CN1738134A

CN1738134A - 真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置

Info

Publication number: CN1738134A
Application number: CN 200510043086
Authority: CN
Inventors: 陈景亮; 姚学玲
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2025-08-11
Also published as: CN100463326C

Abstract

一种真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，包括密闭在绝缘密闭外壳内的相对平行布置的两个电极，相对平行布置的两电极的端面分别开设有对称的凸台和凹槽或双凹槽，且绝缘密闭外壳内的压力为10^－3～10^－4Pa。由于开设有相互对称的凸台和凹槽或相互对称的凹槽的电极表面处电场高度集中，减少了电极表面状态的影响因素，提高了放电电压的一致性；开设有凹槽的电极可避免电极间的短路，使得电极间距离可以做得较小，从而使其具有较高的过电压保护水平，良好的动作电压一致性和极大的导出瞬态脉冲电流的能力，并对工频电源所产生的后续电流有非常优良的抑制作用。

Description

真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置

技术领域

本发明涉及一种过电压保护装置，特别涉及一种真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置。

背景技术

近年来，随着信息化产业的飞速发展，对于系统中由于大气过电压及操作过电压造成的危害已引起了人们的极大重视。作为过电压保护元件及装置的各种电极形状的火花开关，已有大量的报导。其中有代表性的为德国凤凰接触股份有限公司的间隙型过电压保护器件和法国CITEL的高能放电管为核心的电涌保护器。德国凤凰接触股份有限公司的技术涉及到的特点为该过电压保护装置有两个电极，形成“V”字型的火花间隙，间隙点火时，两个电极之间产生电弧，在电磁力及热的作用下，电弧沿“V”字形火花间隙向前移动，其优点是能承受较大的冲击电流，缺点是动作电压较高，而且动作电压不太稳定。其改进的方式是在电极的对应端之间放置了辅助点火装置，可引起表面点火。其优点是这个辅助空气闪络火花间隙与仅靠空气击穿的空气间隙相比，具有较为恒定的、特别小的动作电压。由于该间隙型过电压保护器件仅由一对火花间隙构成，通流的能力仍然受到一定的限制。法国CITEL的高能放电管为核心的电涌保护器的技术所涉及到的特点是将两个电极封装在陶瓷管内，在该陶瓷管内充入稀有气体，一般将两只或三只气体放电管并联使用，其缺点是由于几只并联的气体放电管一般不可能在瞬态过电压时同时动作，因此该过电压保护器件通流能力不可能很大，除非该气体放电管的体积做得十分大。国内用于电源系统的过电压保护器件的研究工作起步较晚，特别是大通流容量的过电压保护器件研究水平较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，该装置具有非常良好的动作电压一致性、较低的电压保护水平和极大的导出瞬态脉冲电流的能力，较长的使用寿命，并对工频电源所产生的后续电流有非常优良的抑制作用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括绝缘密闭外壳以及密闭在绝缘密闭外壳内的相对布置的电极和电极，其特点是，相对布置的电极的端面部分分别对应设置凹槽和凸台或凹槽，且绝缘密闭外壳内的压力为10^-3～10^-4Pa。

本发明的另一特点是：电极的直径为8～20mm；电极分别由圆柱状的无氧铜制成的导流杆和与之相连接的开设有凹槽和凸台或凹槽的合金导电材料触头组成；相对布置的电极的两端面的间隙为0.25～1.3mm；凸台和凹槽分别为圆柱状，凸台的外径为2.5～18mm，高度为0.25～1mm，凹槽的内径为3.2～19mm，深度为1.5～2.5mm；电极的间隙周围还设置有屏蔽罩。

由于本发明带有凸台和凹槽或双凹槽的电极被密闭在真空环境下的绝缘外壳内，当发生过电压时，由于电极表面的凸状或凹状处电场高度集中，容易引发场致发射向电弧的转变，减少了电极表面状态的影响因素，提高了放电电压的一致性。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

实施例1，参见附图1，本发明包括设置在绝缘密闭外壳4中相对布置的直径为8～20mm的圆柱状的电极1和电极2，电极1、2分别由无氧铜制成的导流杆8、9和与之相连的开设有凹槽7和凸台6的合金导电材料触头10、11组成，凸台6和凹槽7分别为圆柱状，且凸台6的外径为2.5～18mm，高度为0.25～1mm，凹槽7的内径为3.2～19mm，深度为1.5～2.5mm，电极1和电极2的之间的间隙3的距离为0.25～1.3mm，且电极1和电极2的间隙3周围还设置有屏蔽罩5，电极1和电极2通过密封端盖12和密封端盖13和绝缘密闭外壳4焊接在一起，且绝缘密闭外壳4内的压力为10^-3～10^-4Pa。

实施例2，参见附图2，本发明包括设置在绝缘密闭外壳4中相对布置的直径为8～20mm的圆柱状的电极1和电极2，电极1、2分别由无氧铜制成的导流杆8、9和与之相连的开设有凹槽6、7的合金导电材料(如钨铜、铜铬、不锈钢)触头10、11组成，凹槽6、7为圆环状，内径为6～18mm，外径为8～20mm，深度为1～2mm，电极1和电极2的之间的间隙3的距离为0.25～1.3mm，且电极1和电极2的间隙3周围还设置有屏蔽罩5，电极1和电极2通过密封端盖12和密封端盖13和绝缘密闭外壳4焊接在一起，且绝缘密闭外壳4内的压力为10^-3～10^-4Pa。

本发明由封装在真空环境下的带凸台或凹槽6和凹槽7的电极1、2构成，具有非常良好的动作电压一致性、较低的电压保护水平和极大的导出瞬态脉冲电流的能力，较长的使用寿命，并对工频电源所产生的后续电流有非常优良的抑制作用。带凸台或凹槽6和凹槽7电极1、2构成一对放电间隙3，电极1、2是工作在真空环境下，当间隙3击穿时由场致发射过渡到电弧放电；不会对空气及封装电极的绝缘密闭外壳4造成冲击，具有极大的承受冲击电流的能力，因此该过电压保护元件的几何尺寸可以设计的较小；带凸台或凹槽的电极表面由于电场相对较为集中，容易引发场致发射向电弧放电的转变，因此，该过电压具有良好的过电压保护水平的一致性；由于电极1、2的平行、轴对称结构，不容易引起电极间材料的转移及电极间的短路，这样电极间的距离就可以在一个较大的范围内变化，动作电压可以做得较小，即保护水平较高。电极1、2的四周设置有屏蔽罩5，屏蔽罩用来防止金属蒸汽凝结在绝缘密闭外壳4的内壁上，从而造成电极的短路，该屏蔽罩5可以用金属材料制成，如无氧铜等金属材料。

Claims

1、一种真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，包括绝缘密闭外壳[4]以及密闭在绝缘密闭外壳[4]内的相对布置的电极[1]和电极[2]，其特征在于：相对布置的电极[1]和电极[2]的端面部分分别对应设置凹槽[7]和凸台或凹槽[6]，且绝缘密闭外壳[4]内的压力为10^-3～10^-4Pa。

2、根据权利要求1所述的真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，其特征在于：所说的电极[1]和电极[2]的直径为8～20mm。

3、根据权利要求1所述的真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，其特征在于：所说的电极[1]和电极[2]分别由圆柱状的无氧铜制成的导流杆[8，9]和与之相连接的开设有凹槽[7]和凸台或凹槽[6]的合金导电材料触头[10，11]组成。

4、根据权利要求1所述的真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，其特征在于：所说的相对布置的电极[1]和电极[2]的两端面的间隙[3]为0.25～1.3mm。

5、根据权利要求1所述的真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，其特征在于：所说的凸台[6]和凹槽[7]分别为圆柱状，凸台[6]的外径为2.5～18mm，高度为0.25～1mm，凹槽[7]的内径为3.2～19mm，深度为1.5～2.5mm。

6、根据权利要求1所述的真空环境下凹、凸状或双凹槽电极过电压保护装置，其特征在于：所说的电极[1]和电极[2]的间隙[3]周围还设置有屏蔽罩[5]。