JP2017107675A - サージ防護素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 絶縁性管2と、絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極と、絶縁性管の内周面に少なくとも一部が露出してイオン源材料で形成された放電補助部4とを備え、一対の封止電極が、内方に突出し互いに対向した一対の突出電極部を有し、絶縁性管の内周面にイオン源用穴2aが形成され、放電補助部が、端部を絶縁性管の内周面側に露出させた状態でイオン源用穴内に設けられている。
【選択図】図1
Description
従来の構造では、一対の突出電極部間で生じるアーク放電時の熱及び膨張エネルギーにより放電補助部の一部が昇華消失してしまい、繰り返し放電時の放電電圧が不安定(放電電圧が上昇する)になるという問題があった。
特に、大電流の放電では、放電補助部の昇華消失が顕著になる傾向がある。また、放電電流が保証範囲を大幅に超えてしまうと、電極の設計を変更することが要求されると共に、安定した動作のために、サイズを大型化する、又は並列に接続するなどの対応が必要になる不都合があった。
すなわち、このサージ防護素子では、イオン源用穴が、一対の突出電極部間の中央に対向する位置から一対の突出電極部の少なくとも一方の基端に対向する位置に向けて漸次浅く形成されているので、アーク放電時の影響が最も大きい一対の突出電極部間の中央に対向する位置では放電補助部がイオン源用穴の最深部に配されており、絶縁性管の内周面が深く破壊消失しても放電補助部が出現し、安定した動作が得られる。
すなわち、このサージ防護素子では、放電補助部が、棒状の炭素材で形成され、イオン源用穴内に挿入されているので、イオン源用穴から長い棒状の放電補助部の端部を突出させることができ、放電補助部の露出部分を増やすことができる。
すなわち、このサージ防護素子では、放電補助部が、ペースト状又は粉末状の炭素材で形成され、イオン源用穴内に埋め込まれているので、イオン源用穴内に隙間無くペースト状又は粉末状の放電補助部で埋めることができる。また、放電補助部がペースト状又は粉末状なので、多様な形状のイオン源用穴に埋め込むことが可能である。
すなわち、本発明に係るサージ防護素子によれば、放電補助部が、端部を絶縁性管の内周面側に露出させた状態でイオン源用穴内に設けられているので、アーク放電時に放電補助部の表面側が強く昇華消失しても深さ方向に新たな放電補助部の表面が出現して、安定した動作が得られる。
したがって、サージ電流や放電回数が増えてもサージ防護素子性能を良好に維持することが可能になる。特に、本発明に係るサージ防護素子は、大電流サージ耐性が要求されるインフラ用(鉄道関連、再生エネルギー関連(太陽電池、風力発電等))の電源及び通信設備に好適である。
上記一対の封止電極3は、内方に突出し互いに対向した一対の突出電極部5を有している。
また、放電補助部4が、端部を絶縁性管2の内周面側に露出させた状態でイオン源用穴2a内に設けられている。
上記イオン源用穴2aは、一対の突出電極部5間の中央に対向する位置Pから一対の突出電極部5の少なくとも一方の基端に対向する位置に向けて漸次浅く形成されている。すなわち、イオン源用穴2aは、絶縁性管2の軸線Cに沿った方向に対して斜めに延在した直線状の細穴となっており、一対の突出電極部5間の中央に対向する位置Pに配された端部で内周面から最も深くなっている。
上記放電補助部4は、導電性材料であって、例えば棒状の炭素材で形成され、イオン源用穴2a内に挿入されている。これらの放電補助部4の端部は、イオン源用穴2aから突出した状態とされている。すなわち、放電補助部4は、イオン源用穴2aの穴長よりも長い棒状のグラファイトである。
なお、図2では、一対のイオン源用穴2a及び一対の放電補助部4のみを図示しているが、放電補助部4を周方向に互いに間隔を空けて複数対形成しても構わない。
封止電極3は、絶縁性管2の両端開口部に導電性融着材(図示略)により加熱処理によって密着状態に固定されている円板状のフランジ部7を有している。このフランジ部7の内側に、内方に突出していると共に絶縁性管2の内径よりも外径の小さな円柱状の突出電極部5が一体に設けられている。
上記導電性融着材は、例えばAgを含むろう材としてAg−Cuろう材で形成されている。
上記絶縁性管2内に封入される放電制御ガスは、不活性ガス等であって、例えばHe,Ar,Ne,Xe,Kr,SF6,CO2,C3F8,C2F6,CF4,H2,大気等及び これらの混合ガスが採用される。
このように第2実施形態のサージ防護素子では、放電補助部24が、ペースト状又は粉末状の炭素材で形成され、イオン源用穴2a内に埋め込まれているので、イオン源用穴2a内に隙間無くペースト状又は粉末状の放電補助部24で埋めることができる。
上記絶縁性埋め込み材32bは、例えば絶縁性管32と同じ材料又は絶縁性管32に含有されている材料で形成されていることが密着性等の観点から好ましい。本実施形態では、SiO2等の酸化ケイ素(シリカ)で絶縁性埋め込み材32bを形成している。
したがって、絶縁性埋め込み材32bで被覆された放電補助部34は、結果的に絶縁性埋め込み材32bと絶縁性管32の凹みとの間に形成されたイオン源用穴32a内に埋め込まれた状態となる。
例えば、上述したように、上記各実施形態では、イオン源用穴2aを絶縁性管2の軸線Cに沿った方向に斜めに形成することが好ましいが、イオン源用穴2aを絶縁性管2の軸線Cに直交する方向(絶縁性管2の厚さ方向)に形成しても構わない。
Claims (4)
- 絶縁性管と、
前記絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極と、
前記絶縁性管の内周面に少なくとも一部が露出してイオン源材料で形成された放電補助部とを備え、
一対の前記封止電極が、内方に突出し互いに対向した一対の突出電極部を有し、
前記絶縁性管の内周面にイオン源用穴が形成され、
前記放電補助部が、端部を前記絶縁性管の内周面側に露出させた状態で前記イオン源用穴内に設けられていることを特徴とするサージ防護素子。 - 請求項1に記載のサージ防護素子において、
前記イオン源用穴が、一対の前記突出電極部間の中央に対向する位置から一対の前記突出電極部の少なくとも一方の基端に対向する位置に向けて漸次浅く形成されていることを特徴とするサージ防護素子。 - 請求項1又は2に記載のサージ防護素子において、
前記放電補助部が、棒状の炭素材で形成され、前記イオン源用穴内に挿入されていることを特徴とするサージ防護素子。 - 請求項1又は2に記載のサージ防護素子において、
前記放電補助部が、ペースト状又は粉末状の炭素材で形成され、前記イオン源用穴内に埋め込まれていることを特徴とするサージ防護素子。
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