CN207398583U - 一种二极气体放电管结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种二极气体放电管结构，该放电管包括陶瓷管、环电极、针电极和两个平电极，所述的环电极和针电极均采用弧面设计，分别安装在两个平电极上，针电极对应的设置在环电极的内侧，形成弧面放电面。本实用新型在管体内部结构设计中，针对影响到放电面积的电极进行优化设计，增加了环电极和针电极，环电极采用弧面设计，在整管外尺寸和放电间隙不变的前提下，有效增加放电面积，增加电子粉的粉量。

Description

一种二极气体放电管结构

技术领域

本实用新型涉及配电领域，更具体地，涉及二极气体放电管结构设计及应用。

背景技术

目前在电源配电领域，对于雷电波的保护电路中使用3+1结构进行线路防护，用三颗压敏电阻和一颗陶瓷气体放电管进行防护。压敏电阻保护火线到零线回路，气体放电管保护零线到地线回路。因气体放电管不动作时绝缘电阻高(≥1GΩ)，可以有效截断压敏电阻对地漏电流回路，防止压敏电阻由于漏电流增大导致配电线路失火。对于气体放电管要求过电流能力较高(直击雷10/350μs冲击电流波形)。由于配电线路对于小型化设计以过流防护对于耐电流能力的提升需求，原气体放电管放电面为平面结构设计放电面积因管型外尺寸限制无法增加，通流量限制性极大，气体放电管管体内主要提供电子的材料为电子粉，电子粉的粉量不足，在承受大电流冲击时，会产生放电极金属放电，导致电极受热变形、甚至融化，管体内部结构形变，影响到气体放电管的稳定性和寿命，严重时会导致短路，影响电源配电正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对气体放电管管体内电子粉的粉量不足，在承受大电流冲击时，会产生放电极金属放电，导致电极受热变形、甚至融化，管体内部结构形变，影响到气体放电管的稳定性和寿命的问题，提出一种二极气体放电管结构优化设计后可满足直击雷10/350μs冲击电流波形50KA。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型提供一种二极气体放电管结构，该放电管包括陶瓷管、环电极、针电极和两个平电极，所述的环电极和针电极均采用弧面设计，分别安装在两个平电极上，针电极对应的设置在环电极的内侧，形成弧面放电面。

进一步地，放电面面积为S表示为：S＝wπ(D3/2)²/360-wπ(D2/2)²/360；其中D2为环电极的放电面内径；D3为环电极的放电面外径；w为弧面放电面的圆心角度。

进一步地，环电极、针电极与平电极之间均具有AgCu50焊料层；厚度为1mm。

进一步地，陶瓷管和环电极之间具有AgCu28焊料层。

进一步地，陶瓷管的管体外径ΦD1为16-30mm。

进一步地，管体外径ΦD1为16mm时，环电极的放电面内径D2为7mm，环电极的放电面外径D3为11mm；管体外径ΦD1为20mm时，环电极的放电面内径D2为11mm，环电极的放电面外径D3为15mm；管体外径ΦD1为25mm时，环电极的放电面内径D2为16mm，环电极的放电面外径D3为20mm；管体外径ΦD1为30mm时，环电极的放电面内径D2为21mm，环电极的放电面外径D3为25mm。

进一步地，弧面放电面的圆心角度w范围是90-160度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型针对目前市场需求，优化设计后可满足直击雷10/350μs冲击电流波形50KA；在管体内部结构设计中，针对影响到放电面积的电极进行优化设计，增加了环电极和针电极，环电极采用弧面设计，在整管外尺寸和放电间隙不变的前提下，有效增加放电面积，增加电子粉的粉量。

本实用新型针电极对应环电极的弧度设计，保证放电间隙的一致性，提高标称直流电压的稳定性；环电极和针电极采用钨铜材料，消除陶瓷气体放电管在通过大电流的过程中，因电极发热而导致的形变。提高产品的稳定性，延长使用寿命。

本实用新型中，环电极和针电极为钨铜材质，平电极为无氧铜材质，在真空钎焊的过程中，因材质之间的膨胀系数的差异，会导致焊料浸润不良。在环电极和针电极设计时，在与平电极焊接处采用渗焊层，焊接约1mm厚的无氧铜材料在环电极和针电极上，消除环电极和针电极在使用中脱落的风险。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的结构示意图。

图2示出了图1的剖面图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

新型气体放电二极管由以下零件组成，：

1.平电极 2个；

2.陶瓷管 1个；

3.环电极 1个，环电极放电面内径为ΦD2，环电极放电面外径为ΦD3；

4.针电极 1个，针电极直径为ΦD4；

环电极和针电极采用弧面设计，放电面面积为S：S＝wπ(D3/2)2/360-wπ(D2/2)2/360；其中D2为环电极3的放电面内径；D3为环电极3的放电面外径；w为弧面放电面5的圆心角度；放电面积范围套算如下表所示。

表1

管型	D3	D2	wmin	wmax	Smin	Smax
							Φ16	11	7	90°	160°	14.13	25.12
Φ20	15	11	90°	160°	20.41	36.28
							Φ25	20	16	90°	160°	25.12	44.65
Φ30	25	21	90°	160°	36.11	64.19

注：单位为毫米，π取值3.14

具体实施时：

首先，在平电极上装配环电极和针电极，选用AgCu50焊料进行一次封接，封接完成后，再进行二次装配，选用银铜AgCu28的焊料进行二次封接做成整管。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种二极气体放电管结构，其特征在于，该放电管包括陶瓷管(2)、环电极(3)、针电极(4)和两个平电极(1)，所述的环电极(3)和针电极(4)均采用弧面设计，分别安装在两个平电极(1)上，针电极(4)对应的设置在环电极(3)的内侧，形成弧面放电面(5)。

2.根据权利要求1所述的二极气体放电管结构，其特征在于，放电面面积为S：S＝wπ(D3/2)²/360-wπ(D2/2)²/360；其中D2为环电极(3)的放电面内径；D3为环电极(3)的放电面外径；w为弧面放电面(5)的圆心角度。

3.根据权利要求1所述的二极气体放电管结构，其特征在于，环电极(3)、针电极(4)与平电极(1)之间均具有AgCu50焊料层；AgCu50焊料层的厚度为1mm。

4.根据权利要求1所述的二极气体放电管结构，其特征在于，陶瓷管(2)和环电极(3)之间具有AgCu28焊料层。

5.根据权利要求1所述的二极气体放电管结构，其特征在于，陶瓷管(2)的管体外径ΦD1为16-30mm。

6.根据权利要求5所述的二极气体放电管结构，其特征在于，管体外径ΦD1为16mm时，环电极(3)的放电面内径D2为7mm，环电极(3)的放电面外径D3为11mm。

7.根据权利要求5所述的二极气体放电管结构，其特征在于，管体外径ΦD1为20mm时，环电极(3)的放电面内径D2为11mm，环电极(3)的放电面外径D3为15mm。

8.根据权利要求5所述的二极气体放电管结构，其特征在于，管体外径ΦD1为25mm时，环电极(3)的放电面内径D2为16mm，环电极(3)的放电面外径D3为20mm。

9.根据权利要求5所述的二极气体放电管结构，其特征在于，管体外径ΦD1为30mm时，环电极(3)的放电面内径D2为21mm，环电极(3)的放电面外径D3为25mm。

10.根据权利要求1所述的二极气体放电管结构，其特征在于，弧面放电面(5)的圆心角度w范围是90-160度。