專利名稱：真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過電壓保護(hù)器件，特別涉及一種真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著信息化產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對于系統(tǒng)中由于大氣過電壓及操作過電壓造成的危害已引起了人們極大的重視。作為過電壓保護(hù)元件及裝置的有各種電極形狀的火花開關(guān)，已有大量的報(bào)導(dǎo)。其中有代表性的為德國鳳凰接觸股份有限公司的間隙型過電壓保護(hù)器件和法國CITEL的高能放電管為核心的電涌保護(hù)器。德國鳳凰接觸股份有限公司的技術(shù)涉及到的特點(diǎn)為該過電壓保護(hù)元件及裝置有兩個電極，形成V字型的火花間隙，間隙點(diǎn)火時(shí)，兩個電極之間產(chǎn)生電弧，在電磁力的作用及熱的作用下，電弧沿V字形火花間隙向前移動。其優(yōu)點(diǎn)是能承受較大的電流沖擊，缺點(diǎn)是動作電壓較高，而且動作電壓不太穩(wěn)定。其改進(jìn)的方式是在電極的對應(yīng)端之間放置了輔助點(diǎn)火裝置，可引起表面點(diǎn)火。其優(yōu)點(diǎn)是輔助空氣閃絡(luò)火花間隙與僅靠空氣擊穿的空氣間隙相比有較為恒定的動作電壓；缺點(diǎn)是其動作電壓仍舊不太穩(wěn)定。法國CITEL的高能氣體放電管為核心的電涌保護(hù)器的技術(shù)所涉及到的特點(diǎn)是將兩個電極封裝在陶瓷管內(nèi)，在該陶瓷管內(nèi)充入稀有氣體。一般將兩只或三支氣體放電管并聯(lián)使用。其缺點(diǎn)是由于幾只并聯(lián)的氣體放電管一般不可能在發(fā)生過電壓時(shí)同時(shí)動作，因此該過電壓保護(hù)器件通流能力不可能很大。德國OBO的過電壓保護(hù)器件有較為恒定的動作電壓，其缺點(diǎn)是絕緣電阻較小，特別是在保護(hù)水平試驗(yàn)后，絕緣電阻下降較大，長期工作時(shí)泄漏電流大，將影響其工作的可靠性。國內(nèi)用于電源系統(tǒng)的過電壓保護(hù)器件的研究工作起步較晚，特別是大通流容量的過電壓保護(hù)器件研究水平較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種具有良好的、一致的放電電壓，極大的承受沖擊電流的能力，較長的使用壽命，并對工頻電源所產(chǎn)生的后續(xù)電流有優(yōu)良的抑制作用的過電壓保護(hù)裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括殼體，兩個平行的電極通過法蘭封裝在殼體內(nèi)，殼體內(nèi)的真空度為10-4～101Pa，在電極相對的面上設(shè)置有由合金導(dǎo)電材料制成的電極觸頭，電極觸頭的中心開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件的安裝孔，閃絡(luò)元件通過安裝孔設(shè)置在電極觸頭內(nèi)。
本發(fā)明的電極觸頭為平面結(jié)構(gòu)，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm；電極觸頭上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭直徑的凸臺，且兩凸臺之間的放電間隙為0.3-2.5mm；電極觸頭一端上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭直徑的凹臺，在凹臺上開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件的安裝孔，閃絡(luò)元件通過該安裝孔設(shè)置在電極觸頭內(nèi)，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm；電極觸頭的一端面上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭直徑的凹臺，電極觸頭的另一端為平面，在凹臺和平面上開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件的安裝孔，閃絡(luò)元件通過該安裝孔設(shè)置在電極觸頭內(nèi)，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm；電極觸頭的端面上設(shè)置有安裝閃絡(luò)元件的安裝孔，閃絡(luò)元件通過該安裝孔設(shè)置在電極觸頭內(nèi)，安裝孔的內(nèi)側(cè)倒成30-60°的角，電極觸頭的兩個端面外側(cè)倒成15-30°的角，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm；閃絡(luò)元件上開設(shè)有一條或一條以上的寬度為20-200μm，深度大于0.5mm的環(huán)形隔離槽；電極觸頭為銅鎢合金，銅鉻合金、不銹鋼或石墨；閃絡(luò)元件為介電系數(shù)在幾百到幾千范圍內(nèi)的高介電系數(shù)的鈦酸鍶或鈦酸鋇系材料。
由于本發(fā)明在兩個平行對稱電極觸頭內(nèi)設(shè)置有閃落棒，且封裝在真空環(huán)境下，當(dāng)間隙擊穿時(shí)，間隙由場致發(fā)射過渡到電弧放電，所以具有良好的、一致的放電電壓，極大的承受沖擊電流的能力，較長的使用壽命，并對工頻電源所產(chǎn)生的后續(xù)電流有非常優(yōu)良的的抑制作用。


圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明第三個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第四個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明第五個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明閃絡(luò)元件7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1，參見圖1，6，本發(fā)明包括殼體1，兩個平行對稱的電極2、3通過法蘭5封裝在殼體1內(nèi)，殼體1內(nèi)的真空度為10-4～101Pa，在電極2、3相對的面上設(shè)置有由銅鎢合金、銅鉻合金、不銹鋼或高密度石墨制成的平面電極觸頭4，兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm，在平面電極觸頭4的中心開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件7的安裝孔8，介電系數(shù)在幾百到幾千范圍內(nèi)的材料制成的閃絡(luò)元件7通過安裝孔8設(shè)置在電極觸頭4內(nèi)，閃絡(luò)元件7的上開設(shè)有一條或一條以上的寬度為20-200μm，深度大于0.5mm的環(huán)形隔離槽9，環(huán)形隔離槽9的作用是防止在大通流的情況下閃絡(luò)元件7表面形成短路通道。
實(shí)施例2，參見圖2、6，本實(shí)施例的電極觸頭4上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭4的直徑的凸臺10，在凸臺10上開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件7的安裝孔8，閃絡(luò)元件7通過該安裝孔8設(shè)置在電極觸頭4內(nèi)，其它連接關(guān)系同實(shí)施例3，參見圖3、6，本實(shí)施例的電極觸頭4上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭4的直徑的凹臺11，在凹臺11上開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件7的安裝孔8，閃絡(luò)元件7通過該安裝孔8設(shè)置在電極觸頭4內(nèi)，其它連接關(guān)系同實(shí)施例4，參見圖4，6，本實(shí)施例的電極觸頭4的一端上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭4的直徑的凹臺11，電極觸頭4的另一端為平面12，在凹臺11和平面12內(nèi)開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件7的安裝孔8，閃絡(luò)元件7通過該安裝孔8設(shè)置在電極觸頭4內(nèi)，其它連接關(guān)系同實(shí)施例1。
實(shí)施例5，參見圖5，6，本實(shí)施例的電極觸頭4的端面上設(shè)置有安裝閃絡(luò)元件7的安裝孔8，閃絡(luò)元件7通過該安裝孔8設(shè)置在電極觸頭4內(nèi)，安裝孔8的內(nèi)側(cè)倒成30-60°的角13。電極觸頭4的兩個端面倒成15-30°的角14，其它連接關(guān)系同實(shí)施例1。
本發(fā)明的不同于一般火花空氣間隙，由于本發(fā)明是工作在真空環(huán)境里，為保證過電壓保護(hù)裝置的電壓保護(hù)水平，在兩個平行的電極觸頭4構(gòu)成的放電間隙之間設(shè)置有閃絡(luò)元件7，當(dāng)過電壓作用于該間隙時(shí)，當(dāng)間隙擊穿時(shí)，閃絡(luò)元件7首先發(fā)生沿面放電，誘發(fā)間隙過渡到弧光放電。
權(quán)利要求
1.真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，包括殼體(1)，兩個平行的電極(2、3)通過法蘭(5、6)封裝在殼體(1)內(nèi)，其特征在于所說的殼體(1)內(nèi)的真空度為10-4～101Pa，在電極(2、3)相對的面上設(shè)置有由合金導(dǎo)電材料制成的電極觸頭(4)，電極觸頭(4)的中心開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件(7)的安裝孔(8)，閃絡(luò)元件(7)通過安裝孔(8)設(shè)置在電極觸頭(4)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所說的電極觸頭(4)為平面結(jié)構(gòu)，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所說的電極觸頭(4)上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭(4)直徑的凸臺(10)，且兩凸臺(10)之間的放電間隙為0.3-2.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所說的電極觸頭(4)一端上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭(4)直徑的凹臺(11)，在凹臺(11)上開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件(7)的安裝孔(8)，閃絡(luò)元件(7)通過該安裝孔(8)設(shè)置在電極觸頭(4)內(nèi)，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所說的電極觸頭4的一端面上設(shè)置有一直徑小于電極觸頭(4)直徑的凹臺(11)，電極觸頭(4)的另一端為平面(12)，在凹臺(11)和平面(12)上開設(shè)有安裝閃絡(luò)元件(7)的安裝孔(8)，閃絡(luò)元件(7)通過該安裝孔(8)設(shè)置在電極觸頭(4)內(nèi)，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于電極觸頭(4)的端面上設(shè)置有安裝閃絡(luò)元件(7)的安裝孔(8)，閃絡(luò)元件(7)通過該安裝孔(8)設(shè)置在電極觸頭(4)內(nèi)，安裝孔(8)的內(nèi)側(cè)倒成30-60°的角(13)，電極觸頭(4)的兩個端面外側(cè)倒成15-30°的角(14)，且兩電極觸頭之間的放電間隙為0.3-2.5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所說的閃絡(luò)元件(7)上開設(shè)有一條或一條以上的寬度為20-200μm，深度大于0.5mm的環(huán)形隔離槽(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所說的電極觸頭(4)為銅鎢合金，銅鉻合金、不銹鋼或石墨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于所說的閃絡(luò)元件(7)為介電系數(shù)在幾百到幾千范圍內(nèi)的高介電系數(shù)的鈦酸鍶或鈦酸鋇系材料。
全文摘要
真空環(huán)境下具有沿面閃絡(luò)的過電壓保護(hù)裝置，包括殼體，兩個平行的電極通過法蘭封裝在殼體內(nèi)，殼體內(nèi)的真空度為10
文檔編號H01T4/12GK1945911SQ20061010477
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者陳景亮, 姚學(xué)玲 申請人:西安交通大學(xué)