專利名稱：一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及應(yīng)用于交流電源系統(tǒng)中防止雷擊、電磁脈沖帶來(lái)的過(guò)電壓及操作
過(guò)電壓對(duì)電子設(shè)備造成損害的放電管，尤其指一種過(guò)電壓過(guò)后交流電源系統(tǒng)電壓過(guò)零時(shí)能可靠自行關(guān)閉、體積小及通流能力大的金屬陶瓷氣體放電管。
背景技術(shù)：
金屬陶瓷氣體放電管在電源系統(tǒng)中防止雷擊、電磁脈沖帶來(lái)的過(guò)電壓及操作過(guò)電壓對(duì)電子設(shè)備所造成的損害中有著廣泛的應(yīng)用。過(guò)電壓過(guò)后，由于電源系統(tǒng)能夠提供維持金屬陶瓷氣體放電管放電的電壓及電流，致使過(guò)電壓過(guò)后金屬陶瓷氣體放電管不能可靠自行關(guān)閉，即稱之為"續(xù)流"。由于續(xù)流的存在，導(dǎo)致電源短路，使電源系統(tǒng)不能正常工作或使放電管自身?yè)p壞。 為了解決通流能力小的問(wèn)題，中國(guó)專利公開(kāi)了 "微型大功率金屬陶瓷氣體放電管"
的專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00520059102. 7)。該專利設(shè)計(jì)了內(nèi)、外電極及金屬化陶瓷，內(nèi)電極、外
電極及金屬化陶瓷構(gòu)成密閉的惰性氣體放電空間。該專利解決了金屬陶瓷氣體放電管通流
能力小的問(wèn)題，通流能力大大提高，但是，至少存在以下不足 其一，過(guò)電壓過(guò)后交流電源系統(tǒng)電壓過(guò)零時(shí)不能可靠自行關(guān)閉。 其二，內(nèi)、外電極用鐵質(zhì)材料鐵鎳合金(如4J42)制作，其材料價(jià)格昂貴；并且加工
難度大，制造成本高。 其三，當(dāng)金屬陶瓷氣體放電管遭過(guò)電壓被擊穿時(shí)，內(nèi)外電極的表面及內(nèi)外電極間的放電間隙都會(huì)有大的電流流過(guò)，它們各自產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)。由于鐵質(zhì)材料對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽作用及導(dǎo)磁作用，鐵質(zhì)材料的內(nèi)電極對(duì)其流過(guò)的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在內(nèi)電極的內(nèi)部傳導(dǎo)，其絕大部分的磁力線不會(huì)經(jīng)過(guò)內(nèi)外電極間的放電間隙；流過(guò)外電極的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在外電極周?chē)?，不可能進(jìn)入內(nèi)外電極間的放電間隙。從而導(dǎo)致內(nèi)外電極間的放電間隙成為內(nèi)、外電極的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的"空白"區(qū)。這樣，當(dāng)遭過(guò)電壓被擊穿時(shí)，放電間隙中惰性氣體電離形成的等離子體僅受到電場(chǎng)力作用，不會(huì)受到內(nèi)、外電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力(洛倫茲力)的作用，以最短的路徑在放電間隙中運(yùn)動(dòng)，不利于正、負(fù)帶電粒子的復(fù)合，對(duì)遮斷續(xù)流不利。如果能將過(guò)電壓時(shí)內(nèi)電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的能量利用起來(lái)，使放電間隙中惰性氣體電離形成的等離子體的流動(dòng)路徑加以延長(zhǎng)，就能拉長(zhǎng)放電的電弧，減小續(xù)流甚至基本無(wú)續(xù)流。為實(shí)現(xiàn)金屬陶瓷氣體放電管過(guò)電壓過(guò)后交流電源系統(tǒng)電壓過(guò)零時(shí)可靠自行關(guān)閉開(kāi)辟一條新途徑。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的微型大功率金屬陶瓷氣體放電管過(guò)電壓過(guò)后交流電源系統(tǒng)電壓過(guò)零時(shí)不能可靠自行關(guān)閉、制造成本高、由于使用鐵質(zhì)電極致使無(wú)法利用內(nèi)電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的能量延長(zhǎng)過(guò)電壓時(shí)放電間隙中惰性氣體電離形成的等離子體的流動(dòng)路徑以拉長(zhǎng)放電電弧的不足，推出一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管。其不但具有電極材料價(jià)格低及制造成本低的特點(diǎn)，還能利用內(nèi)電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的 能量以延長(zhǎng)過(guò)電壓時(shí)放電間隙中惰性氣體電離形成的等離子體的流動(dòng)路徑，拉長(zhǎng)放電電 弧，實(shí)現(xiàn)續(xù)流遮斷。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，完成上述任務(wù)，本實(shí)用新型一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管 采用如下技術(shù)方案 構(gòu)造本實(shí)用新型一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管，包括外電極、內(nèi)電極及金屬化 瓷環(huán)，外電極呈一端開(kāi)口另一端有底的筒體，內(nèi)電極的一端伸進(jìn)外電極的筒體內(nèi)，在外電極 的筒口部位與內(nèi)電極伸進(jìn)外電極的筒口部位間安裝金屬化瓷環(huán)并進(jìn)行氣密性封接；外電 極及內(nèi)電極用無(wú)氧銅制作；在內(nèi)電極伸進(jìn)外電極的一端的頂壁與其相對(duì)的外電極的底壁之 間墊以陶瓷片；在金屬化瓷環(huán)與陶瓷片之間安裝陶瓷環(huán)，陶瓷環(huán)圍圈內(nèi)電極；內(nèi)電極、外電 極、陶瓷片及陶瓷環(huán)圍圈成惰性氣體放電間隙。 對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步闡述 金屬化瓷環(huán)分別與外電極、內(nèi)電極通過(guò)焊料焊接。 陶瓷片的主要作用有二 一是將內(nèi)電極的頂壁與外電極的底壁之間的間隙填實(shí)堵 死，在過(guò)電壓時(shí)此部位不再放電，將放電部位集中于內(nèi)電極的側(cè)壁與外電極的側(cè)壁之間；二 是增強(qiáng)無(wú)氧銅的外電極的抗變形的能力，尤其將金屬化瓷環(huán)與內(nèi)電極及外電極在高溫真空 爐中用焊料封接時(shí)，無(wú)氧銅的外電極的力學(xué)強(qiáng)度會(huì)下降，但是，在陶瓷片撐抵下，限制了無(wú) 氧銅的外電極的變形。 陶瓷環(huán)主要起防護(hù)作用，因?yàn)檫^(guò)電壓時(shí)，無(wú)氧銅的內(nèi)電極及外電極在高溫下會(huì)濺 射大量粒子(或?yàn)R射物)，它們會(huì)直接濺落到金屬化瓷環(huán)的內(nèi)表面并附著其上，嚴(yán)重降低金 屬化瓷環(huán)的絕緣性能。陶瓷環(huán)的存在，避免了無(wú)氧銅的內(nèi)電極及外電極在高溫下濺射的大 量粒子(或?yàn)R射物)不會(huì)濺落到金屬化瓷環(huán)上，保證了金屬化瓷環(huán)的高絕緣性能。 本實(shí)用新型一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管工作機(jī)理如下過(guò)電壓時(shí)，所述惰性 氣體放電間隙中的惰性氣體被電離，使內(nèi)電極表面有順著圓柱體的中心軸線流過(guò)的內(nèi)電極 電流，在所述惰性氣體放電間隙有惰性氣體電離形成的等離子體電流，在外電極的表面有 順著圓筒狀的中心軸線流過(guò)的外電極電流，等離子體電流的方向與內(nèi)電極電流(外電極電 流)的方向垂直，形成所謂的"L"型電流放電回路。電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。外電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)， 因高頻趨膚效應(yīng)不作用于等離子體電流，內(nèi)電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)因內(nèi)外電極為非磁性物質(zhì) 不能產(chǎn)生磁場(chǎng)屏蔽而直接作用于等離子體電流，因而，內(nèi)電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)惰性氣體 放電間隙中的等離子體產(chǎn)生磁場(chǎng)力即洛倫茲力，由于磁場(chǎng)具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，該洛倫茲力亦 足夠大。同時(shí)，內(nèi)外電極間存在電位差，等離子體還受到電場(chǎng)力，且電場(chǎng)力的方向與洛倫茲 力的方向垂直。在洛倫茲力與電場(chǎng)力的共同作用下，所述惰性氣體放電間隙中的惰性氣體 電離形成的等離子體在惰性氣體放電間隙中作螺旋運(yùn)動(dòng)，能促進(jìn)正、負(fù)帶電粒子的復(fù)合，或 者說(shuō)使放電路徑即放電電弧大大拉長(zhǎng)，致使過(guò)電壓過(guò)后交流電源系統(tǒng)電壓過(guò)零時(shí)可靠自行 關(guān)閉。本實(shí)用新型的這一機(jī)理可形象的簡(jiǎn)稱為"磁吹(磁噴)"。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管的有益效果在于 其一，內(nèi)電極及外電極用無(wú)氧銅材料制作，無(wú)氧銅價(jià)格低，也便于加工制作，使材 料成本及加工成本大大降低。 其二，由于內(nèi)電極及外電極用無(wú)氧銅材料制作，銅質(zhì)材料對(duì)磁場(chǎng)沒(méi)用屏蔽作用，可以將過(guò)電壓時(shí)內(nèi)電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的能量利用起來(lái)，使惰性氣體放電間隙中的惰性氣體 電離形成的等離子體在惰性氣體放電間隙中作螺旋運(yùn)動(dòng)，放電路徑大大拉長(zhǎng)，即電弧拉長(zhǎng)， 為過(guò)電壓過(guò)后交流電源系統(tǒng)電壓過(guò)零時(shí)金屬陶瓷氣體放電管可靠自行關(guān)閉開(kāi)辟了一條新 路。 其三，由于內(nèi)電極及外電極用無(wú)氧銅材料制作，使金屬陶瓷氣體放電管的結(jié)構(gòu)變 得簡(jiǎn)單，便于加工。 其四，用途廣，可在電子設(shè)備、電源系統(tǒng)中防止雷擊、電磁脈沖帶來(lái)的過(guò)電壓及操 作過(guò)電壓對(duì)電子設(shè)備所造成的損害中應(yīng)用。

圖1為本實(shí)用新型剖開(kāi)立體圖。 圖2為與圖1對(duì)應(yīng)剖面圖。
圖中1、外電極；2、內(nèi)電極；3、金屬化瓷環(huán)；4、陶瓷片；5 、陶瓷環(huán)；6 、氣體放電間
隙；7、焊料。
具體實(shí)施方式下面，結(jié)合附圖介紹本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。 如圖所示，本實(shí)用新型一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管，包括外電極1、內(nèi)電極2 及金屬化瓷環(huán)3，外電極1呈一端開(kāi)口另一端有底的筒體，內(nèi)電極2的一端伸進(jìn)外電極1的 筒體內(nèi)，在外電極1的筒口部位與內(nèi)電極2伸進(jìn)外電極1的筒口部位間安裝金屬化瓷環(huán)3 并進(jìn)行氣密性封接；外電極1及內(nèi)電極2用無(wú)氧銅制作；在內(nèi)電極2伸進(jìn)外電極1的一端的 頂壁與其相對(duì)的外電極1的底壁之間墊以陶瓷片4 ;在金屬化瓷環(huán)3與陶瓷片4的之間安 裝陶瓷環(huán)5，且陶瓷環(huán)5圍圈內(nèi)電極2 ;外電極1 、內(nèi)電極2、陶瓷片4及陶瓷環(huán)5圍圈成惰性 氣體放電間隙6。 金屬化瓷環(huán)3分別與外電極1、內(nèi)電極2通過(guò)焊料7焊接。 內(nèi)電極2為階梯狀圓柱體。 焊料7可以是銀銅焊料。 金屬化瓷環(huán)3的內(nèi)徑與內(nèi)電極2的相應(yīng)部位的外徑匹配，金屬化瓷環(huán)3的外徑與 外電極1的內(nèi)徑匹配。 陶瓷片4及陶瓷環(huán)5選用普通的陶瓷材料制作，不必用金屬化瓷片制作，既能滿足 功能需要，又能降低成本。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何 限制。本行業(yè)的技術(shù)人員，在本技術(shù)方案的啟迪下，可以做出一些變形與修改，凡是依據(jù)本 實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上的實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用 新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管，包括外電極(1)、內(nèi)電極(2)及金屬化瓷環(huán)(3)，外電極(1)呈一端開(kāi)口另一端有底的筒體，內(nèi)電極(2)的一端伸進(jìn)外電極(1)的筒體內(nèi)，在外電極(1)的筒口部位與內(nèi)電極(2)伸進(jìn)外電極(1)的筒口部位間安裝金屬化瓷環(huán)(3)并進(jìn)行氣密性封接；其特征在于外電極(1)及內(nèi)電極(2)用無(wú)氧銅制作；在內(nèi)電極(2)伸進(jìn)外電極(1)的一端的頂壁與其相對(duì)的外電極(1)的底壁之間墊以陶瓷片(4)；在金屬化瓷環(huán)(3)與陶瓷片(4)之間安裝陶瓷環(huán)(5)，且陶瓷環(huán)(5)圍圈內(nèi)電極(2)；外電極(1)、內(nèi)電極(2)、陶瓷片(4)及陶瓷環(huán)(5)圍圈成惰性氣體放電間隙(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管，其特征在于金屬化瓷環(huán)(3) 分別與外電極(1)、內(nèi)電極(2)通過(guò)焊料(7)焊接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管，其特征在于內(nèi)電極(2) 為階梯狀圓柱體。
專利摘要一種續(xù)流遮斷可靠的氣體放電管，涉及電源系統(tǒng)中防止雷擊、電磁脈沖帶來(lái)的過(guò)電壓及操作過(guò)電壓對(duì)電子設(shè)備造成損害的放電管。包括外電極、內(nèi)電極及金屬化瓷環(huán)，內(nèi)電極的一端伸進(jìn)外電極的筒體內(nèi)，在外電極的筒口部位與內(nèi)電極伸進(jìn)外電極的筒口部位間安裝金屬化瓷環(huán)并進(jìn)行氣密性封接；外電極及內(nèi)電極用無(wú)氧銅制作；在內(nèi)電極伸進(jìn)外電極的一端的頂壁與其相對(duì)的外電極的底壁之間墊以陶瓷片；在金屬化瓷環(huán)與陶瓷片之間安裝陶瓷環(huán)；內(nèi)電極、外電極、陶瓷片及陶瓷環(huán)圍圈成惰性氣體放電間隙。有益效果在于材料成本及加工成本降低；將過(guò)電壓時(shí)內(nèi)電極電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的能量利用起來(lái)，拉長(zhǎng)電弧，實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓過(guò)后交流電源系統(tǒng)電壓過(guò)零時(shí)能可靠自行關(guān)閉。
文檔編號(hào)H01T1/22GK201498865SQ20092030734
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者曾獻(xiàn)昌 申請(qǐng)人:東莞市新鉑錸電子有限公司