一種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路，包括三極放電結(jié)構(gòu)和間隙本體，所述三極放電結(jié)構(gòu)分別為正電極L、負(fù)電極N/PE和觸發(fā)電極C，所述正電極L與負(fù)電極N/PE之間設(shè)有放電倉，所述正電極L與負(fù)電極N/PE外圍依次設(shè)有不銹鋼套A和不銹鋼套B，所述不銹鋼套A和不銹鋼套B采用錐體雙螺紋套入，所述觸發(fā)電極C與不銹鋼套A和不銹鋼套B共同組成觸發(fā)極，所述正電極L與負(fù)電極N/PE之間的裸露距離為6mm；該三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路在間隙本體兩端各有一個電極，在發(fā)生過電壓浪涌時，兩電極之間瞬間導(dǎo)通，并通過其中一個接地的電極把浪涌能量泄放，從而達(dá)到防護(hù)的目的，同時第三電極加速間隙本體放電。
【專利說明】—種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]間隙本體放電有空氣間隙本體、石墨間隙本體、以及多層放電管間隙本體三個種類，多數(shù)應(yīng)用于電涌保護(hù)器的N-PE防護(hù)，由于間隙本體導(dǎo)通放電采用的是電火花放電，當(dāng)間隙本體應(yīng)用于L-N/PE的防護(hù)時，L電極和N/ΡΕ電極放電維持電壓僅有幾十伏，工頻過零時，不能有效切斷內(nèi)部放電，因此間隙本體型電涌保護(hù)器必須解決間隙本體的電火花滅弧問題，目前的產(chǎn)品有采用物理上滅弧角滅弧的，有采用增加間隙本體層數(shù)提高放電維持電壓進(jìn)行滅弧的。滅弧角滅弧的的電涌保護(hù)器由于依賴于內(nèi)部的空氣流動，雖然在大多數(shù)的時候能按實驗的方式滅弧，但在應(yīng)用中存在不確定性。增加間隙本體層數(shù)滅弧的電涌保護(hù)器由于間隙本體層數(shù)的增加，提高了間隙本體整體的直流導(dǎo)通電壓和導(dǎo)通的響應(yīng)時間。
[0003]本發(fā)明裝置利用間隙本體放電理論，結(jié)合滅弧角滅弧原理和電氣安全滅弧距離的要求，發(fā)明了一種三極放電間隙本體。在間隙本體兩端各有一個電極，在兩個電極的之間發(fā)生過電壓浪涌時，兩電極之間瞬間導(dǎo)通，并通過其中一個接地的電極把浪涌能量泄放到大地，從而達(dá)到雷電防護(hù)的目的。同時第三電極用于加速間隙本體放電。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用間隙本體放電理論，結(jié)合滅弧角滅弧原理和電氣安全滅弧距離的要求，在間隙本體兩端各有一個電極，在兩個電極的之間發(fā)生過電壓浪涌時，兩電極之間瞬間導(dǎo)通，并通過其中一個接地的電極把浪涌能量泄放到大地，從而達(dá)到雷電防護(hù)的目的，同時第三電極用于加速間隙本體放電的三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種三極放電間隙本體，包括三極放電結(jié)構(gòu)和間隙本體，所述三極放電結(jié)構(gòu)分別為正電極L、負(fù)電極N/ΡΕ和觸發(fā)電極C，所述正電極L與負(fù)電極N/ΡΕ之間設(shè)有放電倉，所述正電極L與負(fù)電極N/ΡΕ外圍依次設(shè)有不銹鋼套A和不銹鋼套B，所述不銹鋼套A和不銹鋼套B采用錐體雙螺紋套入，所述觸發(fā)電極C與不銹鋼套A和不銹鋼套B共同組成觸發(fā)極，所述間隙本體采用全封閉結(jié)構(gòu)，所述正電極L與負(fù)電極N/ΡΕ之間的裸露距離為6mm。
[0006]進(jìn)一步的，所述全封閉結(jié)構(gòu)包括有內(nèi)層和外層。
[0007]進(jìn)一步的，所述內(nèi)層采用耐高溫塑料，所述外層采用高強(qiáng)度不銹鋼材。
[0008]進(jìn)一步的，所述正電極L、負(fù)電極N/ΡΕ和觸發(fā)電極C采用高純度鎢銅材料。
[0009]進(jìn)一步的，所述錐體雙螺紋套入的不銹鋼套A和不銹鋼套B分別用于固定間隙本體和提供間隙本體放電倉的空氣交換。
[0010]進(jìn)一步的，所述正電極L和負(fù)電極N/ΡΕ套有絕緣套和絕緣互套。
[0011]進(jìn)一步的，所述負(fù)電極N/ΡΕ和觸發(fā)電極C之間隔有放電點火片。
[0012]一種三極放電間隙本體的間隙放電電氣結(jié)構(gòu)，所述正電極L、負(fù)電極N/PE采用錯位結(jié)構(gòu)，正電極L與負(fù)電極N/PE處于相異的水平位上，正電極L與負(fù)電極N/PE之間設(shè)有R，R由壓敏電阻ZOV和放電管G串聯(lián)組成。
[0013]一種三極放電間隙本體的觸發(fā)放電電路，所述正電極L和負(fù)電極N/PE接入工頻電源，所述正電極L和負(fù)電極N/PE之間分別設(shè)有A、B、C、D四點，所述D、C兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VDC，所述A、C兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VAC。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:由于設(shè)置有錯位的放電倉，改變了間隙本體電極放電通道為一條水平線的方式，火花電弧在電極之間成一個折線電弧，在高壓脈沖結(jié)束后，由于C極具自動隔斷功能，折線電弧不能維持；由于設(shè)置有6_的裸露距離，為220VAC用電的安全爬電距離，能主動滅弧，比電極之間的裸露距離l_4mm其它間隙本體滅弧容易實現(xiàn)，同時，本申請的放電電極之間互不可見，電弧在電極之間成羊角，具羊角滅弧功能；由于設(shè)置有放電觸發(fā)極，設(shè)計了放電觸發(fā)電路，一方面減低了間隙本體整體的導(dǎo)通電壓，另一方面，加速間隙本體的放電發(fā)生，同時，通過物理計算和試驗測量，設(shè)計出的放電主通道的放電維持電壓遠(yuǎn)小于觸發(fā)通道的放電維持電壓，使脈沖能量較小時，由觸發(fā)通道為主通道提供放電火花，然后由主通道泄放脈沖的后續(xù)能量；由于設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)的放電倉空氣交換通道，放電倉產(chǎn)生電火花時，電火花在途經(jīng)螺紋時已完全熄滅；由于本發(fā)明在脈沖上身沿1400-1700V時已觸發(fā)導(dǎo)通，比其他放電間隙本體有導(dǎo)通時間短。雷電流沖擊試驗表明，以本發(fā)明間隙本體為放電元件的開關(guān)型電涌保護(hù)器可以和以壓敏電阻為放電元件的限壓型電涌保護(hù)器并列安裝，雷電流通過時，開關(guān)型電涌保護(hù)器承受了絕大部分雷電能量，而限壓型電涌保護(hù)器則起到快速限壓作用，改變了防雷規(guī)范開關(guān)型和限壓型電涌保護(hù)器的必須有足夠的安裝距離的要求，且本發(fā)明的放電通道和觸發(fā)通道，在工頻電源下，各部件完全處于懸掛狀態(tài)，不存在元件通電老化問題，同時，鎢銅電極的使用和鍍金放電點火片的使用，也提高了間隙本體的放電次數(shù)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明一種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路的A-A部剖面圖。
[0017]圖3為本發(fā)明一種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路的間隙放電電氣結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4為本發(fā)明一種三極放電間隙本體及其放電觸發(fā)電路的觸發(fā)電路示意圖。
【具體實施方式】
[0019]參閱圖1-圖2所示，一種三極放電間隙本體，包括三極放電結(jié)構(gòu)和間隙本體1，所述三極放電結(jié)構(gòu)分別為正電極L2、負(fù)電極N/PE3和觸發(fā)電極C4，所述正電極LI與負(fù)電極N/PE2之間設(shè)有放電倉5，所述正電極L2與負(fù)電極N/PE3外圍依次設(shè)有不銹鋼套A6和不銹鋼套B7，所述不銹鋼套A6和不銹鋼套B7采用錐體雙螺紋套入，所述觸發(fā)電極C4與不銹鋼套A6和不銹鋼套B7共同組成觸發(fā)極，所述間隙本體I采用全封閉結(jié)構(gòu)，所述正電極L2與負(fù)電極N/PE3之間的裸露距離為6mm。
[0020]所述全封閉結(jié)構(gòu)包括有內(nèi)層和外層。
[0021 ] 所述內(nèi)層采用耐高溫塑料，所述外層采用高強(qiáng)度不銹鋼材。
[0022]所述正電極L2、負(fù)電極N/PE3和觸發(fā)電極C4采用高純度鎢銅材料。
[0023]所述錐體雙螺紋套入的不銹鋼套A6和不銹鋼套B7分別用于固定間隙本體I和提供間隙本體I的放電倉5的空氣交換。
[0024]所述正電極L2和負(fù)電極N/PE3套有絕緣套8和絕緣互套9。
[0025]所述負(fù)電極N/PE3和觸發(fā)電極C4之間隔有放電點火片10。
[0026]間隙功能的實現(xiàn):
參閱圖3所示，一種三極放電間隙本體的間隙放電電氣結(jié)構(gòu)，所述正電極L2、負(fù)電極N/PE3采用錯位結(jié)構(gòu)，正電極L2與負(fù)電極N/PE3處于相異的水平位上，正電極L2與負(fù)電極N/PE3之間設(shè)有R，R由壓敏電阻ZOV和放電管G串聯(lián)組成，間隙本體I和觸發(fā)電路轉(zhuǎn)化該電氣結(jié)構(gòu)，正電極L2和負(fù)電極N/PE3采用錯位結(jié)構(gòu)，兩電極在水平位上不可見，不考慮觸發(fā)電路R時，正電極L2和負(fù)電極N/PE3的直流擊穿電壓設(shè)定為12000V，即D、C兩端的直流擊穿電壓為12000V ;R是壓敏電阻和隔斷放電管串聯(lián)組成，和放電點火片10構(gòu)成觸發(fā)點火電路AB兩端的直流擊穿電壓設(shè)為900V，B、C兩端點火片直流擊穿電壓設(shè)定為500V，間隙本體I制作時，A、C兩端的直流擊穿電壓限定為1400V-1700V。
[0027]間隙放電的實現(xiàn):
參閱圖4所示，一種三極放電間隙本體的觸發(fā)放電電路，所述正電極L2和負(fù)電極N/PE3接入工頻電源，所述正電極L2和負(fù)電極N/PE3之間分別設(shè)有A、B、C、D四點，所述D、C兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VDC，所述A、C兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VAC，正電極L和負(fù)電極N/PE接入工頻電源，施加放電脈沖，通常為幾萬伏到幾十萬伏，R設(shè)計為壓敏電阻ZOV和放電管G的串聯(lián)組合，由于ZOV和G的作用，在脈沖上升初始過程中，圖3的BC兩端處于懸掛狀態(tài)；當(dāng)脈沖電平上升到1400V-1700V時，圖3的DC放電倉通道維持高阻狀態(tài)，AC通道由于G的瞬間擊穿引起B(yǎng)C間的點火片火花放電；BC間的點火片火花放電促使D、C放電倉通道的空氣電離,而此時放電脈沖仍在上升沿；DC放電倉空氣電離，使D、C之間的擊穿電壓迅速降低，上升的脈沖最終使D、C放電通道導(dǎo)通，D、C電極之間火花電弧成一個折線電??；D、C兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VDC，AC兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VAC，由于R的作用，VAC遠(yuǎn)大于VDC，即此時D、C的導(dǎo)通內(nèi)阻遠(yuǎn)小于A、C的導(dǎo)通內(nèi)阻，因此D、C放電倉5導(dǎo)通后，依據(jù)電工學(xué)電流的分配原理，脈沖電流和工頻電流的絕大部分由D、C流過；放電脈沖結(jié)束后，由于ZOV的作用，A、B兩端通道自行關(guān)閉，恢復(fù)高阻隔離狀態(tài)；D、C通道在工頻過零時，放電電弧最短距離為6mm，為電氣間隙的安全爬電距離，同時放電倉5設(shè)計為羊角滅弧形狀，試驗波形表明該結(jié)構(gòu)有很好的滅弧斷續(xù)流效果；在0工放電導(dǎo)通時，D、C之間的空氣電離和電極灼燒會在放電倉內(nèi)產(chǎn)生積碳，本發(fā)明充分注意這一點，電極采用高純度鎢銅合金，放電倉壁涂滅弧脂，同時進(jìn)行放電次數(shù)設(shè)計，確保在放電次數(shù)內(nèi)間隙穩(wěn)定性。理論上，用于電涌保護(hù)器的間隙要有40次以上的放電次數(shù)(依據(jù)規(guī)范對電涌保護(hù)器試驗的次數(shù))，本發(fā)明間隙放電次數(shù)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:由于設(shè)置有錯位的放電倉，改變了間隙本體電極放電通道為一條水平線的方式，火花電弧在電極之間成一個折線電弧，在高壓脈沖結(jié)束后，由于C極具自動隔斷功能，折線電弧不能維持；由于設(shè)置有6_的裸露距離，為220VAC用電的安全爬電距離，能主動滅弧，比電極之間的裸露距離l_4mm其它間隙本體滅弧容易實現(xiàn)，同時，本申請的放電電極之間互不可見，電弧在電極之間成羊角，具羊角滅弧功能；由于設(shè)置有放電觸發(fā)極，設(shè)計了放電觸發(fā)電路，一方面減低了間隙本體整體的導(dǎo)通電壓，另一方面，加速間隙本體的放電發(fā)生，同時，通過物理計算和試驗測量，設(shè)計出的放電主通道的放電維持電壓遠(yuǎn)小于觸發(fā)通道的放電維持電壓，使脈沖能量較小時，由觸發(fā)通道為主通道提供放電火花，然后由主通道泄放脈沖的后續(xù)能量；由于設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)的放電倉空氣交換通道，放電倉產(chǎn)生電火花時，電火花在途經(jīng)螺紋時已完全熄滅；由于本發(fā)明在脈沖上身沿1400-1700V時已觸發(fā)導(dǎo)通，比其他放電間隙本體有導(dǎo)通時間短。雷電流沖擊試驗表明，以本發(fā)明間隙本體為放電元件的開關(guān)型電涌保護(hù)器可以和以壓敏電阻為放電元件的限壓型電涌保護(hù)器并列安裝，雷電流通過時，開關(guān)型電涌保護(hù)器承受了絕大部分雷電能量，而限壓型電涌保護(hù)器則起到快速限壓作用，改變了防雷規(guī)范開關(guān)型和限壓型電涌保護(hù)器的必須有足夠的安裝距離的要求，且本發(fā)明的放電通道和觸發(fā)通道，在工頻電源下，各部件完全處于懸掛狀態(tài)，不存在元件通電老化問題，同時，鎢銅電極的使用和鍍金放電點火片的使用，也提高了間隙本體的放電次數(shù)。
[0029] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種三極放電間隙本體，其特征在于:包括三極放電結(jié)構(gòu)和間隙本體，所述三極放電結(jié)構(gòu)分別為正電極L、負(fù)電極N/PE和觸發(fā)電極C，所述正電極L與負(fù)電極N/PE之間設(shè)有放電倉，所述正電極L與負(fù)電極N/PE外圍依次設(shè)有不銹鋼套A和不銹鋼套B，所述不銹鋼套A和不銹鋼套B采用錐體雙螺紋套入，所述觸發(fā)電極C與不銹鋼套A和不銹鋼套B共同組成觸發(fā)極，所述間隙本體采用全封閉結(jié)構(gòu)，所述正電極L與負(fù)電極N/PE之間的裸露距離為 6mm。
2.如權(quán)利要求1所述的三極放電間隙本體，其特征在于:所述全封閉結(jié)構(gòu)包括有內(nèi)層和外層。
3.如權(quán)利要求2所述的三極放電間隙本體，其特征在于:所述內(nèi)層采用耐高溫塑料，所述外層采用高強(qiáng)度不銹鋼材。
4.如權(quán)利要求1所述的三極放電間隙本體，其特征在于:所述正電極L、負(fù)電極N/PE和觸發(fā)電極C采用高純度鎢銅材料。
5.如權(quán)利要求1所述的三極放電間隙本體，其特征在于:所述錐體雙螺紋套入的不銹鋼套A和不銹鋼套B分別用于固定間隙本體和提供間隙本體的放電倉的空氣交換。
6.如權(quán)利要求1所述的三極放電間隙本體，其特征在于:所述正電極L和負(fù)電極N/PE套有絕緣套和絕緣互套。
7.如權(quán)利要求1所述的三極放電間隙本體，其特征在于:所述負(fù)電極N/PE和觸發(fā)電極C之間隔有放電點火片。
8.—種如權(quán)利要求1所述的三極放電間隙本體的間隙放電電氣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述正電極L、負(fù)電極N/PE采用錯位結(jié)構(gòu)，正電極L與負(fù)電極N/PE處于相異的水平位上，正電極L與負(fù)電極N/PE之間設(shè)有R，R由壓敏電阻ZOV和放電管G串聯(lián)組成。
9.一種如權(quán)利要求1或8所述的的三極放電間隙本體的觸發(fā)放電電路，其特征在于:所述正電極L和負(fù)電極N/PE接入工頻電源，所述正電極L和負(fù)電極N/PE之間分別設(shè)有A、B、C、D四點，所述D、C兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VDC，所述A、C兩端導(dǎo)通有一個維持電壓VAC。
【文檔編號】H01T15/00GK104409967SQ201410651822
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】潘葉鏡, 何朝文, 何錫華, 黃肖群 申請人:廣東立信防雷科技有限公司