JPH0362486A - 高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高電圧で放電させる高電圧スイッチ素子用ガス
入り放電管に関する。

（従来の技術） ガス入り放電管は電子機器をサージから保護する避雷管
等に用いられる。第５図は避雷管に用いられるガス入り
放電・管の従来例を示す１図で１および２はライン電極
、３ａ、３ｂは放電電極、４は外囲器、５は外囲器４の
内壁に設けたトリガ線である。ライン電極１．２は放電
管内に不活性ガスを封入して外囲器４の端面に気密にろ
う付けされる。

前記トリガ線５は外囲器４の内壁にカーボンの１Ｉｌｔ
ｉＡをひいて形成したもので、放電開始する際の初回の
放電を誘発させるために設けるものである。

すなわち、放電管が最初に放電開始する際は封入ガスが
電離状態になっていない等の理由から放電しにくく、放
電電圧が必然的に高くなるため、トリガ線を設けて放電
を誘発させるようにしている。

またこのトリガ線５は外囲器の内壁に沿って生じる沿面
放電を誘発しやすくするという効果もある。

避雷管等で用いるガス入り放電管ではサージを回避する
ため、たとえば放電開始電圧４００ｖ程度で放電させる
ように設計されており、放電電極の電極間間隔１ｍｍ　
、外囲器内壁面と放電電極外壁面との間隔１ｍｍ　、封
入ガス圧はアルゴンガス２５０ｍｍ１１ｇ程度としてい
る。また、トリガ線５は容易にトリガできるように対向
するライン電極にかなり接近する位置までひいている。

ガス入り放電管は放電電極の電極間間隔を大きくし、封
入ガス圧を高くしていくと放電開始電圧を１０ｋＶ程度
以上にすることが可能である。そして、このような高電
圧での放電電圧を利用して高電圧でスイッチングするス
イッチ素子として利用することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにガス入り放電管を高電圧で作動するスイッ
チ素子として用いる場合は、高電圧下で安定的に放電さ
せる必要があるが、１０ｋＶ〜２０ｋＶもの高電圧で放
電するガス入り放電管を設計する場合は、従来の避雷管
に用いる場合のように低電圧で放電するガス入り放電管
を設計する場合とは異なる新たな問題点が生じる。

すなわち、低電圧で使用するガス入り放電管ではサージ
を回避するため、低電圧で放電しやすく設計されており
、沿面放電をおきやすくしたり、トリガ線を長く設けて
放電をしやすくしているが、高電圧で放電させるガス入
り放電管ではこのように沿面放電がおきたり、放電を誘
発しやすくしたりすると、放電開始電圧が所定の電圧に
達する前に放電してしまい、放電電圧がばらついて安定
的な放電をなし得なくなる。とくに、外囲器に用いられ
るセラミック等は誘電体であるから、電極間に印加され
る電圧が高くなればなるほど沿面放電やトリガが誘発さ
れやすくなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは安定的に放電を誘発さ
せることができ、所定の高電圧で安定に放電させること
のできる高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、内部に高圧力でガスを封入して、筒状の外囲
器の両端にライン電極を気密にろう付けすると共に、ラ
イン電極のフランジの中央部から外囲器内で向かい合わ
せに放電電極を突設し、１０ｋＶ以上の放電開始電圧で
放電させる高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管であっ
て、前記外囲器の内壁にフランジとの接合部から前記放
電電極の突出長さよりも短いトリガ線を設けたことを特
徴とする。

（作用） 放電開始初期においては、トリガ線が放電を誘発して放
電をしやすくする。また、トリガ線の長さを、フランジ
から突出する放電電極の突出長さよりも短くしたことに
より放電時に発生する沿面放電をなくすことができる。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本発明に係る高電圧スイッチ素子用放電管の
一実施例を示す断面図である。

図で１０および１２はライン電極で、それぞれのフラン
ジ１０ａ、１２ａの内面から放電電極１０ｂ、１２ｂを
向かい合わせに突出させて成る。

放電電極１０ｂ、１２ｂは円柱状にフランジｌＯａ、１
２ａから突設され、先端コーナ部は角丸に形成される。

１４は前記フランジ１０ａ、１２ａの外径と同一の外径
の筒状に形成したセラミック製の外囲器である。外囲器
１４の両端面にはメタライズを施しさらにニッケルめっ
きを施して、フランジ１０ａ、１２ａを気密にろう付け
している。

１６は外囲器１４の内壁に設けたトリガ線である。この
トリガ線１８は外囲器１２の内壁にカーボン等の細線を
ひいて形成するもので、フランジ１０ａ、１２ａと外囲
器１４との接続部からそれぞれ外囲器１４の中央方向へ
ひく。トリガ線の設置位置はとくに限定されないが、放
電電極１０ｂ、１２ｂをはさんだ対称位置に設けるのが
ふつうである。第２図は外囲器１４に設けたトリガ線１
６位置を示す説明図で、１６ａ、１６ｂはフランジ１０
ａ側に設けたトリガ線、１６Ｃ，１６ｄはフランジ１２
ａ側に設けたトリガ線を示す１図のようにフランジ１０
ａと１２ａとでは９０度ずらして設けている。この例は
外囲器１４内壁に４本のトリガ線を設けた例であるが、
フランジ１０ａと１２８とにそれぞれ１本ずつ、１８０
度対向させて設ける場合もある。

図示するガス入り放電管は、放電開始電圧を２０ｋＶに
設定したもので、放電電極の電極間間隔Ｄ＝３ｍｍ　、
放電電極１０ｂ、１２ｂの突出長さ党＝６゜５ｍｍ、フ
ランジ１０ａ、１２ａの内面間間隔１６ｍｍである。ま
た、封入ガスとしてはクリプトンガスを用い、これを１
５ｋｇ／ｃｍ２で封入した。

前記トリガ線１６は前述したように、長時間にわたって
放電を停止してから再度放電を開始する際、初回の放電
をおこしやすくするためのものである。たとえば、上記
実施例でトリガ線を設けないものでは、初回の放電開始
電圧が２７ｋＶ程度にまで上昇する。

しかし、いったん放電がおきると次回以降は前回の放電
によって封入ガスが電離する等の理由によって容易に放
電がおきるから、初回以降の放電時には外囲器１４の内
壁に沿っての沿面放電がおきないようにする必要がある
。沿面放電がおきると放電電圧が低下して目的とする所
定の放電電圧が得られず、また放電電圧がばらついて安
定しないためである。

従来の避雷管に用いるガス入り放電管では、第５図に示
すように、トリガ線５は対向するライン電極のきわめて
近くまでひいてトリガしやすくしている。トリガ線５の
先端と対向するライン電極との間隔は放電電極の電極間
間隔程度とするのがふつうである。

しかしながら、本実施例のガス入り放電管のように高電
圧で放電させるものでは、このようにトリガ線を長くひ
くと沿面放電が誘発されやすくなって安定な放電ができ
ない。

そこで、ガス入り放電管についてトリガ線の長さを変え
て、その際に沿面放電がどの程度の頻度で発生するかを
実験した。第３図および第４図は放電電圧を２０ｋＶと
して沿面放電の発生頻度を測定した結果を示す。

第３図および第４図とも、用いた放電管のサイズは共通
で、放電電極の電極間間隔Ｄ＝３ｍｍ、放電電極１０ｂ
、１２ｂの突出長さ１１　＝　６．５ｍｍである。また
、第３図に示す測定結果はトリガ線を第２図に、示すよ
うに外囲器の内壁に４本設けた放電管について、第４図
に示す測定結果はトリガ線を２本設けた放電管について
のものである。

第３図および第４図の横軸はトリガ線の引き出し長さを
示し、縦軸は沿面放電の発生頻度を示す。

この沿面放電の発生頻度は、放電を周期的におこさせて
そのときの放電電圧を観測して得た。沿面放電が発生す
る場合は２０ｋＶよりも明らかに低い電圧で放電するか
ら容易に判定することができる。

第３図の測定結果はトリガ線の長さが放電電極の突出長
さく６．５ｍｍ）よりも長い場合には３０％〜５０Ｘ程
度の高い発生頻度となり、放電電極の突出長さよりも短
くなると沿面放電がまったく発生しなくなることを示し
ている。

また、第４図に示す測定結果も、トリガ線の長さを放電
電極の突出長さよりも短くすることによって沿面放電が
まったく発生しなくなることを示している。なお、第３
図と第４図とを比較すると、第４ｒｊ！Ｉの場合のほう
が沿面放電の発生頻度が低くなっているが、これは第４
図の例ではトリガ線の本数が少ないためである。

以上の実験結果は、２０ｋＶ程度の高電圧で用いるガス
入り放電管ではトリガ線の長さを放電電極の突出長さよ
りも短くすることによって、沿面放電が発生することを
効果的に防止できることを示している。

なお、上記例ではライン電極の双方にトリガ線を設けた
が、設置する際に放電管の正極と負極の方向が決められ
ているような場合は、放電を誘発させる極側にのみトリ
ガ線を設けるようにしてもよい、また、トリガ線は前述
したように初回放電を誘発させるために欠くことができ
ず、実際には１ｍｍ以上程度の長さに設けることが望ま
しい。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係る高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管は、
外囲器の内壁に所定長さのトリガ線を設けることによっ
て、放電開始時における初回放電を容易に誘発して使用
しやすくするとともに、放電時に沿面放電が発生するこ
とを防止できて、高電圧の安定した放電電圧を得ること
ができる。この結果、高電圧で安定に作用する高電圧用
のスイッチ素子として好適に利用することができる等の
著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高電圧スイッチ素子用ガス入り放
電管の一実施例を示す断面図、第２図はトリガ線の設置
位置を示す説明図、第３図および第４図は放電管の沿面
放電発生頻度の測定結果を示すグラフ、第５図は避雷管
として用いるガス入り放電管の従来例を示す断面図であ
る。 ４・・・外囲器、　　５・・・トリガ線、　　１０．１
２・・・ライン電極、　　１０ａ、１２ａ・・・フラン
ジ、　　１０ｂ、１２ｂ・・・放電電極、１４−−−外
囲器、　１６．１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ・・・
トリガ線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内部に高圧力でガスを封入して、筒状の外囲器の両
   端にライン電極を気密にろう付けすると共に、ライン電
   極のフランジの中央部から外囲器内で向かい合わせに放
   電電極を突設し、１０ｋＶ以上の放電開始電圧で放電さ
   せる高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管であって、前
   記外囲器の内壁にフランジとの接合部から前記放電電極
   の突出長さよりも短いトリガ線を設けたことを特徴とす
   る高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管。