CN207910465U - 一种多极多层间隙型电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多极多层间隙型电涌保护器，包括i条多层间隙保护电路，每条多层间隙保护电路均设置有第一端子和第二端子，每条多层间隙保护电路的第一端子分别作为所述多极多层间隙型电涌保护器的一个不同的接线端子，每条多层间隙保护电路的第二端子均作为公共端与其余多层间隙保护电路的第二端子短接，第j条多层间隙保护电路还包括多个间隙和多条触发电路。本实用新型通过在电涌保护器内设置多条多层间隙保护电路，每一条多层间隙保护电路构成一个保护模式，相比现有技术来说，本实用新型实现了多模式保护，并且器件在不同保护模式重复利用，可以节约空间、降低成本。

Description

一种多极多层间隙型电涌保护器

技术领域

本实用新型涉及电子器件领域，具体涉及一种多极多层间隙型电涌保护器。

背景技术

电涌保护器是用于对直接雷电效应和间接雷电效应或其他瞬态过电压产生的电涌进行防护的电器。电涌保护器设置在被保护系统中，当系统中的线路上产生电涌时，电涌保护器动作，限制线路上的瞬态过电压和泄放电涌电流，保护系统中的各种电子和电气设备。

许多被保护系统，如交流电源系统、直流电源系统、光伏电源系统等，都内含多条线路。目前这些被保护系统对电涌保护器提出了更高的要求：1)要具有多保护模式对其保护；2)每一保护模式尽量性能一致，以防止因工程接线错误而导致损坏；3)电涌保护器的每一保护模式要减少因彼此电路的相互影响，避免造成工作不稳定；4)每一个保护模式的冲击放电电流大、残压低和遮断续流能力强。与此同时，还要求进一步缩小电涌保护器体积，减少成本。

因此，设计出一种电路结构合理的多保护模式的多层间隙型电涌保护器具有非常重要的意义。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种多极多层间隙型电涌保护器，其通过设置多条多层间隙保护电路，每一条多层间隙保护电路构成一种保护模式，相比现有技术来说，本实用新型实现了多模式保护，并且器件可以在不同保护模式重复利用，可以节约空间、降低成本。本实用新型通过以下技术方案实现：

一种多极多层间隙型电涌保护器，包括i条多层间隙保护电路，所述每条多层间隙保护电路均设置有第一端子和第二端子，所述每条多层间隙保护电路的第一端子分别作为所述多极多层间隙型电涌保护器的一个不同的接线端子，所述每条多层间隙保护电路的第二端子均作为公共端与其余多层间隙保护电路的第二端子短接，所述第j条多层间隙保护电路还包括：

多个间隙：依次串联在所述第j条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

多条触发电路：每条触发电路的一端与所述第j条多层间隙保护电路的间隙的间隙电极连接，另一端与所述i条多层间隙保护电路中的一条多层间隙保护电路的第一端子或第二端子连接；

其中，i≥j，i≥2，且i和j均为整数。

进一步地，所述第j条多层间隙保护电路的电路结构包括：

n个间隙：依次串联在所述第j条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路：每条触发电路的一端与所述第j条多层间隙保护电路的第一端子或第二端子连接，另一端与所述第j条多层间隙保护电路的n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；

其中，n≥2，且n均为整数。

进一步地，所述每条多层间隙保护电路的n个间隙中至少有两个间隙的间隙距离不相等。

进一步地，当n≥3时，所述每条多层间隙保护电路中有k个相邻间隙的间隙距离相等，且所述k个相邻间隙的间隙距离小于其所在多层间隙保护电路的其余间隙的间隙距离，其中，k≥2。

进一步地，所述每条多层间隙保护电路的第一端子与第二端子之间并联有二级保护电路。

进一步地，所述二级保护电路由电容器、电阻器、阻容器、压敏电阻器、电感器、热敏电阻器、瞬态抑制二极管、空气间隙或气体放电管中的一种或几种构成。

进一步地，所述每条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间串接有脱离器。

进一步地，所述触发电路至少为电容器、电阻器、阻容器、压敏电阻器、电感器、热敏电阻器、瞬态抑制二极管、空气间隙或气体放电管中的一种，所述阻容器由电阻器与电容器并联构成。

进一步地，所述每条多层间隙保护电路的间隙为气体放电管、石墨间隙或金属间隙中的一种。

进一步地，所述多层间隙保护电路为三条，其中，

第1条多层间隙保护电路包括：

n个间隙：依次串联在第1条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路：每条触发电路的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；

第2条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第2条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路：每条触发电路的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；

第3条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第3条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n条触发电路：第一条触发电路到第n-1条触发电路的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接，第n条触发电路的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与第3条多层间隙保护电路的第二端子连接。

本申请通过将多条多层间隙保护电路集成在一个电涌保护器内，每一条多层间隙保护电路构成一种保护模式，这样在一个电涌保护器中实现了多保护模式。每一个保护模式由于采用了多层间隙作为电涌泄放通道，冲击放电电流大、残压低和遮断续流能力强。每条多层间隙保护电路的第一端子分别作为多极多层间隙型电涌保护器的一个接线端子，每条多层间隙保护电路的第二端子均作为公共端与其余多层间隙保护电路的第二端子短接，每个间隙主电路独立，性能一致，工作稳定，能够防止因工程接线错误而导致损坏。由于器件得到了共用，减少了器件数量，从而缩小电涌保护器体积，减少成本。

另外，对于一个多极电涌保护器来说，每一个保护模块的间隙数量n可以相等，也可以不相等，在具体使用时，每条多层间隙保护电路的间隙数量可以根据实际情况合理选择，当每一条多层间隙保护电路的间隙数量设置得相等时，可以构成对称结构，使电涌保护器的性能更稳定，也可以防止接线错误，当每一条多层间隙保护电路的间隙数量设置得不相等时，可以针对不同的保护线路选择不同的间隙数量，从而实现最佳匹配；另外，在每条多层间隙保护电路的第一端子与第二端子之间串联脱离器，可以在多层间隙保护电路因为放电间隙电阻减小或短路时出现电流过大或过热的情况下使脱离器所在的保护电路及时脱离被保护线路，从而提高电涌保护器的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型提供的多极多层间隙型电涌保护器电路结构示意图。

图2为Y型多极多层间隙型电涌保护器的一种电路结构示意图。

图3为Y型多极多层间隙型电涌保护器的不同于图2表示方法的一种电路结构示意图。

图4为I型多极多层间隙型电涌保护器电路结构示意图。

图5为并联有二级保护电路的Y型多极多层间隙型电涌保护器电路结构示意图。

图6为串联有脱离器的Y型多极多层间隙型电涌保护器电路结构示意图。

图7为Y型多极多层间隙型电涌保护器的另一种电路结构示意图。

图8为Y型多极多层间隙型电涌保护器的又一种电路结构示意图。

图9中(a)-(p)为十六种不同的间隙。

图10中(a)-(d)为四种不同的触发电路。

附图标记：G—空气间隙，Z—触发电路，RV—压敏电阻器，L—电感器，C—电容器，R—电阻器，V—气体放电管，D—脱离器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种多极多层间隙型电涌保护器，包括i条多层间隙保护电路，每条多层间隙保护电路均设置有第一端子和第二端子，每条多层间隙保护电路的第一端子分别作为多极多层间隙型电涌保护器的一个不同的接线端子，每条多层间隙保护电路的第二端子均作为公共端与其余多层间隙保护电路的第二端子短接，第j条多层间隙保护电路还包括：

多个间隙：依次串联在第j条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；这里需要说明的是，本实施例中的间隙可以有多种形式，如气体放电管V、空气间隙G等，空气间隙G可以为石墨电极构成的间隙(简称石墨间隙)或金属电极构成的间隙(简称金属间隙)，某种意义上，气体放电管V也属于空气间隙，为了方便呈现和描述，图1中的间隙用空气间隙G表示，n个间隙即为G1-Gn，构成间隙的电极简称间隙电极；

多条触发电路Z：每条触发电路的一端与第j条多层间隙保护电路的间隙的间隙电极连接，另一端与所述i条多层间隙保护电路中的一条多层间隙保护电路的第一端子或第二端子连接；

其中，i≥j，i≥2，且i和j均为整数。这里需要说明的是，一般情况下，每个间隙可以由两个间隙电极保持一定空间间距构成，每条触发电路的一端是与间隙的一个间隙电极相连接，本实施例中每条多层间隙保护电路的第一端子分别为多极多层间隙型电涌保护器的不同接线端子，即一个包括i条多层间隙保护电路的多极多层间隙型电涌保护器有i个接线端子。

具体地，本实施中的第j条多层间隙保护电路结构包括：

n个间隙：依次串联在所述第j条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路Z1-Zn-1：每条触发电路的一端与所述第j条多层间隙保护电路的第一端子或第二端子连接，另一端与所述第j条多层间隙保护电路的n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；其中，每条触发电路的另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接的具体是指：第p条触发电路Zp的一端与第一端子或第二端子连接，另一端与第p个间隙和第p+1个间隙的公共间隙电极连接；这里，触发电路用Z表示，n-1条触发电路即为Z1-Zn-1，两个间隙的公共间隙电极是指两个间隙共同使用或是彼此电连接的间隙电极；

其中，n＞p≥1，n≥2，且n和p均为整数。

需要说明的是，每条多层间隙保护电路的第一端子分别作为多极多层间隙型电涌保护器的一个接线端子，该接线端子可以短接也可以不短接。

还需要说明的是，i条多层间隙保护电路中，每一条多层间隙保护电路中的n 值可以相等，也可以不相等，即每一条多层间隙保护电路的间隙数量与其余多层间隙保护电路的间隙数量可以相等，也可以不相等，换句话说，每一条多层间隙保护电路的触发电路数量与其余多层间隙保护电路的触发电路数量可以相等，也可以不相等，具体地，每一条多层间隙保护电路构成一个保护模块，每一个保护模块为一种保护模式，在具体使用时，每条多层间隙保护电路的间隙数量可以根据实际情况合理选择，当每一条多层间隙保护电路的间隙数量设置得相等时，可以构成对称结构，使电涌保护器的性能更稳定，也可以防止接线错误，当每一条多层间隙保护电路的间隙数量设置得不相等时，可以针对不同的保护线路选择不同的间隙数量，采用不同的间隙数量可以实现不同的电压保护水平、不同遮断续流能力、不同的通流能力等技术指标，从而与保护需求实现最佳匹配。

在实际电路中，例如单相工频交流线路保护模式中：线路L(相线)与线路N (中性线)之间的保护、线路L(相线)与线路PE(地线)之间的保护以及线路N (中性线)与线路PE(地线)之间的保护，要求线路L(相线)与线路N(中性线) 之间的保护的续流遮断能力高于其它保护模式。

又例如：三相工频交流供电系统线路，保护模式有：线路L1(相线)与线路N (中性线)之间的保护、线路L2(相线)与线路N(中性线)之间的保护、线路 L3(相线)与线路N(中性线)之间的保护以及线路N(中性线)与线路PE(地线)之间的保护，其中，要求线路N(中性线)与线路PE(地线)之间的保护的残压低于其它保护模式。再例如：直流供电系统线路，保护模式有：线路DC+(直流正极线)与线路DC-(直流负极线)之间的保护、线路DC+(直流正极线)与线路 PE(地线)之间的保护、线路DC-(直流负极线)与线路PE(地线)之间的保护。要求线路DC+(直流正极线)与线路PE(地线)之间的保护、线路DC-(直流负极线)与线路PE(地线)之间的保护的残压相同，而低于线路DC+(直流正极线) 与线路DC-(直流负极线)之间的保护模式。

在多极电涌保护器的多层间隙保护电路中，间隙的续流遮断能力与间隙的数量呈正相关性，而间隙的残压与间隙的数量呈负相关性，那么通过调节间隙的数量，本实施例可以满足被保护线路不同保护模式的要求。此外，有意地减少某保护模式之间的间隙数量，一方面节约的空间可以用来增加散热空间和间隙电极尺寸，另一方面在冲击过程间隙电极发热总量减小，其效果可以提高通流容量防雷性能指标。

本实施例中，当多层间隙保护电路的条数为三条时，可以构成如图2所示的Y 型多层间隙保护电路；当多层间隙保护电路的条数为两条时，可以够成如图4所示的I型多层间隙保护电路。将每一条多层间隙保护电路的第二端子与剩下的多层间隙保护电路的第二端子端接，并将每一条多层间隙保护电路的第一端子分别作为电涌保护器的一个接线端子，结构清晰明了，接线简单，操作方便。这里需要说明的是，本实施例中的间隙可以有多种形式，如气体放电管V、空气间隙G等，空气间隙G可以为石墨间隙或金属间隙，为了方便呈现和描述，图2和图4中的间隙用空气间隙G表示，n个间隙即为G1-Gn。

对于如图3所示的Y型多层间隙保护电路，三条多层间隙保护电路的第二端子作为公共端短接，公共端用端子M表示，设三条多层间隙保护电路的第一端子分别为端子A、端子B和端子C，具体地，可以将其中一条多层间隙保护电路的第一端子(端子A)连接到线路N(中性线)，将另一条多层间隙保护电路的第一端子(端子B)连接到线路PE(地线)，将剩下的一条多层间隙保护电路的第一端子(端子 C)连接到线路L(相线)，端子A和端子B、端子B和端子C、端子A和端子C 之间都有防护电涌的器件，故形成了3个保护模式。如果将每条多层间隙保护电路的间隙数量n设置得相等，这样设置后，AB、BC、AC之间都有相同的间隙数量，相同的触发电路，那么每一保护模式都是对称结构，当工程将接线端子混淆而接错时，因每一保护模式是相同的，所以不会损坏电涌保护器，也不会带到保护效果的差别。

上述保护模式之中，只在三条多层间隙保护电路的第二端子处进行了连接，没有其它彼此连接的电路，那么每条多层间隙保护电路的间隙和触发电路的工作是独立的，不会相互影响。

上述保护模式中的电涌防护器件由多层放电间隙组成，间隙是开关型器件。间隙一旦导通后，比限压型电涌器件导通后的阻抗低很多，所以残压低。这样冲击电流在电极上形成的焦耳热相对较小，所以冲击放电电流大。因为是间隙是有绝缘的环状垫片封闭，所以无电弧外泄。因为每一条多层间隙保护电路的间隙链由n个间隙串联而成，所以遮断续流能力强。

该实施例中，多层间隙保护电路的第二端子用符号M表示，端子A和端子B 的保护模式：由端子A和M之间的间隙和端子B和M之间的间隙共同构成，而端子A和端子C的保护模式：由端子A和M之间的间隙和端子C和M之间的间隙共同构成，那么AM在两个保护模式中得到了使用，与端子A和端子B的保护模式和端子A和端子C的保护模式都使用独立的器件相比，本实施例节约了器件的数量，而且在节约空间、降低成本的同时，还具备良好的防护性能，可以满足低成本、低体积的要求。

本实施例具体工作时，每个间隙是逐级导通的，即后续间隙的导通前提是前级间隙需要导通，例如间隙G2要导通首先需要间隙G1导通。一般情况下，后续间隙的点火电压是前级间隙压降和自身压降之和，例如G1导通后，必定会产生压降，所以G2导通后的电压会包括G1的压降和G2自身的压降，以此类推，后续间隙导通电压会逐级抬高，最终表现为整个电涌保护器点火电压升高。

在具体实施时，本实施例还可以设置为：每条多层间隙保护电路的n个间隙中至少有两个间隙的间隙距离不相等。

作为一种优选，使每条多层间隙保护电路的n个间隙的间隙距离从第1个间隙到第n个间隙逐渐减小，从而在每条多层间隙保护电路具体工作时，每个间隙的压降在依次减小，从而使整个电涌保护器的点火电压降低，另外，由于第1个间隙最接近被保护线路，将第1个间隙的间隙距离设置得最大，减少了第1个间隙被击穿的风险。

作为另一种优选，使n≥3，且使每条多层间隙保护电路中有k个相邻间隙的间隙距离相等，k个相邻间隙的间隙距离小于其所在多层间隙保护电路的其余间隙的间隙距离，其中，k≥2。

作为再一种优选，使n大于5，且使每条多层间隙保护电路的第1个间隙、第 2个间隙、第n-2个间隙、第n-1个间隙和第n个间隙的间隙距离相等，且该间隙距离小于其所在多层间隙保护电路的其余间隙的距离。

如图5所示，本实施例中，对每一条多层间隙保护电路还可以在第一端子与第二端子之间并联二级保护电路，其中，二级保护电路可以由压敏电阻器RV单独构成，也可以由电感器L、气体放电管V和压敏电阻器RV串联构成。在具体实施时，并联的保护电路条数可以为多条，构成多级保护电路，原多层间隙保护电路为第一级保护电路，并联的保护电路依次为第二级保护电路、第三级保护电路，以此类推到第N级保护电路，其中，第二级保护电路可以降低第一级多层间隙保护电路放电时产生的瞬时尖峰，提高电涌保护器的防雷性能指标。并联的保护电路可以为电容器C、电感器L、电阻器R、熔断器、瞬态二极管、硅半导体、雪崩击穿二极管、齐纳二极管、穿通二极管、折返二极管、压敏电阻器RV、空气间隙G、气体放电管V、晶闸管电涌抑制器、热敏电阻器及其组合。作为节约空间和低成本的优选方案，第二级保护电路可以由一个压敏电阻器构成或者由一个熔断器和一个压敏电阻器构成或者由一个压敏电阻器和气体放电管构成。需要说明的是，图5只是并联二级保护电路的一种电路情况，I型或其它结构的多层间隙保护电路也可以并联二级乃至N级保护电路。这里需要说明的是，本实施例中的间隙可以有多种形式，如气体放电管V、空气间隙G等，空气间隙G可以为石墨间隙或金属间隙，为了方便呈现和描述，图5中的间隙用空气间隙G表示，n个间隙即为G1-Gn。

如图6所示，本实施例中，还可以在每一条多层间隙保护电路的第一端子与第二端子之间串联脱离器D，其中，脱离器D的位置可以为第一端子与第二端子之间的任意位置。对于一些对安全性要求特别高的场合，由于一些极端原因如电涌超过配置的电涌保护器容量、电源系统异常、极端气候条件等，引起了电涌保护器失效，整个电涌保护器对外呈现低阻、甚至短路状态，那么被保护线路的电能会持续施加到电涌保护器两端，电涌保护器持续消耗电能，会引起发热或燃烧，从而使得安全性降低，最后会影响被保护线路的正常运行，串联脱离器D后，可以在多层间隙保护电路因为放电间隙电阻减小或短路时出现电流过大或过热的情况下及时使脱离器所在的保护电路脱离被保护回路，从而提高电涌保护器的安全性能。最简单地，脱离器可以由熔断器或保险丝构成，除此之外，脱离器也可以为一个机构。该机构包括与第一端子连接的第一连接导体、与第一个间隙的间隙电极连接的第二连接导体以及连接所述第一连接导体和第二连接导体的焊点，当流过脱离器的电流过大或在脱离器上积累的热量过高时，脱离器的焊点熔化，焊点熔化后使第一连接导体和第二连接导体形成一个空间间距，即第一连接导体和第二连接导体从电连接变成断开，从而使电涌保护器脱离被保护回路，提高电涌保护器的可靠性。上述脱离器是一种简单机构形式，在该机构的基础上还可以添加力元件，例如弹簧，加速脱离器焊点的运动。添加绝缘片，可以在焊点熔化后在第一连接导体和第二连接导体之间形成隔离，提供绝缘强度，防止电弧重燃。脱离器还可以是上述机构与熔断器或保险丝组合，也不限于是一个。这里需要说明的是，本实施例中的间隙可以有多种形式，如气体放电管V、空气间隙G等，空气间隙G可以为石墨间隙或金属间隙，为了方便呈现和描述，图6中的间隙用空气间隙G表示，n个间隙即为G1-Gn。

本实施例中，每条多层间隙保护电路的间隙可以为石墨间隙或金属间隙，每个间隙的间隙内可以设置绝缘垫片，绝缘垫片的材料可以为聚四氟乙烯、橡胶、尼龙、云母或杜邦纸。

具体实施时，当间隙数量越多，不仅启动电压会增高，出现间隙盲点的概率也会增大，作为优先，多层间隙保护电路的间隙数量可以为3—18个。

本实施例具体工作时，以第一条多层间隙保护电路为例，当与第一条多层间隙保护电路连接的线路出现电涌时，第一条触发电路Z1触发第一个间隙动作，使第一个间隙导通，接着第二条触发电路Z2触发第二个间隙动作，使第二个间隙导通，直至第n-1条触发电路Zn-1触发第n-1个间隙动作，这样，电涌电压就施加在第n 个间隙的两端，最后使第n个间隙导通，形成过电压泄放电路，从而使被保护线路得到保护。

如图7所示，本实施例还提供一种多极多层间隙型电涌保护器，包括3条多层间隙保护电路，3条多层间隙保护电路均设置有第一端子和第二端子，3条多层间隙保护电路的第一端子分别作为多极多层间隙型电涌保护器的不同的接线端子，即包括3条多层间隙保护电路的多极多层间隙型电涌保护器有三个接线端子，3条多层间隙保护电路的第二端子彼此连接，其中，

第1条多层间隙保护电路包括：

n个间隙：依次串联在第1条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路Z1-Zn-1：每条触发电路的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；具体地，每条触发电路的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共端连接的是指：第p条触发电路Zp的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与第p个间隙Gp和第p+1个间隙Gp+1 的公共端连接；

第2条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第2条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路Z1-Zn-1：每条触发电路的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；具体地，每条触发电路的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共端连接的是指：第p条触发电路Zp的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与第p个间隙和第p+1个间隙的公共端连接；

第3条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第3条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n条触发电路Z1-Zn：第一条触发电路Z1到第n-1条触发电路Zn-1的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接，第n条触发电路Zn的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与第3条多层间隙保护电路的第二端子连接；具体地，当p＜n 时，第p条触发电路Zp的一端与第一端子连接，另一端与第p个间隙和第p+1个间隙的公共端连接，当p＝n时，第n条触发电路Zn的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端连接在第n个间隙与第3条多层间隙保护电路的第二端子相连的线路上；

其中，n≥p，n≥2，p≥1，且n和p均为整数。这里需要说明的是，本实施例中的间隙可以有多种形式，如气体放电管V、空气间隙G等，空气间隙G可以为石墨间隙或金属间隙，为了方便呈现和描述，图7中的间隙用空气间隙G表示，n 个间隙即为G1-Gn。

在一些场合下，对于多个保护模式中的其中一些保护模式的启动电压和残压要求比较低。例如：单相工频交流线路保护模式有：线路L(相线)与线路N(中性线)之间的保护、线路L(相线)与线路PE(地线)之间的保护以及线路N(中性线)与线路PE(地线)之间的保护。在对单相工频交流线路进行保护时，有时需要将线路L(相线)与线路N(中性线)之间的保护比其余模式更优。用本实施例提供的方案中，将第一条多层间隙保护电路的第一端子连接到线路N(中性线)，将第二条多层间隙保护电路的第一端子连接到线路PE(地线)，将第三条多层间隙保护电路的第一端子连接到线路L(相线)，对于线路L(相线)与线路N(中性线) 之间的保护，间隙击穿的顺序为与线路L相连的多层间隙保护电路的第一间隙，与线路L相连的多层间隙保护电路的第二间隙，...，与线路N相连的多层间隙保护电路的第一间隙，与线路N相连的多层间隙保护电路的第二间隙，...，与线路N相连的多层间隙保护电路的第n间隙，每一次击穿的间隙数量是1个，相对于触发过程中，每次同时击穿2个间隙的技术方案，所以该方案降低了线路L(相线)与线路 N(中性线)之间的保护模式击穿电压。

该实施例的触发电路元件使用阻容器，为便于描述，使用字母Z表示。

如图8所示，本实施例还提供一种多极多层间隙型电涌保护器，包括3条多层间隙保护电路，3条多层间隙保护电路均设置有第一端子和第二端子，3条多层间隙保护电路的第一端子分别作为电涌保护器不同的接线端子，即包括3条多层间隙保护电路的多极多层间隙型电涌保护器有三个接线端子，3条多层间隙保护电路的第二端子彼此连接，其中，

第1条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第1条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路Z1-Zn-1：每条触发电路的一端均与第一端子连接，另一端与n 个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接，具体地，第p条触发电路Zp的一端与第一端子连接，另一端与第p个间隙和第p+1个间隙的公共间隙电极连接；

第3条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第3条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n条触发电路Z1-Zn：第一条触发电路Z1到第n-1条触发电路Zn-1的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接，第n条触发电路Zn的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端连接与第3条多层间隙保护电路的第二端子连接。具体地，当p ＜n时，第p条触发电路Zp的一端与第一端子连接，另一端与第p个间隙和第p+1 个间隙的公共端连接，当p＝n时，第n条触发电路Zn的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端连接在第n个间隙与第3条多层间隙保护电路的第二端子相连的线路上；这里需要说明的是，本实施例中的间隙可以有多种形式，如气体放电管V、空气间隙G等，空气间隙G可以为石墨间隙或金属间隙，为了方便呈现和描述，图8中第1条多层间隙保护电路和第2条多层间隙保护电路的间隙用空气间隙G表示，n个间隙即为G1-Gn；其中，第1条和第3条多层间隙保护电路使用阻容器，为便于描述，使用字母Z表示；

第2条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第2条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间，这里的间隙为气体放电管，n个间隙用V1-Vn表示；

n-1条触发电路：每条触发电路的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共端连接的，具体地，第p条触发电路Cp的一端与第一端子连接，另一端与第p个间隙Vp和第p+1个间隙Vp+1的公共间隙电极连接，这里的触发电路由电容器构成，n-1条触发电路用C1-Cn-1表示；

其中，n≥p，n≥2，p≥1，且n和p均为整数。

对于一些应用：要求缩减电涌保护器体积、某些保护模式盲点要求较低，就可以按本实施例在某些保护模式中间隙使用气体放电管V，触发器件使用电容器。

具体实施实施例1、实施例2和实施例3时，间隙可以为如图9(a)- 图9 (p)所示十六种间隙中的任意一种，其中图9(a)为两电极空气间隙G，图9(b)为两电极空气间隙 G与电阻器R串联，图9(c)为两电极空气间隙G与压敏电阻器RV串联，图9 (d)为两电极空气间隙G与气体放电管V串联，图9(e)为两电极空气间隙G与两电极空气间隙G串联，图9(f)为两电极空气间隙G与电容器C并联，图9(g) 为两电极空气间隙G与电阻器R并联，图9(h)为两电极空气间隙G与压敏电阻器RV并联，图9(i)为两电极空气间隙G与两电极气体放电管V并联，图9(j) 为两电极气体放电管V，图9(k)为两电极气体放电管V与电阻器R串联，图9 (l)两电极气体放电管V与压敏电阻器RV串联，图9(m)两电极气体放电管V 与极气体放电管V，图9(n)为两电极气体放电管V与电容器C并联，图9(o) 为两电极气体放电管V与电阻器R并联，图9(p)为两电极气体放电管V与压敏电阻器RV并联.。

触发电路可以为图10(a)- 图10 (d)所示四种触发电路中的任意一种，图10(a)为电容器C 与电阻器R并联，图10(b)为电容器C，图10(c)为电阻器R，图10(d)为压敏电阻器RV。触发电路可以是以上器件的组合，还可以与空气间隙或放电管组合。触发电路各器件的参数可以相同也可以不相同。

具体实施时，放电间隙G均包括第一间隙电极和第二间隙电极，且第一间隙电极和第二间隙电极之间放置有绝缘环状垫片，第一间隙电极和第二间隙电极保持有规定的间隙距离，且第一间隙电极和第二间隙电极是导电性材料，该导电材料可为石墨或者金属或者是合金。金属可以为：银、铜、金、铝、锌、钨、镍、铁、铂、锡、钛、锰、钢。合金优先钨铜合金。间隙可为开放式结构，也可为封闭式结构，电极片组成，横截面为圆形、菱形、长方形、正方形、三角形、椭圆形、腰型或多边形，厚度为1mm～8mm。优选地，间隙横截面为圆形和腰型，厚度为1mm～3mm。环状垫片的形状与上述间隙横截面相对应，即可为圆环、菱形环、长方形环、正方形环、三角形环、椭圆形环、腰型环或多边形环，可由聚四氟乙烯、橡胶、尼龙、云母、陶瓷或杜邦纸中任意一种材料制成，绝缘环状垫片的厚度可为0.1mm～ 0.7mm，优选为0.2mm～0.5mm。

气体放电管V可以是贴片封装的，也可以是插件封装的。气体放电管V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V内的气体击穿时，气体放电管便开始放电，并由高阻变成低阻，使电极两端的电压不超过击穿电压。

具体实施时，阻容器中的电容器C的电容量为100PF～100nF，优选500PF～ 3nF，耐受电压为100V～10kV，电阻器R的电阻器值为10kΩ～200MΩ，优选 500kΩ～20MΩ，功率为1/8W～10W，且为了保证触发电路中被充入的电荷在雷电冲击的间隔时间内充分泄放，使用阻容器时，优选地，其RC的时间常数的3倍或 4倍或5倍或6倍应小于两次雷击之间的间隔时间。

所述电容器C的电容量为100PF～100nF，优选500PF～3nF，耐受电压为 100V～10kV。

另外，在上面实施例提供的多极多层间隙型电涌保护器中还可以在每条多层间隙保护电路中或多条多层间隙保护电路之间加入指示电路和报警电路，方便工作人员或用户了解多极多层间隙型电涌保护器的工作情况。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，包括i条多层间隙保护电路，所述每条多层间隙保护电路均设置有第一端子和第二端子，所述每条多层间隙保护电路的第一端子分别作为所述多极多层间隙型电涌保护器的一个不同的接线端子，所述每条多层间隙保护电路的第二端子均作为公共端与其余多层间隙保护电路的第二端子短接，第j条多层间隙保护电路还包括：

多个间隙：依次串联在所述第j条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

多条触发电路：每条触发电路的一端与所述第j条多层间隙保护电路的间隙的间隙电极连接，另一端与所述i条多层间隙保护电路中的一条多层间隙保护电路的第一端子或第二端子连接；

其中，i≥j，i≥2，且i和j均为整数。

2.根据权利要求1所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述第j条多层间隙保护电路的电路结构包括：

n个间隙：依次串联在所述第j条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路：每条触发电路的一端与所述第j条多层间隙保护电路的第一端子或第二端子连接，另一端与所述第j条多层间隙保护电路的n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；

其中，n≥2，且n均为整数。

3.根据权利要求2所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述每条多层间隙保护电路的n个间隙中至少有两个间隙的间隙距离不相等。

4.根据权利要求3所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，当n≥3时，所述每条多层间隙保护电路中有k个相邻间隙的间隙距离相等，且所述k个相邻间隙的间隙距离小于其所在多层间隙保护电路的其余间隙的间隙距离，其中，k≥2。

5.根据权利要求1所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述每条多层间隙保护电路的第一端子与第二端子之间并联有二级保护电路。

6.根据权利要求5所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述二级保护电路由电容器、电阻器、阻容器、压敏电阻器、电感器、热敏电阻器、瞬态抑制二极管、空气间隙或气体放电管中的一种或几种构成。

7.根据权利要求1所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述每条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间串接有脱离器。

8.根据权利要求1所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述触发电路至少为电容器、电阻器、阻容器、压敏电阻器、电感器、热敏电阻器、瞬态抑制二极管、空气间隙或气体放电管中的一种，所述阻容器由电阻器与电容器并联构成。

9.根据权利要求1—8任意一项所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述每条多层间隙保护电路的间隙为气体放电管、石墨间隙或金属间隙中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种多极多层间隙型电涌保护器，其特征在于，所述多层间隙保护电路为三条，其中，

第1条多层间隙保护电路包括：

n个间隙：依次串联在第1条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路：每条触发电路的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；

第2条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第2条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n-1条触发电路：每条触发电路的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接；

第3条多层间隙保护电路还包括：

n个间隙：依次串联在第3条多层间隙保护电路的第一端子和第二端子之间；

n条触发电路：第一条触发电路到第n-1条触发电路的一端均与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与n个间隙中对应的两个间隙的公共间隙电极连接，第n条触发电路的一端与第1条多层间隙保护电路的第一端子连接，另一端与第3条多层间隙保护电路的第二端子连接。