CN111326954A - 一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管及浪涌保护器 - Google Patents

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Abstract

本公开提出了一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，包括金属化陶瓷管，设置在金属化陶瓷管一端连接放电管输入端的主放电电极，以及按照设定距离设置在金属化陶瓷管内，并与主放电电极相对设置由近及远的多个辅助电极板，所述辅助电极板之间以及与主放电电极之间间隔设定的距离，距离主放电电极远端的辅助电极板连接放电管输出端；辅助电极板之间还设置若干个金属化陶瓷片、所述每个金属化陶瓷片设置多间隙放电电极片，相邻的多间隙放电电极片之间以及与辅助电极板之间形成多个放电间隙。采用多间隙的设置可以提高放电管的弧光电压，在放电管两端施加的电压低于弧光电压时，放电管无续流产生，可以在实现在型式试验及使用过程中减少放电管的损坏。

Description

一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管及浪涌保护器
技术领域
本公开涉及电力系统保护器件相关技术领域，具体的说，是涉及一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管及浪涌保护器。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。
电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD,是通过现代电学以及其它技术来防止被雷击中的设备。开关型浪涌保护器(简称为GDT)在无浪涌时呈现高阻抗，当出现电压浪涌是突变为低阻抗。这类保护器可以将过电压降低到接近零值，但必须具有较大的通流能力。电涌保护器的核心部件是放电管，放电管包括玻璃放电管、陶瓷气体放电管等等。
发明人发现，现有的开关型浪涌保护器GDT在实际始终过程中因弧光电压低，在型式试验时或者使用过程中过电流能力低，导致电涌保护器SPD失效和燃烧短路。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管及浪涌保护器，通过对(GDT)增加间隙数量提高弧光电压，解决光电管过电流能力低问题。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一个或多个实施例提供了一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，包括金属化陶瓷管，设置在金属化陶瓷管一端连接放电管输入端的主放电电极，以及按照设定距离设置在金属化陶瓷管内，并与主放电电极相对设置由近及远的多个辅助电极板，所述辅助电极板之间以及与主放电电极之间间隔设定的距离，距离主放电电极远端的辅助电极板连接放电管输出端；
辅助电极板之间还设置若干个金属化陶瓷片、所述每个金属化陶瓷片设置多间隙放电电极片，相邻的多间隙放电电极片之间以及与辅助电极板之间形成多个放电间隙。
一种浪涌保护器，采用上述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管作为放电装置。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开通过设置多个金属化陶瓷片，在金属化陶瓷片上焊接电极板，各个电极板相对设置由金属化陶瓷片的结构间隔形成放电间隙，实现了多间隙设置，采用多间隙的设置可以提高放电管的弧光电压，在放电管两端施加的电压低于弧光电压时，放电管无续流产生，可以在实现在型式试验及使用过程中减少放电管的损坏。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。
图1是本公开实施例的放电管的结构示意图；
图2是本公开实施例的触发电路设置示意图；
图3a是本公开实施例的辅助电极板5的结构示意图；
图3b是本公开实施例的主放电电极2的结构示意图；
图4是本公开实施例的金属化陶瓷管4的结构示意图；
图5是本公开实施例的多间隙放电电极片7的结构示意图；
图6是本公开实施例的金属化陶瓷片6的结构示意图；
图7是本公开实施例的脱扣装置结构示意图；
其中：1、放电管输入端，2、主放电电极，3、放电头，4、金属化陶瓷管，5、辅助电极板，6、金属化陶瓷片，7、多间隙放电电极片，8、脱扣定位柱，9、绝缘支架，10、固定柱，11、电极焊接片第二端，12、过桥支架，13、输出端子安装螺丝，14、放电管输出端，15、输出端子安装螺帽16、封闭绝缘套，17、拉力弹簧，18、脱扣电极焊接片，19、低温焊点；
6-1、第一限位部，6-3、第二限位部，6-2、中空部。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
陶瓷金属化是在陶瓷表面牢固地粘附一层金属薄膜，使之实现陶瓷和金属间的焊接，本公开将陶瓷金属化后的陶瓷称为金属化陶瓷。
在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，包括金属化陶瓷管4，设置在金属化陶瓷管4一端连接放电管输入端1的主放电电极2，以及按照设定距离设置在金属化陶瓷管4内，并与主放电电极2相对设置由近及远的多个辅助电极板5，所述辅助电极板5之间以及与主放电电极2之间间隔设定的距离，距离主放电电极2远端的辅助电极板5连接放电管输出端；
在金属化陶瓷管4内辅助电极板5之间还设置若干个金属化陶瓷片6、所述每个金属化陶瓷片6设置多间隙放电电极片7，相邻的多间隙放电电极片7之间以及与辅助电极板之间形成多个放电间隙。
本实施例采用多间隙的设置可以提高放电管的弧光电压，在放电管两端施加的电压低于弧光电压时，放电管无续流产生，可以在实现在型式试验过程中减少放电管的损坏。
作为进一步的改进，所述金属化陶瓷片6的外圈与金属化陶瓷管4的内壁相匹配。多个金属陶瓷片6叠放放置在金属化陶瓷管4内可以形成套管状。
作为一种可以实现的结构，如图5和如图6所示，所述金属化陶瓷片6为阶梯状的环状片，包括从外圈到中心依次设置的第一限位部6-1、第二限位部6-3和中空部6-2，所述第一限位部6-1和第二限位部6-3之间至少间隔一个高度阶梯，所述第二限位部6-3上固定设置多间隙放电电极片7，中空部6-3用于形成多间隙放电电极片7之间的放电间隙。
在一些实施例中，可以在第二限位部6-3的表面设置金属膜，可以选择银铜焊料焊接多间隙放电电极片7。
可选的，中空部6-2的厚度可以不大于0.4mm，产生的放电间隙不大于0.4mm。
在一些实施例中，如图4所示，所述金属化陶瓷管4的截面为圆形，所述辅助电极板5与金属化陶瓷管4焊接固定，其形状也可以为圆形，可选的，如图3a和3b所示，所述主放电电极2的形状与辅助电极板5的形状可以相同，均为圆形，所述主放电电极2上设置放电头3。
在金属化陶瓷管4内管内设置金属化陶瓷片6，辅助电极板5至金属化陶瓷片6的外圈距离大于中心圆孔的放电间隙距离。两端加电压大于弧光电压时，通过陶瓷片绝缘隔断中心圆孔的放电间隙形成回路，因放电间隙距离只有0.4mm，而且外圈距离大于中心圆孔的放电间隙距离，所以所有电流通过中心圆孔的放电，解决了外围拉弧问题。
可选的，所述第二限位部6-3上固定设置多间隙放电电极片7通过焊接实现，可以采用银铜焊料焊接。
短时间内放电管可以耐高压和大电流，随着时间的积累内部持续发热，或者超出放电管额定值的大电流，会导致温度过高，损坏放电管的内部器件，因此，本实施例进行了下面的改进，设置脱扣装置，在内部温度达到设定的温度的时候，实现放电回路的断开，从而实现放电管内部器件的保护。
在一些实施例中，距离主放电电极2远端的辅助电极板5通过脱扣装置连接放电管输出端，当温度高于设定的温度，辅助电极板5通过脱扣装置与放电管输出端断开，从而断开放电回路。
进一步地，还包括封闭绝缘套16，所述封闭绝缘套16两端分别固定金属化陶瓷管4和放电管输出端14，所述脱扣装置设置在封闭绝缘套16内。
作为一种可以实现的结构，如图1和7所示，所述脱扣装置包括脱扣电极焊接片18，固定在封闭绝缘套上的过桥支架12，所述电极焊接片18第一端的一个面通过低温焊点19连接距离主放电电极2远端的辅助电极板5，所述电极焊接片18第一端的另一面通过拉力弹簧17固定在过桥支架12上,过桥支架12分别与脱扣电极焊接片第二端11和放电管输出端14电连接。拉力弹簧17用于在低温焊点19达到设定的温度融化后，将电极焊接片18与辅助电极5分离，从而切断放电回路。
可选的，电极焊接片18可以采用弹性材料。
可选的，所述低温焊点19采用焊锡进行焊接，当低温焊点19温度高于150度时，焊锡融化。
作为进一步的改进，为实现可靠安全的连接，可选的，所述封闭绝缘套16内固定设置绝缘支架9，与封闭绝缘套16相邻的辅助电极板5上设置脱扣定位柱8，所述脱扣定位柱8固定设置在绝缘支架9内，实现封闭绝缘套16和金属化陶瓷管4的固定连接。使得设置的脱扣装置与前端的金属化陶瓷管4形成为一体结构。
进一步的，绝缘支架9与过桥支架12相对的面上还设置有固定柱10，所述固定柱10与过桥支架固定连接，通过绝缘材料对过桥支架12进行固定使得脱扣装置定位更加牢固。
封闭绝缘套16设置在脱扣装置外，可以避免脱扣电极之间拉弧引起电流外泄，起密封保护作用。
进一步地，为避免过桥支架12与辅助电极之间拉弧，所述绝缘支架9的横截面覆盖过桥支架12与辅助电极5的相对面。
可选的，在一些实施例中，所述过桥支架12与脱扣电极焊接片18通过铆钉11实现电连接。
在另一些实施例中，过桥支架12与放电管输出端14通过螺纹连接实现电连接，螺纹连接包括相配合的输出端子安装螺丝13和输出端子安装螺帽15。
可选的，在另一些实施例中，还包括触发电路，如图2所示，所述触发电路可以为：主放电电极2远端的辅助电极板5与主放电电极2之间的辅助电极5上串联连接电容的一端，电容的另一端连接距离主放电电极2远端的辅助电极板5。
本实施例设置的触发电路，通过电容冲放电回路，能够使放电管达到低冲击残压指标。
本实施例的放电管工作原理如下：
本实施例设置了多间隙陶瓷放电管7和1个主放电间隙：主放电电极2和相邻的辅助电极板5之间的间隙为主放电间隙，可以设置为1.5mm,多间隙放电电极片7之间以及与辅助电极之间的间隙为21个辅助间隙，用于提高放电管的弧光电压，本实施例设置的辅助间隙为0.4mm，每个间隙弧光电压为20伏，有21个间隙弧光电压达到420伏，在产品型式试验时放电管加275V/50HZ，电流50KA作动作负载试验，因弧光电压高于形式试验时产品加275V，所有产品无续流产生。本实施例的放电管的额定电压为339.4V交流电压。
在放电管输入端1和放电管输出端之间施加交流电压275V/50HZ、电流50KA的交流电，如放电管的工作电压为480V/1.414＝339.4V交流电压，可见施加的电压未达到工作电压，所以二端无电流通过，放电管成开路状态。
当放电管两端接收到冲击电流(8/20us)，电流通过放电头3、辅助电极5、多间隙放电电极片7、低温焊点19、电极焊接片18、过桥支架12、输出端子安装螺帽15、输出端子安装螺丝13至放电管输出端14形成回路，进行放电，由于采用多间隙设计，间隙弧光电压达到420伏/1.414＝297V交流电压低于放电管的弧光电压，所以在冲击电流(8/20us)放电管进行冲击时产品无续流产生。
脱扣工作原理：当放电管二端加交流电压大于339.4V交流工作电压，电流通过放电头3、辅助电极5、多间隙放电电极片7、低温焊点19、电极焊接片18、过桥支架12、输出端子安装螺帽15、输出端子安装螺丝13至放电管输出端14形成回路，进行放电，根据通过电流大小和时间长短,产品温度提高，当温度提高到，低温焊锡熔点温度，在拉力弹簧17作用下脱扣电极18动作，回路电流断开对放电管进行失效和燃烧保护。
本实施例还提供一种浪涌保护器，采用上述一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管作为放电装置。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：包括金属化陶瓷管，设置在金属化陶瓷管一端连接放电管输入端的主放电电极，以及按照设定距离设置在金属化陶瓷管内，并与主放电电极相对设置由近及远的多个辅助电极板，所述辅助电极板之间以及与主放电电极之间间隔设定的距离，距离主放电电极远端的辅助电极板连接放电管输出端；
辅助电极板之间还设置若干个金属化陶瓷片、所述每个金属化陶瓷片设置多间隙放电电极片，相邻的多间隙放电电极片之间以及与辅助电极板之间形成多个放电间隙。
2.如权利要求1所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：所述金属化陶瓷片的外圈与金属化陶瓷管的内壁相匹配，多个金属陶瓷片叠放放置在金属化陶瓷管内形成套管状。
3.如权利要求1所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：金属化陶瓷片为阶梯状的环状片，包括从外圈到中心依次设置的第一限位部、第二限位部和中空部，所述第一限位部和第二限位部之间至少间隔一个高度阶梯，所述第二限位部上固定设置多间隙放电电极片，中空部用于形成多间隙放电电极片之间的放电间隙。
4.如权利要求3所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：中空部的厚度可以为不大于0.4mm。
5.如权利要求1所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：所述金属化陶瓷管的截面为圆形，所述辅助电极板与金属化陶瓷管焊接固定。
6.如权利要求1所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：距离主放电电极远端的辅助电极板通过脱扣装置连接放电管输出端，还包括封闭绝缘套，所述封闭绝缘套两端分别固定金属化陶瓷管和放电管输出端，所述脱扣装置设置在封闭绝缘套内。
7.如权利要求6所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：脱扣装置包括脱扣电极焊接片，固定在封闭绝缘套上的过桥支架，过桥支架分别与脱扣电极焊接片和放电管输出端电连接，所述电极焊接片第一端的一个面通过低温焊点连接距离主放电电极远端的辅助电极板，所述电极焊接片第一端的另一面通过拉力弹簧固定在过桥支架上。
8.如权利要求6所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：所述封闭绝缘套内固定设置绝缘支架，与封闭绝缘套相邻的辅助电极板上设置脱扣定位柱，所述脱扣定位柱固定设置在绝缘支架内，实现封闭绝缘套和金属化陶瓷管的固定连接。
9.如权利要求8所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管，其特征是：所述绝缘支架的横截面覆盖过桥支架与辅助电极的相对面。
10.一种浪涌保护器，其特征是：采用权利要求1-9任一项所述的一种无续流自带脱扣的陶瓷放电管作为放电装置。
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