TWI715749B - 突波防護元件 - Google Patents

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Abstract

本發明的突波防護元件，係具備絕緣性管(2)，與閉塞絕緣性管的兩端開口部，於內部封止放電控制氣體的一對封止電極(3)；一對前述封止電極具有突出於內方且相互對向之一對突出電極部(5)；於前述絕緣性管的內周面，至少形成1個突出於半徑方向內方，且延伸存在於圓周方向的突出部(2a)。

Description

突波防護元件
本發明係關於使用於從因打雷等所產生的突波(Surge)保護各種機器，用以防止事故於未然的突波防護元件。
於電話、傳真機、數據機等之通訊機器用的電子機器之與通訊線連接的部分、電源線、天線或CRT、液晶電視及電漿電視等的畫像顯示驅動電路等、容易承受雷電突波(Lightning surge)或靜電等的異常電壓(突波電壓)所致之電擊的部分，為了防止因異常電壓而電子機器或搭載該機器之印刷電路基板的熱損傷或失火等所導致之破壞，連接有突波防護元件。
先前，例如專利文獻1及2所示，記載有具備陶瓷、玻璃等的筒體即絕緣性管，與從封止絕緣性管之一對封止電極，對向狀態地突出之一對突出電極部的避雷器(Arrester)型的突波防護元件。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本新型登記第3151069號公報
〔專利文獻2〕日本特開平5-36460號公報
於前述先前技術，還留有以下的課題。
亦即，因為電弧放電而構成突出電極部的金屬會熔融噴濺，金屬成分附著於絕緣性管的內面，導致一對封止電極之間的絕緣性惡化的問題。尤其，在突波施加電流超過10kA時，金屬的噴濺變得明顯，大量的金屬成分附著於絕緣性管的內面的話，也會有絕緣性管的內周面形成通電電路而造成短路的狀況，在該狀況中，會有被判斷為突波防護元件的使用壽命已到的問題。
本發明係有鑑於前述課題所發明者，目的為提供可抑制因電弧放電而噴濺之金屬成分的附著所致之短路的突波防護元件。
本發明為了解決前述課題，採用以下的構造。亦即，第1發明的突波防護元件，其特徵為具備：絕緣性管；一對封止電極，係閉塞前述絕緣性管的兩端開口部，於內部封止放電控制氣體；一對前述封止電極具有突出於內方且相互對向之一對突出電極部；於前述絕緣性管 的內周面，至少形成1個突出於半徑方向內方，且延伸存在於圓周方向的突出部。
亦即，在該突波防護元件中，於絕緣性管的內周面，至少形成1個突出於半徑方向內方且延伸存在於圓周方向的突出部，所以，因為電弧放電而噴濺的金屬成分難以附著於被突出部遮住的部分，因此，難以形成附著金屬所導致的通電電路，可抑制短路。又，藉由突出部，通過絕緣性管之內周面的封止電極之間的沿面距離(Creepage distance)變長，即使在此觀點中也難以形成附著金屬所導致的通電電路。
第2發明的突波防護元件，係於第1發明中，前述突出部，係於前述絕緣性管的軸線方向形成複數個。
亦即，在該突波防護元件中，突出部於絕緣性管的軸線方向形成複數個，所以，可藉由複數突出部抑制附著金屬所導致之通電電路的形成，更可防止短路。
第3發明的突波防護元件，係於第1或第2發明中，前述突出部，係至少形成於前述絕緣性管的開口部的附近。
亦即，在該突波防護元件中，突出部至少形成於絕緣性管之開口部的附近，所以，利用在電弧放電所致之金屬成分相較於中央部更難以附著之開口部的附近設有突出部，可有效地防止一對封止電極之間的短路。
第4發明的突波防護元件，係於第1至第3 發明任一中，於前述絕緣性管的內周面，形成延伸存在於圓周方向的溝部；前述溝部，係接近於前述突出部之外側的面所配置。
亦即，在該突波防護元件中，溝部接近突出部之外側的面所配置，所以，利用溝部被突出部遮住，金屬成分難以進入溝部內，更可抑制通電電路的形成。又，藉由突出部與溝部兩者，通過絕緣性管之內周面的封止電極之間的沿面距離更加變長，更難以形成通電電路。
依據本發明，可發揮以下效果。
亦即，依據本發明的突波防護元件，於絕緣性管的內周面，至少形成1個突出於半徑方向內方且延伸存在於圓周方向的突出部，所以，因為電弧放電而噴濺的金屬成分即使附著於絕緣性管的內周面，也難以附著於被突出部遮住的部分，因此，難以形成附著金屬所導致的通電電路，可抑制短路。
所以，有助於元件的高壽命化，可增加可動作的突波施加數。尤其，本發明的突波防護元件，係適用於被要求大電流突波耐性之公共建設用(鐵路關聯、再生能源關聯(太陽電池、風力發電等))的電源及通訊設備。
1‧‧‧突波防護元件
2‧‧‧絕緣性管
2a‧‧‧突出部
3‧‧‧封止電極
4‧‧‧放電輔助部
5‧‧‧突出電極部
7‧‧‧凸緣部
8‧‧‧放電活性層
21‧‧‧突波防護元件
22‧‧‧絕緣性管
22b‧‧‧溝部
M‧‧‧金屬成分
〔圖1〕揭示本發明的突波防護元件之第1實施形態的軸方向的剖面圖。
〔圖2〕圖1的A-A線箭頭剖面圖。
〔圖3〕揭示本發明的突波防護元件之第2實施形態的軸方向的剖面圖。
〔圖4〕本發明之第2實施形態中，揭示要部的放大剖面圖。
以下，一邊參照圖1及圖2一邊說明本發明的突波防護元件之第1實施形態。再者，在以下說明所用之各圖面中，為了將各構件設為可辨識或容易辨識的大小，因應需要適切變更縮圖。
本實施形態的突波防護元件1如圖1及圖2所示，具備絕緣性管2，與閉塞絕緣性管2的兩端開口部，於內部封止放電控制氣體的一對封止電極3。
又，本實施形態的突波防護元件1係於絕緣性管2的內周面具備以離子源材料形成的放電輔助部4。
前述一對封止電極3具有突出於內方且相互對向之一對突出電極部5。
於前述絕緣性管2的內周面，至少形成1個突出於半徑方向內方，且延伸存在於圓周方向的突出部2a。在本實施形態中，一對突出部2a於絕緣性管2的軸線C的方向相互隔開間隔而設置於絕緣性管2的兩端開口部的附 近。
前述突出部2a以軸線C為中心，圓環狀地形成於圓周方向。又，突出部2a係以不接觸對向的突出電極部5之方式設定突出量h。再者，突出部2a的突出量h及寬度t1，係因應突出部2a的設置位置等來設定。
該等突出部2a係在製作絕緣性管2時，例如絕緣性管2的成形時且燒結前於內周面形成複數個圓環狀的突出部分，之後進行燒結來製作。又，預先製作環狀或圓弧狀的突出部，嵌入且安裝在形成於絕緣性管2的內周面的溝亦可。
再者，突出部2a的突出量h越大，越可抑制金屬成分的附著所致之通電電路的形成。
於前述突出電極部5的對向面，以電子放射特性比封止電極3的材料還高的材料，形成放電活性層8。
前述放電活性層8係例如以Si、O為主成分，包含Na、Cs、C中至少之一。該放電活性層8係利用於例如矽酸鈉溶液加入碳酸絕粉末來製作前驅體(Precursor)，將該前驅體塗布於一對突出電極部5的對向面之後，對於前驅體，以矽酸鈉軟化的溫度以上且碳酸銫融解及分解的溫度以上的溫度，進行熱處理來製作。
前述放電輔助部4係以導電性材料，例如碳素材形成的放電輔助部。
再者，在本實施形態中，放電輔助部4係沿著軸線C 而形成為直線狀或破線狀。該放電輔助部4係形成於一對突出部2a之間。
又，在圖1中，僅圖示沿著軸線C的一條放電輔助部4，但是，於圓周方向相互隔開間隔而形成複數條亦可。
前述封止電極3係例如以42Alloy(Fe：58wt%，Ni：42wt%)或Cu等構成。
封止電極3係具有藉由導線性熔接材(省略圖示)利用加熱處理，密接狀態地固定於絕緣性管2的兩端開口部之圓板狀的凸緣部7。於該凸緣部7的內側，一體地設置有突出於內方，並且外徑小於絕緣性管2的內徑之圓柱狀的突出電極部5。
前述絕緣性管2是氧化鋁等的結晶性陶瓷材料。再者，絕緣性管2係以鉛玻璃等的玻璃管形成亦可， 前述導電性熔接材，例如作為包含Ag的焊材，以Ag-Cu焊材形成。
封入前述絕緣性管2內的放電控制氣體，係採用惰性氣體等，例如He、Ar、Ne、Xe、Kr、SF6、CO2、C3F8、C2F6、CF4、H2、大氣等及該等混合氣體。
在該突波防護元件1中，過電壓或過電流侵入的話，首先，在放電輔助部4與突出電極部5之間進行初始放電，以該初始放電為契機，放電更進一步有進展的話，會從一方的突出電極部5往另一方的突出電極部5進行電弧放電。
如此，在本實施形態的突波防護元件1中， 於絕緣性管2的內周面，至少形成1個突出於半徑方向內方且延伸存在於圓周方向的突出部2a，所以，因為電弧放電而噴濺的金屬成分難以附著於被突出部2a遮住的部分，因此，難以形成附著金屬所導致的通電電路，可抑制短路。
又，藉由突出部2a，通過絕緣性管2之內周面的封止電極3之間的沿面距離變長，即使在此觀點中也難以形成附著金屬所導致的通電電路。
尤其，突出部2a於絕緣性管2的軸線方向形成複數個，所以，可藉由複數突出部2a抑制附著金屬所導致之通電電路的形成，更可防止短路。
進而，突出部2a至少形成於絕緣性管2之開口部的附近，所以，利用在電弧放電所致之金屬成分相較於中央部更難以附著之開口部的附近設有突出部2a，可有效地防止一對封止電極3之間的短路。
接著，針對本發明之突波防護元件的第2實施形態，參照圖3及圖4以下進行說明。再者，於以下之實施形態的說明中，對於前述實施形態中所說明之相同構造附加相同符號，省略其說明。
第2實施形態與第1實施形態的不同處，係在第1實施形態中，於絕緣性管2的內周面僅形成突出部2a，相對於此，在第2實施形態的突波防護元件21中，如圖3及圖4所示，不僅突出部2a，溝部22b也形成於絕緣性管22的內周面之處。
在此第2實施形態中，於絕緣性管22的內周面，形成延伸存在於圓周方向的溝部22b，溝部22b接近突出部2a之外側的面所配置。亦即，溝部22b不是鄰接突出部2a的兩面中朝向內方之面，而是鄰接朝向外方之面(絕緣性管22的一對開口部中較接近之開口部側的面)而設置。
前述各溝部22b係對於絕緣性管22的內周面，往垂直方向深入而矩形狀地形成。再者，溝部22b的深度L越大，越可抑制溝部22b內之金屬成分的附著所致之通電電路的形成。又，溝部22b的寬度t2，係因應鄰接之突出部2a的突出量h及設置位置等來設定。
又，各溝部22b係以軸線C為中心，圓環狀地分別形成於圓周方向。
該等溝部22b係在製作絕緣性管22時，例如絕緣性管22的成形時且燒結前於內周面形成複數個縫隙狀的溝，之後進行燒結來製作。
如此，在第2實施形態的突波防護元件21中，溝部22b接近突出部2a之外側的面所配置，所以，利用溝部22b被突出部2a遮住，金屬成分難以進入溝部22b內，更可抑制通電電路的形成。
亦即，即使因為電弧放電，從一對突出電極部5的前端部噴濺的金屬成分M欲附著於溝部22b內，對於金屬成分M的噴濺方向(例如，圖4的箭頭)，也難以附著於被突出部2a遮住的溝部22b內，更難以形成 附著之金屬成分M所導致的通電電路。
又，藉由突出部2a與溝部22b兩者，通過絕緣性管22之內周面的封止電極3之間的沿面距離更加變長，更難以形成通電電路。
再者，本發明的技術範圍並不限定於前述各實施形態及前述實施例，於不脫出本技術之要旨的範圍中可施加各種變更。
例如，在前述各實施形態中，沿著絕緣性管的內周面，圓環狀地形成突出部及溝部，但是，沿著絕緣性管的內周面，圓弧狀地形成突出部及溝部亦可。
又，前述突出部係以剖面矩形狀突出，但是，作為其他剖面形狀亦可。例如，以剖面三角形狀突出的突出部亦可。
1‧‧‧突波防護元件
2‧‧‧絕緣性管
2a‧‧‧突出部
3‧‧‧封止電極
4‧‧‧放電輔助部
5‧‧‧突出電極部
7‧‧‧凸緣部
8‧‧‧放電活性層

Claims (4)

  1. 一種突波防護元件，其特徵為：具備：絕緣性管；一對封止電極，係閉塞前述絕緣性管的兩端開口部，於內部封止放電控制氣體；一對前述封止電極具有突出於內方且相互對向之一對突出電極部；於前述絕緣性管的內周面，至少形成1個突出於半徑方向內方，且延伸存在於圓周方向的突出部；於前述絕緣性管的內周面，形成以離子源材料形成的放電輔助部；前述放電輔助部避開前述突出部來形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之突波防護元件，其中，前述突出部，係於前述絕緣性管的軸線方向形成複數個。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之突波防護元件，其中，前述突出部，係至少形成於前述絕緣性管的開口部的附近。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之突波防護元件，其中，於前述絕緣性管的內周面，形成延伸存在於圓周方向 的溝部；前述溝部，係接近於前述突出部之外側的面所配置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020004579A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 三菱マテリアル株式会社 サージ防護素子
JP2020004577A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 三菱マテリアル株式会社 サージ防護素子
DE102018118906B3 (de) * 2018-08-03 2019-10-17 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Überspannungsschutzgerät
DE102018118898B3 (de) 2018-08-03 2019-10-24 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Halteanordnung und Anordnung von mindestens zwei Stapelfunkenstrecken

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100417A (ja) * 2001-09-25 2003-04-04 Mitsubishi Materials Corp チップ型サージアブソーバ
JP2004127832A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Sankosha Corp ガスアレスタ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5595289U (zh) * 1978-12-25 1980-07-02
JPS6038491U (ja) * 1983-08-24 1985-03-16 株式会社サンコ−シャ 避雷器
JPS61281489A (ja) * 1985-06-06 1986-12-11 株式会社サンコ−シャ 避雷器
JPH0261971A (ja) * 1988-08-29 1990-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 放電ギャップ
JP2516516Y2 (ja) * 1991-03-28 1996-11-06 矢崎総業株式会社 放電管
JP2539464Y2 (ja) * 1992-04-13 1997-06-25 矢崎総業株式会社 ガス入り放電管
JP2766243B2 (ja) * 1995-03-20 1998-06-18 日本電気株式会社 真空用絶縁スペーサ
JP2000012186A (ja) * 1998-06-18 2000-01-14 Mitsubishi Materials Corp サージアブソーバ
JP4896316B2 (ja) * 2001-08-03 2012-03-14 株式会社白山製作所 ガス封止形避雷器
SE532114C2 (sv) * 2007-05-22 2009-10-27 Jensen Devices Ab Gasurladdningsrör
DE102016101728A1 (de) * 2016-02-01 2017-08-03 Epcos Ag Ableiter zum Schutz vor Überspannungen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100417A (ja) * 2001-09-25 2003-04-04 Mitsubishi Materials Corp チップ型サージアブソーバ
JP2004127832A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Sankosha Corp ガスアレスタ

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JP2017199490A (ja) 2017-11-02
JP6769086B2 (ja) 2020-10-14
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