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CN100463315C - 真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置 - Google Patents

真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置 Download PDF

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CN100463315C
CN100463315C CNB2006101047759A CN200610104775A CN100463315C CN 100463315 C CN100463315 C CN 100463315C CN B2006101047759 A CNB2006101047759 A CN B2006101047759A CN 200610104775 A CN200610104775 A CN 200610104775A CN 100463315 C CN100463315 C CN 100463315C
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Abstract

真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，包括壳体，两个平行的电极通过法兰封装在壳体内，壳体内的真空度为10-4～101Pa，在电极相对的面上设置有由合金导电材料制成的电极触头，电极触头的中心开设有安装闪络元件的安装孔，闪络元件通过安装孔设置在电极触头内。由于本发明在两个平行对称电极触头内设置有闪落棒，且封装在真空环境下，当间隙击穿时，间隙由场致发射过渡到电弧放电，所以具有良好的、一致的放电电压，极大的承受冲击电流的能力，较长的使用寿命，并对工频电源所产生的后续电流有非常优良的的抑制作用。

Description

真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置
技术领域
本发明涉及一种过电压保护器件，特别涉及一种真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置。
背景技术
近年来，随着信息化产业的飞速发展，对于系统中由于大气过电压及操作过电压造成的危害已引起了人们极大的重视。作为过电压保护元件及装置的有各种电极形状的火花开关，已有大量的报导。其中有代表性的为德国凤凰接触股份有限公司的间隙型过电压保护器件和法国CITEL的高能放电管为核心的电涌保护器。德国凤凰接触股份有限公司的技术涉及到的特点为该过电压保护元件及装置有两个电极，形成V字型的火花间隙，间隙点火时，两个电极之间产生电弧，在电磁力的作用及热的作用下，电弧沿V字形火花间隙向前移动。其优点是能承受较大的电流冲击，缺点是动作电压较高，而且动作电压不太稳定。其改进的方式是在电极的对应端之间放置了辅助点火装置，可引起表面点火。其优点是辅助空气闪络火花间隙与仅靠空气击穿的空气间隙相比有较为恒定的动作电压；缺点是其动作电压仍旧不太稳定。法国CITEL的高能气体放电管为核心的电涌保护器的技术所涉及到的特点是将两个电极封装在陶瓷管内，在该陶瓷管内充入稀有气体。一般将两只或三支气体放电管并联使用。其缺点是由于几只并联的气体放电管一般不可能在发生过电压时同时动作，因此该过电压保护器件通流能力不可能很大。德国OBO的过电压保护器件有较为恒定的动作电压，其缺点是绝缘电阻较小，特别是在保护水平试验后，绝缘电阻下降较大，长期工作时泄漏电流大，将影响其工作的可靠性。国内用于电源系统的过电压保护器件的研究工作起步较晚，特别是大通流容量的过电压保护器件研究水平较低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有良好的、一致的放电电压，极大的承受冲击电流的能力，较长的使用寿命，并对工频电源所产生的后续电流有优良的抑制作用的过电压保护装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括壳体，两个平行的电极通过法兰封装在壳体内，壳体内的真空度为10-4～101Pa，在电极相对的面上设置有由合金导电材料制成的电极触头，电极触头的中心开设有安装闪络元件的安装孔，闪络元件通过安装孔设置在电极触头内。
本发明的电极触头为平面结构，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm；电极触头上设置有一直径小于电极触头直径的凸台，在凸台上开设有安装闪络元件的安装孔，闪络元件通过该安装孔设置在电极触头内，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm；所说的电极触头一端上设置有一直径小于电极触头直径的凹台，所述的安装闪络元件的安装孔开设在该电极触头的凹台内，闪络元件通过该安装孔设置在电极触头内，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm；相对设置有两个电极触头中的一个电极触头的端面上设置有一直径小于该电极触头直径的凹台，另一电极触头的一端为平面，所述的安装闪络元件的安装孔分别开设在该相对设置的两电极触头的凹台和平面内，闪络元件通过该安装孔设置在电极触头内，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm；安装孔的内侧倒成30-60°的角，电极触头的两个端面外侧倒成15-30°的角，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm；闪络元件上开设有一条或一条以上的宽度为20-200μm，深度大于0.5mm的环形隔离槽；电极触头为铜钨合金、铜铬合金、不锈钢或石墨；所说的闪络元件为介电系数在600到3500范围内的钛酸锶或钛酸钡系复合材料。
由于本发明在两个平行对称电极触头内设置有闪落棒，且封装在真空环境下，当间隙击穿时，间隙由场致发射过渡到电弧放电，所以具有良好的、一致的放电电压，极大的承受冲击电流的能力，较长的使用寿命，并对工频电源所产生的后续电流有非常优良的的抑制作用。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图；
图2是本发明另一个实施例的结构示意图；
图3是本发明第三个实施例的结构示意图；
图4是本发明第四个实施例的结构示意图；
图5是本发明第五个实施例的结构示意图；
图6是本发明闪络元件7的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1，参见图1，6，本发明包括壳体1，两个平行对称的电极2、3通过法兰5封装在壳体1内，壳体1内的真空度为10-4～101Pa，在电极2、3相对的面上设置有由铜钨合金、铜铬合金、不锈钢或高密度石墨制成的平面电极触头4，两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm，在平面电极触头4的中心开设有安装闪络元件7的安装孔8，介电系数在几百到几千范围内的材料制成的闪络元件7通过安装孔8设置在电极触头4内，闪络元件7的上开设有一条或一条以上的宽度为20-200μm，深度大于0.5mm的环形隔离槽9，环形隔离槽9的作用是防止在大通流的情况下闪络元件7表面形成短路通道。
实施例2，参见图2、6，本实施例的电极触头4上设置有一直径小于电极触头4的直径的凸台10，在凸台10上开设有安装闪络元件7的安装孔8，闪络元件7通过该安装孔8设置在电极触头4内，其它连接关系同实施例1。
实施例3，参见图3、6，本实施例的电极触头4上设置有一直径小于电极触头4的直径的凹台11，在凹台11上开设有安装闪络元件7的安装孔8，闪络元件7通过该安装孔8设置在电极触头4内，其它连接关系同实施例1。
实施例4，参见图4，6，本实施例的电极触头4的一端上设置有一直径小于电极触头4的直径的凹台11，电极触头4的另一端为平面12，在凹台11和平面12内开设有安装闪络元件7的安装孔8，闪络元件7通过该安装孔8设置在电极触头4内，其它连接关系同实施例1。
实施例5，参见图5，6，本实施例的电极触头4的端面上设置有安装闪络元件7的安装孔8，闪络元件7通过该安装孔8设置在电极触头4内，安装孔8的内侧倒成30-60°的角13。电极触头4的两个端面倒成15-30°的角14，其它连接关系同实施例1。
本发明的不同于一般火花空气间隙，由于本发明是工作在真空环境里，为保证过电压保护装置的电压保护水平，在两个平行的电极触头4构成的放电间隙之间设置有闪络元件7，当过电压作用于该间隙时，当间隙击穿时，闪络元件7首先发生沿面放电，诱发间隙过渡到弧光放电。

Claims (9)

1.真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，包括壳体(1)，两个平行的电极(2、3)通过法兰(5、6)封装在壳体(1)内，其特征在于：所说的壳体(1)内的真空度为10-4～101Pa，在电极(2、3)相对的面上设置有由合金导电材料制成的电极触头(4)，电极触头(4)的中心开设有安装闪络元件(7)的安装孔(8)，闪络元件(7)通过安装孔(8)设置在电极触头(4)内。
2.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的电极触头(4)为平面结构，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm。
3.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的电极触头(4)上设置有一直径小于电极触头(4)直径的凸台(10)，在凸台(10)上开设有安装闪络元件(7)的安装孔(8)，闪络元件(7)通过该安装孔(8)设置在电极触头(4)内，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm。
4.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的电极触头(4)一端上设置有一直径小于电极触头(4)直径的凹台(11)，所述的安装闪络元件(7)的安装孔(8)开设在该电极触头(4)的凹台(11)内，闪络元件(7)通过该安装孔(8)设置在电极触头(4)内，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm。
5.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的相对设置有两个电极触头(4)中的一个电极触头的端面上设置有一直径小于该电极触头(4)直径的凹台(11)，另一电极触头(4)的一端为平面(12)，所述的安装闪络元件(7)的安装孔(8)分别开设在该相对设置的两电极触头(4)的凹台(11)和平面(12)内，闪络元件(7)通过该安装孔(8)设置在电极触头(4)内，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm。
6.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的安装孔(8)的内侧倒成30-60°的角(13)，电极触头(4)的两个端面外侧倒成15-30°的角(14)，且两电极触头之间的放电间隙为0.3-2.5mm。
7.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的闪络元件(7)上开设有一条或一条以上的宽度为20-200μm，深度大于0.5mm的环形隔离槽(9)。
8.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的电极触头(4)为铜钨合金、铜铬合金、不锈钢或石墨。
9.根据权利要求1所述的真空环境下具有沿面闪络的过电压保护装置，其特征在于：所说的闪络元件(7)为介电系数在600到3500范围内的钛酸锶或钛酸钡系复合材料。
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