CN206820251U - 一种安全型放电管 - Google Patents

Abstract

本实用新型的安全型放电管在瓷管内壁与电极间设置防短路隔离带，当放电管导通处于弧光放电状态高温时，融化的电极金属溅射在瓷管内壁上，由于隔离带的作用，内壁上的金属粉末不能接触到两端的电极，放电管的两个电极不能通过瓷管内壁短路，确保放电管失效后为开路状态，测试两端的绝缘电阻大于1000M欧姆。在一些安全性要求高的领域，如铁路领域内，使用本实用新型的放电管，能够确保放电管失效为高阻状态，不会导致信号线路短路，从而提高了被保护设备的安全性。

Description

一种安全型放电管

技术领域

本实用新型为防雷技术领域，特别涉及一种安全型放电管。

背景技术

放电管采用陶瓷密闭封装，内部由两个或数个带间隙的金属电极，充以惰性气体(氩气或氖气)构成。当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管便开始放电，并由高阻状态变成导通状态，使电极两端的电压不超过击穿电压。

放电管的工作原理可以简单地总结为气体放电。当两级间产生足够大的电压，则会造成极间间隙被放电击穿，这时其便由高阻状态转变成为导通状态,这种现象与短路较为相似。当处于导通状态下时,两极间的电压会较低,一般是在20～50V之间,因此,其能够对后级电路起到很好的保护作用，常被作为防雷器的主要元件。

放电管受到机械损伤、超耐受的过电压、过电流以及内部老化等因素会损坏失效，失效模式通常有两种，一种是短路，另一种为开路。短路情况下，如前面原理所述，几乎将保护电路短接或被保护电路与大地短接，从而导致信号线路或电源线路短路，使设备无法正常工作或损坏被保护线路上的设备，严重情况下会导致安全事故。通常情况下放电管损坏不可预期是短路模式或开路失效模式，这对设备安全性能要求高的应用场合（如铁路信号设备的防雷保护）会受到限制。

发明内容

本实用新型为解决现有放电管可靠性差的技术不足，而提供一种安全型放电管，其失效模式为开路状态或高阻状态，失效后测试两电极的绝缘电阻值大于1000M欧姆，用于铁路信号设备的防雷保护，不会导致信号线路短路。

一种安全型放电管，包括电极，瓷管及电子发射材料，所述的电极与瓷管形成密闭空间，密闭空间内充有气体，电极上设有凸台，电子发射材料固定在所述电极的凸台上，所述瓷管内壁设置有导电带，密闭空间内位于电极凸台侧边与瓷管内壁之间设有防短路隔离带。

在瓷管内壁侧设置有台阶， 所述的台阶与电极间有保持二者不接触的间距。

所述的台阶上设置有沟槽。

所述的瓷管内设置内管，内管的长度比瓷管短，其通过固定装置与瓷管结合固定，内管的两端与两侧电极间有保持二者不接触的间距。

所述的电极的凸台四周设置耐高温的金属材料套或绝缘套，将电极的凸台部位包住，耐高温的金属材料套或绝缘套做成锥形，略高出电极的凸台。

所述的耐高温的金属材料套由钨铜制作而成。

所述的电极的凸台表面设置成网状凹凸结构，所述的电子发射材料放置在网状凹凸结构的凹槽内。

所述的导电带与电极的距离大于1mm。

本实用新型的安全型放电管在瓷管内壁与电极间设置防短路隔离带，当放电管导通处于弧光放电状态高温时，融化的电极金属溅射在瓷管内壁上，由于隔离带的作用，内壁上的金属粉末不能接触到两端的电极，放电管的两个电极不能通过瓷管内壁短路，确保放电管失效后为开路状态，测试两端的绝缘电阻大于1000M欧姆。在一些安全性要求高的领域，如铁路领域内，使用本实用新型的放电管，能够确保放电管失效为高阻状态，不会导致信号线路短路，从而提高了被保护设备的安全性。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为常规放电管结构剖面示意图。

图2为本实用新型的一种安全型放电管结构剖面示意图。

图3为本实用新型的另一种安全型放电管结构剖面示意图。

图4为本实用新型的再一种安全型放电管结构剖面示意图。

具体实施方式

如图1所示，通常的放电管包括两个或三个电极，瓷管，电子发射材料，以及导电带；其中两个电极与瓷管用焊接的方式形成一个密闭空间，在该密闭空间内充有气体；电极上一般设有凸台，两电极的凸台相隔一定的距离，电子发射材料用烧结的方式涂覆凸台上，在所述的瓷管一般为金属化陶瓷绝缘体并做成圆柱状，其内壁上还设置有沿内壁轴向延伸的条状导电带，通过其作用电场加速放电区域的电离，使放电管具有快速的反应特性，导电带通常采用2 B铅笔划线而成，即所谓的碳线。

放电管的电极由金属材料制作而成，当放电管导通处于弧光放电状态时温度非常高，电极凸台部位的金属容易融化并溅射在瓷管内壁上，随着内壁金属粉末的积累会将两个电极连通，导致放电管短路失效。

本实用新型的安全型放电管在瓷管内壁与电极间设置防短路隔离带，当放电管导通处于弧光放电状态高温时，融化的电极金属溅射在瓷管内壁上，由于隔离带的作用，内壁上的金属粉末不能接触到两端的电极，放电管的两个电极不能通过瓷管内壁短路，确保放电管失效后为开路状态，测试两端的绝缘电阻大于1000M欧姆。

本实用新型的安全型放电管一个实施例如图2所示，包括两个电极1，瓷管2，电子发射材料3，导电带4；在瓷管内壁侧做一台阶21，当两个电极与瓷管焊接密封后，该台阶21与电极1间有保持二者不接触的间距；还可以在瓷管的台阶上设置一凹槽22以加大内壁台阶与电极1的距离，通过这种结构设置使瓷管2与电极1之间形成了防短路隔离带5，当两个电极上的金属受到高温融化溅射到瓷管内壁，即使内壁上溅射满了金属粉末，由于隔离带的存在，不会通过内壁而短路。

如图3所示，为本实用新型安全型放电管的另一种实施例，在放电管的瓷管2内设置内管7，内管7的长度比瓷管2短，其通过固定装置8与瓷管2结合固定，内管7的两端与两侧电极1间有保持二者不接触的间距，导电带4设置在内管7的内壁，这种结构使内管8、瓷管2与电极1之间形成了防短路隔离带5，当两个电极上的金属受到高温融化溅射到内管7后，即使内管7的内壁上溅射满了金属粉末，由于隔离带的存在，不会通过内管而短路。

如图4所示，本实用新型安全型放电管的另一种实施例，在电极1的凸台11四周设置耐高温的金属材料套或绝缘套6，将电极的凸台部位包住，耐高温的金属材料套或绝缘套6做成锥形，略高出电极1的凸台。当两个电极上的金属受到高温融化向外溅射时，由于耐高温的金属材料套或绝缘套6的锥形结构并略高于电极凸台，使融化的金属溅射角度受到约束，不能喷射到瓷管的内壁上，只会喷射到对面的电极上，即在耐高温的金属材料套或绝缘套6与瓷管内壁之间形成一个防短路隔离带5，由于隔离带的作用，两电极不会通过瓷管内壁而短路。所述的耐高温的金属材料套由钨铜制作而成。

本实用新型的再一实施例为，在所述的电极1的凸台表面设置成网状凹凸结构，所述的电子发射材料放置在网状凹凸结构的凹槽内，电子发射材料放置在凹槽内，不容易脱落，这样向外溅射的电子材料或金属粉末减少，从而降低放电管两极的短路的可能性。

更进一步，可以将瓷管内的条状导电带的长度缩短，导电带与电极的距离至少大于1mm，最佳大于1.5mm，导电带距离电极越远，两电极通过瓷管内壁导通的可能性就越小。

本实用新型的安全型放电管，在两端施加工频电流直至放电管失效，测试两端的绝缘电阻大于1000OM欧姆。在两端施加8/20冲击电流进行冲击，直至放电管失效，测试两端的绝缘电阻大于1000OM欧姆。在放电管两端施加高频脉冲快速开关测试，直到放电管失效，测试两端的绝缘电阻大于1000OM欧姆。对失效的放电管进行解剖，瓷管内壁上或有溅射的金属粉末，但始终不会导致两个电极导通。经过上述实验证明，在放电管内部设置防短路隔离带，能够使放电管的失效模式只有开路模式，没有短路模式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，只要在放电管内采取防短路隔离措施，防止放电管内的金属融化溅射而导致放电管短路，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种安全型放电管，包括电极（1），瓷管（2）及电子发射材料（3），所述的电极（1）与瓷管（2）形成密闭空间，密闭空间内充有气体，电极（1）上设有凸台（11），电子发射材料（3）固定在所述电极（1）的凸台（11）上，所述瓷管（2）内壁设置有导电带（4），其特征是：密闭空间内位于电极（1）凸台侧边与瓷管（2）内壁之间设有防短路隔离带（5）。

2.根据权利要求1所述的安全型放电管，其特征在于：在瓷管内壁侧设置有台阶（21），所述的台阶（21）与电极（1）间有保持二者不接触的间距。

3.根据权利要求2所述的安全型放电管，其特征在于：所述的台阶（21）上设置有沟槽（22）。

4.根据权利要求1所述的安全型放电管，其特征在于：所述的瓷管（2）内设置内管（7），内管（7）的长度比瓷管（2）短，其通过固定装置（8）与瓷管（2）结合固定，内管（7）的两端与两侧电极（1）间有保持二者不接触的间距。

5.根据权利要求1所述的安全型放电管，其特征在于：所述的电极（1）的凸台（11）四周设置耐高温的金属材料套或绝缘套（6），将电极（1）的凸台（11）部位包住，耐高温的金属材料套或绝缘套（6）做成锥形，略高出电极（1）的凸台（11）。

6.根据权利要求5所述的安全型放电管，其特征在于：所述的耐高温的金属材料套由钨铜制作而成。

7.根据权利要求1至6任一所述的安全型放电管，其特征在于：所述的电极（1）的凸台（11）表面设置成网状凹凸结构，所述的电子发射材料（3）放置在网状凹凸结构的凹槽内。

8.根据权利要求1至6任一所述的安全型放电管，其特征在于：所述的导电带（4）与电极（1）的距离大于1mm。