CN113488362A - 一种气体放电管及其过电压保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电压保护装置技术领域，尤其是一种气体放电管及其过电压保护装置，针对如果气体放电管击穿电压时过大，使产生大量的热量，会使气体放电管内的惰性气体膨胀，增大气压，放电电压则会变小，气体放电管则无法起保护作用，同时高温和气压也会使气体放电管被破坏，最终导致气体放电管短路或炸裂，气体放电管存在不安全失效的问题，现提出以下方案，包括陶瓷壳体，所述陶瓷壳体包括内壳，且内壳的外壁开设有外壳，所述内壳和外壳之间形成换气腔。本发明通过设置有失效孔，但是直至温度达到第一焊剂受热软化的温度，第一焊接软化直至融化，气体气压过大，第一焊剂密封板3脱落，惰性气体A和惰性气体B因为气压过大快速排出。

Description

一种气体放电管及其过电压保护装置

技术领域

本发明涉及电压保护装置技术领域，尤其涉及一种气体放电管及其过电压保护装置。

背景技术

雷击对外部供电线路会产生浪涌干扰。除自然界的雷击外，变电所等场合的开关动作也会引进浪涌干扰，如：主电源系统切换时的干扰；同一电网，在靠近受电设备附近的一些小开关跳动时形成的干扰；切换伴有谐振线路的晶闸管设备；各种系统性的故障，如设备接地网络或者接地系统间的短路和飞弧故障。很多电厂会在设备电路设置气体放电管。

气体放电管包括绝缘管体及与绝缘管体的两端分别密封连接以形成放电内腔的两个导电电极，放电内腔充有惰性气体。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，形成放电，从而保护了与其并联的其他器件；如果气体放电管击穿电压时过大，使产生大量的热量，会使气体放电管内的惰性气体膨胀，增大气压，放电电压则会变小，气体放电管则无法起保护作用，同时高温和气压也会使气体放电管被破坏，最终导致气体放电管短路或炸裂，气体放电管存在不安全失效的问题。

发明内容

基于如果气体放电管击穿电压时过大，使产生大量的热量，会使气体放电管内的惰性气体膨胀，增大气压，放电电压则会变小，气体放电管则无法起保护作用，同时高温和气压也会使气体放电管被破坏，最终导致气体放电管短路或炸裂，气体放电管存在不安全失效的技术问题，本发明提出了一种气体放电管及其过电压保护装置。

本发明提出的一种气体放电管及其过电压保护装置，包括陶瓷壳体，所述陶瓷壳体包括内壳，且内壳的外壁开设有外壳，所述内壳和外壳之间形成换气腔，所述陶瓷壳体的一侧外壁固定连接有第三焊剂，且第三焊剂的一侧外壁固定连接有固定电极，所述固定电极的一侧外壁中部设置有第一放电发射物，所述外壳的圆柱外壁开设有多个失效孔，且失效孔的圆柱内壁固定连接有第一焊剂，所述失效孔的圆柱内壁设置有第一焊剂密封板，且第一焊剂密封板通过第一焊剂与失效孔相固定，所述外壳的顶部外壁开设有气体腔。

优选地，所述固定电极的一侧外壁固定连接有第一绝缘壳，且固定电极的一侧外壁中部开设有第一导电杆，第一绝缘壳的一侧外壁开设有第一对接筒，第一对接筒的顶部外壁一侧通过螺纹连接有第一锁紧柱。

优选地，所述内壳的顶部内壁一侧和底部外壁一侧均开设有进气孔，且内壳的顶部内壁的进气孔和内壳的底部外壁一侧的进气孔相远离，进气孔的圆柱内壁底端设置有单向排气机构。

优选地，所述单向排气机构包括主出气筒，且主出气筒的一侧外壁开设有分支筒，分支筒的顶部内壁通过螺钉固定有第二复位弹簧，第二复位弹簧的底部外壁设置有移动柱，移动柱的形状是由圆柱体和半球体相组合而成，移动柱与分支筒形成滑动连接。

优选地，所述内壳的顶部内壁和底部内壁均通过螺钉固定有限位板。

优选地，所述内壳的圆柱内壁滑动连接有移动电极，且移动电极，移动电极的一侧外壁中部设置有第二放电发射物，移动电极的一侧外壁固定连接有第二绝缘壳，且移动电极的一侧外壁中部开设有第二导电杆，第二绝缘壳的一侧外壁开设有第二对接筒，第二对接筒的顶部外壁一侧通过螺纹连接有第二锁紧柱。

优选地，所述外壳的一侧外壁固定连接有第二焊剂，且第二焊剂的一侧外壁固定连接有安装板，安装板的开设有滑动孔，滑动孔的内壁与第二导电杆形成滑动配合，安装板的一侧外壁设置有第一复位弹簧，第一复位弹簧的外壁设置有绝缘层，移动电极的一侧外壁设置有玻璃板，第一复位弹簧位于玻璃板与安装板之间。

优选地，所述外壳的顶部外壁开设有两个等距分布的连通孔，且两个连通孔分别位于外壳的顶部外壁两侧，连通孔的插接有连通管，连通管的顶部外壁插接有灭火壳，连通孔的圆柱内壁设置有易燃块，灭火壳的一侧内壁设置有刺破机构，灭火壳的底部外壁固定连接有两个等距分布的隔膜。

优选地，所述刺破机构包括第三复位弹簧，且第三复位弹簧的一侧外壁通过螺钉固定有移动板，移动板的一侧外壁中部通过螺钉固定有刺破针，移动板的底部外壁设置有细绳，细绳远离移动板一端与易燃块相固定。

本发明中的有益效果为：

1、该气体放电管及其过电压保护装置，通过设置有失效孔、第一焊剂密封板和第一焊剂，第一焊剂、第二焊剂和第三焊剂，第一焊剂、第二焊剂和第三焊剂使用的是不同焊剂材料，主要是焊接材料的软化受热温度不同，受热温度：第三焊剂大于第二焊剂大于第一焊剂，当气体放电管进行放电过程中，直至进行到状态三，此时惰性气体A和惰性气体B的温度相同，放电电压还在进行放压，温度持续升高，但是直至温度达到第一焊剂受热软化的温度，第一焊接软化直至融化，气体气压过大，第一焊剂密封板脱落，惰性气体A和惰性气体B因为气压过大快速排出，使之气体放电管失效，此时气体放电管不会短路过载燃烧或炸裂，实现安全失效。

2、该气体放电管及其过电压保护装置，通过设置有第一锁紧柱、第二对接通、第一导电杆、第二锁紧柱、第二对接筒和第二导电杆，将所要连接的电路的导向插进第一对接筒和第二对接筒，使之可以接触第一导电杆和第二导电杆，然后扭紧第一锁紧柱和第二锁紧柱，使之紧固连接，这样便于连接。

3、该气体放电管及其过电压保护装置，通过设置有单向排气机构，在状态二中，主要是为了防止惰性气体A和惰性气体B可以进行单向流动，防止回流产生，使惰性气体A和惰性气体B之间温度不能进行传递，使之可以进行冷却。

4、该气体放电管及其过电压保护装置，通过设置有固定电极、移动电极和第一复位弹簧，状态一：气体放电管在工作中，放电过程中，惰性气体A初始气压为P，受热时，惰性气体A气压为P，气压推动移动电极，温度升高，固定电极与移动电极之间的间隙变大，惰性气体A气压不会过度变大，直至可以正常工作。

5、该气体放电管及其过电压保护装置，通过设置有灭火壳、刺破机构和隔膜，如果一下子放电电压过大，气体放电管无法承载，则气体放电管会短路过载燃烧，此时惰性气体A和惰性气体B全部排出，易燃块接触氧气，燃烧，此时刺破机构内的细绳被烧断，第三复位弹簧伸长，刺破针刺破隔膜，使硫酸铝和碳酸氢钠混合产出二氧化碳和水，从连通管喷出，进行及时灭火，此设置为了防止燃烧情况而设置，使其可以自熄灭火。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

图1为本发明提出的一种气体放电管及其过电压保护装置的正视结构剖视图；

图2为本发明提出的一种气体放电管及其过电压保护装置的工作状态一结构示意图；

图3为本发明提出的一种气体放电管及其过电压保护装置的工作状态二结构示意图；

图4为本发明提出的一种气体放电管及其过电压保护装置的A处的放大结构示意图；

图5为本发明提出的一种气体放电管及其过电压保护装置的单向排气机构内部的结构示意图；

图6为本发明提出的一种气体放电管及其过电压保护装置的B出放大结构结构示意图。

图中：1、陶瓷壳体；101、内壳；102、外壳；2、失效孔；3、第一焊剂密封板；4、单向排气机构；401、分支筒；402、第二复位弹簧；403、移动柱；404、主出气筒；5、第二焊剂；6、安装板；7、进气孔；8、第一复位弹簧；9、第二锁紧柱；10、第二对接筒；11、第二导电杆；12、绝缘层；13、玻璃板；14、第二放电发射物；15、移动电极；16、气体腔；17、连通管；18、灭火壳；19、刺破机构；20、第三焊剂；21、固定电极；22、第一放电发射物；23、限位板；24、易燃块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-6，一种气体放电管及其过电压保护装置，包括陶瓷壳体1，陶瓷壳体1包括内壳101，且内壳101的外壁开设有外壳102，内壳101和外壳102之间形成换气腔，陶瓷壳体1的一侧外壁固定连接有第三焊剂20，且第三焊剂20的一侧外壁固定连接有固定电极21，固定电极21的一侧外壁中部设置有第一放电发射物22，外壳102的圆柱外壁开设有多个失效孔2，且失效孔2的圆柱内壁固定连接有第一焊剂，失效孔2的圆柱内壁设置有第一焊剂密封板3，且第一焊剂密封板3通过第一焊剂与失效孔2相固定，外壳102的顶部外壁开设有气体腔16，第一焊剂、第二焊剂5和第三焊剂20使用的是不同焊剂材料，主要是焊接材料的软化受热温度不同，受热温度：第三焊剂20大于第二焊剂5大于第一焊剂，当气体放电管进行放电过程中，直至进行到状态三，此时惰性气体A和惰性气体B的温度相同，放电电压还在进行放压，温度持续升高，但是直至温度达到第一焊剂受热软化的温度，第一焊接软化直至融化，气体气压过大，第一焊剂密封板3脱落，惰性气体A和惰性气体B因为气压过大快速排出，使之气体放电管失效，此时气体放电管不会短路过载燃烧或炸裂，实现安全失效。

本发明中，固定电极21的一侧外壁固定连接有第一绝缘壳，且固定电极21的一侧外壁中部开设有第一导电杆，第一绝缘壳的一侧外壁开设有第一对接筒，第一对接筒的顶部外壁一侧通过螺纹连接有第一锁紧柱，将所要连接的电路的导向插进第一对接筒，使之可以接触第一导电杆，然后扭紧第一锁紧柱，使之紧固连接，这样便于连接。

本发明中，内壳101的顶部内壁一侧和底部外壁一侧均开设有进气孔7，且内壳101的顶部内壁的进气孔7和内壳101的底部外壁一侧的进气孔7相远离，进气孔7的圆柱内壁底端设置有单向排气机构4，单向排气机构4包括主出气筒404，且主出气筒404的一侧外壁开设有分支筒401，分支筒401的顶部内壁通过螺钉固定有第二复位弹簧402，第二复位弹簧402的底部外壁设置有移动柱403，移动柱403的形状是由圆柱体和半球体相组合而成，移动柱403与分支筒401形成滑动连接，3、在状态二中，主要是为了防止惰性气体A和惰性气体B可以进行单向流动，防止回流产生，使惰性气体A和惰性气体B之间温度不能进行传递，使之可以进行冷却。

本发明中，内壳101的顶部内壁和底部内壁均通过螺钉固定有限位板23，内壳101的圆柱内壁滑动连接有移动电极15，且移动电极15，移动电极15的一侧外壁中部设置有第二放电发射物14，移动电极15的一侧外壁固定连接有第二绝缘壳，且移动电极15的一侧外壁中部开设有第二导电杆11，第二绝缘壳的一侧外壁开设有第二对接筒10，第二对接筒10的顶部外壁一侧通过螺纹连接有第二锁紧柱9，外壳102的一侧外壁固定连接有第二焊剂5，且第二焊剂5的一侧外壁固定连接有安装板6，安装板6的开设有滑动孔，滑动孔的内壁与第二导电杆11形成滑动配合，安装板6的一侧外壁设置有第一复位弹簧8，第一复位弹簧8的外壁设置有绝缘层12，移动电极15的一侧外壁设置有玻璃板13，第一复位弹簧8位于玻璃板13与安装板6之间，状态一：气体放电管在工作中，放电过程中，惰性气体A初始气压为P1，受热时，惰性气体A气压为P2，气压推动移动电极15，温度升高，固定电极21与移动电极15之间的间隙变大，惰性气体A气压不会过度变大，直至可以正常工作。

本发明中，外壳102的顶部外壁开设有两个等距分布的连通孔，且两个连通孔分别位于外壳102的顶部外壁两侧，连通孔的插接有连通管17，连通管17的顶部外壁插接有灭火壳18，连通孔的圆柱内壁设置有易燃块24，灭火壳18的一侧内壁设置有刺破机构19，灭火壳18的底部外壁固定连接有两个等距分布的隔膜，刺破机构19包括第三复位弹簧，且第三复位弹簧的一侧外壁通过螺钉固定有移动板，移动板的一侧外壁中部通过螺钉固定有刺破针，移动板的底部外壁设置有细绳，细绳远离移动板一端与易燃块24相固定，如果一下子放电电压过大，气体放电管无法承载，则气体放电管会短路过载燃烧，此时惰性气体A和惰性气体B全部排出，易燃块24接触氧气，燃烧，此时刺破机构19内的细绳被烧断，第三复位弹簧伸长，刺破针刺破隔膜，使硫酸铝和碳酸氢钠混合产出二氧化碳和水，从连通管17喷出，进行及时灭火，此设置为了防止燃烧情况而设置，使其可以自熄灭火。

气体放电管为了正常工作可以进行三个工作状态，状态一：气体放电管在工作中，放电过程中，惰性气体A初始气压为P1，受热时，惰性气体A气压为P2，气压推动移动电极15，温度升高，固定电极21与移动电极15之间的间隙变大，惰性气体A气压不会过度变大，直至可以正常工作。当移动电极15移动到最大，进行状态二：惰性气体A和惰性气体B可以进行单向流动，防止回流产生，使惰性气体A和惰性气体B之间进行换气，气体腔16的惰性气体A渐渐被替换成惰性气体B，温度进行传递，使之可以进行冷却；当惰性气体A和惰性气体B温度相同时，进入失效过程，第一焊剂、第二焊剂5和第三焊剂20使用的是不同焊剂材料，主要是焊接材料的软化受热温度不同，受热温度：第三焊剂20大于第二焊剂5大于第一焊剂，当气体放电管进行放电过程中，直至进行到状态三，此时惰性气体A和惰性气体B的温度相同，放电电压还在进行放压，温度持续升高，但是直至温度达到第一焊剂受热软化的温度，第一焊接软化直至融化，气体气压过大，第一焊剂密封板3脱落，惰性气体A和惰性气体B因为气压过大快速排出，使之气体放电管失效。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气体放电管及其过电压保护装置，包括陶瓷壳体（1），其特征在于，所述陶瓷壳体（1）包括内壳（101），且内壳（101）的外壁开设有外壳（102），所述内壳（101）和外壳（102）之间形成换气腔，所述陶瓷壳体（1）的一侧外壁固定连接有第三焊剂（20），且第三焊剂（20）的一侧外壁固定连接有固定电极（21），所述固定电极（21）的一侧外壁中部设置有第一放电发射物（22），所述外壳（102）的圆柱外壁开设有多个失效孔（2），且失效孔（2）的圆柱内壁固定连接有第一焊剂，所述失效孔（2）的圆柱内壁设置有第一焊剂密封板（3），且第一焊剂密封板（3）通过第一焊剂与失效孔（2）相固定，所述外壳（102）的顶部外壁开设有气体腔（16）。

2.根据权利要求1所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述固定电极（21）的一侧外壁固定连接有第一绝缘壳，且固定电极（21）的一侧外壁中部开设有第一导电杆，第一绝缘壳的一侧外壁开设有第一对接筒，第一对接筒的顶部外壁一侧通过螺纹连接有第一锁紧柱。

3.根据权利要求1所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述内壳（101）的顶部内壁一侧和底部外壁一侧均开设有进气孔（7），且内壳（101）的顶部内壁的进气孔（7）和内壳（101）的底部外壁一侧的进气孔（7）相远离，进气孔（7）的圆柱内壁底端设置有单向排气机构（4）。

4.根据权利要求3所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述单向排气机构（4）包括主出气筒（404），且主出气筒（404）的一侧外壁开设有分支筒（401），分支筒（401）的顶部内壁通过螺钉固定有第二复位弹簧（402），第二复位弹簧（402）的底部外壁设置有移动柱（403），移动柱（403）的形状是由圆柱体和半球体相组合而成，移动柱（403）与分支筒（401）形成滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述内壳（101）的顶部内壁和底部内壁均通过螺钉固定有限位板（23）。

6.根据权利要求5所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述内壳（101）的圆柱内壁滑动连接有移动电极（15），且移动电极（15），移动电极（15）的一侧外壁中部设置有第二放电发射物（14），移动电极（15）的一侧外壁固定连接有第二绝缘壳，且移动电极（15）的一侧外壁中部开设有第二导电杆（11），第二绝缘壳的一侧外壁开设有第二对接筒（10），第二对接筒（10）的顶部外壁一侧通过螺纹连接有第二锁紧柱（9）。

7.根据权利要求1所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述外壳（102）的一侧外壁固定连接有第二焊剂（5），且第二焊剂（5）的一侧外壁固定连接有安装板（6），安装板（6）的开设有滑动孔，滑动孔的内壁与第二导电杆（11）形成滑动配合，安装板（6）的一侧外壁设置有第一复位弹簧（8），第一复位弹簧（8）的外壁设置有绝缘层（12），移动电极（15）的一侧外壁设置有玻璃板（13），第一复位弹簧（8）位于玻璃板（13）与安装板（6）之间。

8.根据权利要求1所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述外壳（102）的顶部外壁开设有两个等距分布的连通孔，且两个连通孔分别位于外壳（102）的顶部外壁两侧，连通孔的插接有连通管（17），连通管（17）的顶部外壁插接有灭火壳（18），连通孔的圆柱内壁设置有易燃块（24），灭火壳（18）的一侧内壁设置有刺破机构（19），灭火壳（18）的底部外壁固定连接有两个等距分布的隔膜。

9.根据权利要求8所述的一种气体放电管及其过电压保护装置，其特征在于，所述刺破机构（19）包括第三复位弹簧，且第三复位弹簧的一侧外壁通过螺钉固定有移动板，移动板的一侧外壁中部通过螺钉固定有刺破针，移动板的底部外壁设置有细绳，细绳远离移动板一端与易燃块（24）相固定。

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