电极，该金属化电极包括用于气体放电的放电面和用于与外部电路相连的导电面，所述放电面与所述导电面电连接。
11.根据权利要求10所述的金属化电极，其特征在于：
所述金属化电极包括绝缘材料制作而成的基体，所述基体包括放电面和导电面，所述放电面与所述导电面上设置金属覆盖层，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
12.根据权利要求11所述的金属化电极，其特征在于，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述放电面上的金属覆盖层通过置于所述基体内侧面和内表面的连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
13.根据权利要求11所述的金属化电极，其特征在于，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔连通所述放电面与所述外表面，所述通孔中和所述外表面设有连通的导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述连通的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
14.根据权利要求11所述的金属化电极，其特征在于，所述放电面上的金属覆盖层与所述导电面上的金属覆盖层电连接包括：
所述基体中设有通孔，与所述导电面相接的内表面设有导体，所述通孔连通所述放电面与所述内表面，所述通孔中设有导体，所述放电面上的金属覆盖层通过所述通孔中的导体及所述内表面的导体与所述导电面上的金属覆盖层电连接。
15.根据权利要求10所述的金属化电极，其特征在于：
所述金属化电极由陶瓷制作而成，所述放电面和所述导电面均为陶瓷金属化层。
16.根据权利要求10所述的金属化电极，其特征在于：
所述金属化电极由陶瓷金属化制作而成。
17.根据权利要求16所述的气体放电管，其特征在于：
所述金属化电极的放电面上设有金属层。
18.根据权利要求16所述的金属化电极，其特征在于：
所述金属化电极上设有易于开裂的薄弱点，该薄弱点在高温时更容易开裂。
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