JPH06310251A - サージアブソーバ - Google Patents

サージアブソーバ

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JPH06310251A
JPH06310251A JP10225593A JP10225593A JPH06310251A JP H06310251 A JPH06310251 A JP H06310251A JP 10225593 A JP10225593 A JP 10225593A JP 10225593 A JP10225593 A JP 10225593A JP H06310251 A JPH06310251 A JP H06310251A
Authority
JP
Japan
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electrodes
surge
pair
arc discharge
cap
Prior art date
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Pending
Application number
JP10225593A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Arai
和行 新井
Yoshiyuki Tanaka
芳幸 田中
Takaaki Ito
隆明 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロギャップ、導電性皮膜及びキャップ
電極が劣化しにくく寿命が長い。またアーク放電吸収用
電極の位置決め精度が高く、その取付けが容易で破壊電
流値を向上し得る。 【構成】 ガラス管15にサージ吸収素子13を入れ、
不活性ガス14を入れた状態で封止電極11,12によ
りガラス管を封着してサージアブソーバ10が作られ
る。セラミック素体13bの半径方向に導電性皮膜13
aと間隔をあけてこの導電性皮膜13aを包囲する一対
のキャップ状、円筒状等の環状のアーク放電吸収用電極
16,17が相対向して一対の封止電極11,12にそ
れぞれ電気的に接続して設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアーク放電吸収用電極を
備えたサージアブソーバに関する。更に詳しくはマイク
ロギャップ式サージ吸収素子をガラス管内にハーメチッ
クシール(hermetic seal)したサージアブソーバに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ハーメチックシールしたサージアブソー
バには、図6に示すようにマイクロギャップ式サージ吸
収素子1を一対のリード線6,7付きの封止電極2,3
により挟持した状態でガラス管4に封止したサージアブ
ソーバ9aや、図7に示すようにマイクロギャップ式サ
ージ吸収素子1の両端のキャップ電極1d,1eに接続
したリード線6,7とともにこのサージ吸収素子1をガ
ラス管8で封止したサージアブソーバ9bが知られてい
る。上記サージアブソーバ9a又は9bでは雷サージ等
に起因してリード線6,7に異常電圧が印加すると、最
初に円柱状のセラミック素体1bを被包する導電性皮膜
1aに沿ってグロー放電が起こり、最終的に一対のキャ
ップ電極1d,1e間でのアーク放電に移行してサージ
電圧を吸収する。このアーク放電も導電性皮膜1aに沿
って生じるため、サージ電圧が繰り返し印加すると、マ
イクロギャップ1c、導電性皮膜1a及びキャップ電極
1d,1eが劣化してサージ吸収性能が低下し易い。
【0003】この点を解決したサージアブソーバとし
て、本出願人は図8に示すように略L字型に曲げた線状
の一対のアーク放電吸収用電極5a,5bの各基端をリ
ード線6,7にそれぞれ固着し、電極本体及びその先端
をキャップ電極1d,1e及び導電性皮膜1aと間隔を
あけて配置したサージアブソーバ9cを提案した(特開
平1−93082)。このサージアブソーバ9cによれ
ば、アーク放電は導電性皮膜1aと離れたアーク放電吸
収用電極5aとキャップ電極1e又はアーク放電吸収用
電極5bとキャップ電極1dの間で行われるため、導電
性皮膜1aに沿った放電がなくなり、マイクロギャップ
1c、導電性皮膜1a及びキャップ電極1d,1eが劣
化しにくくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のサ
ージアブソーバ9cのアーク放電吸収用電極5a,5b
は金属線状体であって、しかもその電極5a,5bの基
端をリード線6,7に金属バンド5c,5dをかしめ
て、又はスポット溶接により取付けているため、電極の
位置がばらつき易く、その取付けには熟練を要する。
【0005】本発明の目的は、マイクロギャップ、導電
性皮膜及びキャップ電極が劣化しにくく寿命の長いサー
ジアブソーバを提供することにある。本発明の別の目的
は、アーク放電吸収用電極の位置決め精度が高く、その
取付けが容易で破壊電流値を向上し得るサージアブソー
バを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1に示すように、本発
明のサージアブソーバ10はガラス管15と、マイクロ
ギャップ式サージ吸収素子13と、一対の封止電極1
1,12とを備える。サージ吸収素子13はガラス管1
5内に収容され、導電性皮膜13aで被包した円柱状の
セラミック素体13bの周面にマイクロギャップ13c
が形成され、このセラミック素体13bの両端に一対の
キャップ電極13d,13eが嵌着する。また一対の封
止電極11,12はガラス管15の両端に封着可能に構
成され、封着した状態で不活性ガス14を封入してサー
ジ吸収素子13を固定し、かつ一対のキャップ電極13
d,13eに電気的に接続される。本発明の特徴ある構
成は、セラミック素体13bの半径方向に導電性皮膜1
3aと間隔をあけてこの導電性皮膜13aを包囲する一
対の環状のアーク放電吸収用電極16,17が相対向し
て一対の封止電極11,12にそれぞれ電気的に接続し
て設けられたことにある。
【0007】
【作用】アーク放電吸収用電極16,17が相対向して
導電性皮膜13aと間隔をあけてこの皮膜13aを包囲
したので、アーク放電が導電性皮膜13aから浮上した
電極16,17間で行われる。これによりマイクロギャ
ップ13c、導電性皮膜13a及びキャップ電極13
d,13eの劣化が防止される。アーク放電吸収用電極
16,17を環状にしたので、その取付けが容易になる
とともにアーク放電が均一に発生し、破壊電流値がより
一層向上する。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例とともに図面
に基づいて詳しく説明する。 <実施例1>図1及び図2に示すように、ムライトから
なる長さ5.5mmで直径1.7mmの円柱状のセラミ
ック素体13bの全面にスパッタリングにより導電性皮
膜13aが形成される。このセラミック素体13bの両
端にはそれぞれ厚さ0.2mm、外径2.1mm、長さ
1.5mmの一対のキャップ電極13d,13eが圧入
される。更にセラミック素体13bの周面中央には数1
0μm幅のマイクロギャップ13cがレーザにより形成
される。これによりマイクロギャップ式サージ吸収素子
13が作られる。
【0009】このサージ吸収素子13の両端にはそれぞ
れ内径3.0mm、厚さ0.3mm、長さ2.0mmの
キャップ状の一対のアーク放電吸収用電極16,17が
嵌合する。アーク放電吸収用電極16,17はFe,N
i,Ta,Ti,W,Moの金属又はこれらの合金、或
いはステンレススチール等から選ばれて形成される。こ
の例では電極16、17の材質はFeである。一対の封
止電極11,12の各外面にはリード線18,19がそ
れぞれ溶着される。一対の封止電極11,12でアーク
放電吸収用電極16,17を挟持してサージ吸収素子1
3を鉛ガラスからなる内径2.8mm、厚さ0.8m
m、長さ12.0mmのガラス管15内に挿入する。封
止電極11,12は直径約2.6mmのジュメット線を
長さ約2.5mmに輪切りしたものである。この状態で
ガラス管内の空気をアルゴンガスで置換して所定の圧力
にした後、加熱することにより封止電極11,12によ
りガラス管15が封止される。図1において、m=約
2.1mm、n=約2.9mmである。
【0010】<実施例2>図3及び図4に示すように、
この例ではキャップ電極を除いて実施例1と同一のマイ
クロギャップ式サージ吸収素子23を用いる。図3及び
図4において、図1及び図2と同一符号は同一構成部品
を示す。サージ吸収素子の符号については図1及び図2
のものに10を加えて示す。このセラミック素体23b
の両端にはキャップ電極23d,23eが圧入される。
このキャップ電極23d,23eの端部周縁には円筒状
のアーク放電吸収用電極26,27が一体的に設けられ
る。このキャップ電極とアーク放電吸収用電極によりハ
ット状の電極が形成される。キャップ電極23d,23
eはそれぞれ厚さ0.2mm、外径2.1mm、外面長
さ1.5mmをなし、アーク放電吸収用電極26,27
はそれぞれ厚さ0.2mm、外径2.2mm、外面長さ
0.4mmをなす。実施例1のアーク放電吸収用電極1
6,17を設けない分だけ実施例1のガラス管15より
短いガラス管25を用い、かつキャップ電極とアーク放
電吸収用電極を一体化した以外は実施例1と同様にして
サージアブソーバ20を作製した。
【0011】<比較例1>図8に示される前述したサー
ジアブソーバ9cを比較例1とした。このサージアブソ
ーバ9cのガラス管8には実施例1と同一のサージ吸収
素子1がアルゴンガスとともに封止される。アーク放電
吸収用電極5a,5bには実施例1と同じ材質のFeを
用いた。
【0012】<比較例2>図6に示される前述したサー
ジアブソーバ9aを比較例2とした。このサージアブソ
ーバ9aのガラス管4には実施例1と同一のサージ吸収
素子1がアルゴンガスとともに封止される。封止電極
2,3は実施例1と同じジュメット線を用いた。
【0013】実施例1、実施例2、比較例1及び比較例
2のサージアブソーバの直流放電開始電圧、サージ応答
電圧、サージ破壊耐量及びサージ寿命特性を調べた。直
流放電開始電圧、サージ応答電圧及びサージ破壊耐量に
ついては、その結果を表1に、サージ寿命特性について
はその結果を図5にそれぞれ示す。なお、サージ応答電
圧は(1.2×50)μsec−5kVのサージ電圧を
20個のサージアブソーバについて1個当り5回ずつ印
加して、応答する電圧の平均値を求めた。またサージ破
壊耐量はJEC−212(電気学会、電気規格調査会標
準規格)に規定される(8×20)μsecのサージ電
流をその値を変えて測定し、サージアブソーバが破壊さ
れる電流値から求めた。更にサージ寿命特性は(8×2
0)μsec−100Aのサージ電流を繰り返し印加し
て、印加回数によってその絶縁抵抗値が低下する状況か
ら調べた。
【0014】
【表1】
【0015】表1から明かなように、実施例1、2及び
比較例1、2のサージアブソーバとも直流放電開始電圧
とサージ応答電圧はそれぞれ同一の値を示した。しかし
サージ破壊耐量は比較例1及び2が4500A以下であ
るのに対して、実施例1及び2が5000A以上であ
り、実施例の方が比較例より破壊されにくいことが判明
した。
【0016】また図5から明かなように、実施例1と実
施例2とは同じサージ寿命特性を示した。また500回
までのサージ電圧の印加では実施例及び比較例の絶縁抵
抗値はそれぞれ同一であったが、1000回を越すに従
って、実施例1及び実施例2の方が比較例1及び2より
抵抗値の低下程度は少なかった。即ち、5000回印加
後の比較例2のサージアブソーバの抵抗値がその初期値
より約100分の1に低下するのに対して、実施例1及
び実施例2のサージアブソーバの抵抗値はその初期値よ
り約15分の1に低下するに過ぎなかった。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
の効果を奏する。 本発明のアーク放電吸収用電極をキャップ状(図
2)、円筒状(図4)等の環状にしたので、従来の金属
線状(図8)のものと比べて本発明のアーク放電吸収用
電極の取付けに際してかしめ、スポット溶接をする必要
がなく、簡単にアーク放電吸収用電極付きサージアブソ
ーバを作製することができる。 導電性皮膜と間隔をあけて、即ち導電性皮膜から浮
上した位置にアーク放電吸収用電極を相対向して設けた
ので、マイクロギャップ、導電性皮膜及びキャップ電極
の疲労又は劣化を軽減し、サージ寿命特性を向上するこ
とができる。 アーク放電吸収用電極を環状にしたことから、金属
線状のものと比べてアーク放電が均一に生じるため、サ
ージアブソーバの破壊電流値をより一層向上することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例1のサージアブソーバの中央断面
図。
【図2】その外観斜視図。
【図3】本発明実施例2のサージアブソーバの中央断面
図。
【図4】その外観斜視図。
【図5】実施例及び比較例のサージアブソーバのサージ
寿命特性図。
【図6】従来例サージアブソーバの中央断面図。
【図7】別の従来例サージアブソーバの断面図。
【図8】更に別の従来例サージアブソーバの断面図。
【符号の説明】
10,20 サージアブソーバ 11,12 封止電極 13,23 マイクロギャップ式サージ吸収素子 13a,23a 導電性皮膜 13b,23b セラミック素体 13c,23c マイクロギャップ 13d,23d キャップ電極 14 アルゴンガス(不活性ガス) 16,17,26,27 アーク放電吸収用電極 18,19 リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆明 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミックス研究所 内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス管(15,25)と、 前記ガラス管(15,25)内に収容され、導電性皮膜(13a,23
    a)で被包した円柱状のセラミック素体(13b,23b)の周面
    にマイクロギャップ(13c,23c)が形成され、前記セラミ
    ック素体(13b,23b)の両端に一対のキャップ電極(13d,13
    e,23d,23e)が嵌着するサージ吸収素子(13,23)と、 前記ガラス管(15,25)の両端に封着可能に構成され、封
    着した状態で不活性ガス(14)を封入して前記サージ吸収
    素子(13,23)を固定し、かつ前記一対のキャップ電極(13
    d,13e,23d,23e)に電気的に接続された一対の封止電極(1
    1,12)とを備えたサージアブソーバにおいて、 前記セラミック素体(13b,23b)の半径方向に前記導電性
    皮膜(13a,23a)と間隔をあけて前記導電性皮膜(13a,23a)
    を包囲する一対の環状のアーク放電吸収用電極(16,17,2
    6,27)が相対向して前記一対の封止電極(11,12)にそれぞ
    れ電気的に接続して設けられたことを特徴とするサージ
    アブソーバ。
  2. 【請求項2】 アーク放電吸収用電極(16,17)がキャッ
    プ電極(13d,13e)の外径より大きな内径を有するキャッ
    プ状に形成されて前記キャップ電極(13d,13e)と前記封
    止電極(11,12)との間に設けられた請求項1記載のサー
    ジアブソーバ。
  3. 【請求項3】 一対のアーク放電吸収用電極(16,17)の
    間隔(m)が一対のキャップ電極(13d,13e)の間隔(n)より
    小さい請求項2記載のサージアブソーバ。
  4. 【請求項4】 アーク放電吸収用電極(26,27)がキャッ
    プ電極(23d,23e)の端部周縁に前記キャップ電極(23d,23
    e)と一体的に形成された請求項1記載のサージアブソー
    バ。
  5. 【請求項5】 アーク放電吸収用電極(16,17,26,27)が
    Fe,Ni,Ta,Ti,W,Moの金属又はこれらの
    合金、或いはステンレススチールにより形成された請求
    項1ないし4いずれか記載のサージアブソーバ。
JP10225593A 1993-04-28 1993-04-28 サージアブソーバ Pending JPH06310251A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8922958B2 (en) 2012-06-12 2014-12-30 General Electric Company Method and systems for discharging energy from an electrical fault

Cited By (2)

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KR101538212B1 (ko) * 2012-06-12 2015-07-20 제너럴 일렉트릭 캄파니 전기적 결함으로부터 에너지를 방출하기 위한 방법 및 시스템

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