[发明专利]电源系统过电压防护用大功率金属陶瓷气体放电管

说明书

技术领域

本发明涉及应用于电子设备、电源系统中防止雷击、电磁脉冲带来的过 电压及操作过电压对电子设备造成损害的放电管，尤其指一种过电压过后交 流电源系统电压过零时能可靠自行关闭、体积小及通流能力大的金属陶瓷气 体放电管。

背景技术

金属陶瓷气体放电管在电子设备、电源系统中防止雷击、电磁脉冲带来 的过电压及操作过电压对电子设备所造成的损害中有着广泛的应用。可以说， 过电压过后交流电源系统电压过零时能否可靠自行关闭的问题、体积大小及 通流能力的大小是衡量金属陶瓷气体放电管性能及技术先进程度的三大指 标，三者都先进的金属陶瓷气体放电管，或者说将三方面先进技术聚为一身 的过电压过后交流电源系统电压过零时能可靠自行关闭、体积小及通流能力 大的金属陶瓷气体放电管才能适用于电源系统过电压防护。到目前为止，金 属陶瓷气体放电管仅在某一方面性能突出，或者过电压过后交流电源系统电 压过零时能可靠自行关闭，或者体积小，或者大功率，没有进行全面的整合 或集中组合，因而没有一种性能全优的产品。例如：

1、中国专利公开了CN1588718A的“无续流金属陶瓷气体放电管”的申 请，该发明设计了内、外电极，并且内电极伸于外电极中被外电极所围抱， 内、外电极与金属化陶瓷之间分别通过银铜焊料构成密闭有惰性气体的放电 间隙，内电极上制有中心孔和与其连通的多个进气孔，进气孔、中心孔及内 外电极间的放电间隙构成了气体环流通路。当该发明因雷击过电压击穿时， 在放电间隙中形成电弧，在电弧温度、电离气体产生的电子流及离子流的电 磁力的作用下，放电间隙中的惰性气体爆炸性的由间隙中心向外膨胀，在放 电间隙中心形成低压区，同时向外膨胀的气体通过内电极和外电极间的间隙 压缩内电极与金属化陶瓷片之间的惰性气体气体，使该区域的惰性气体迅速 由多个进气孔流向中心孔，由于管孔中的没有电离的惰性气体因孔管阻力的 变化，由多个进气孔流向中心孔的惰性气体在中心孔中被加速并喷向放电间 隙，放电电弧在该没有电离的喷射气流作用下电弧被迅速拉长，维持放电的 电压迅速升高，直至电弧熄灭，从而切断金属陶瓷气体放电管的续流。虽然 本发明解决了金属陶瓷气体放电管过电压过后交流电源系统电压过零时能可 靠自行关闭的难题，但是，其中心孔仅仅一个管孔的形式存在，其容积不大， 所能流经的气体受到限制，因而雷击放电时，对电弧容纳吸收有限，从而使 电弧的拉长也受到限制。另外，该发明体积大，电极加工难度大，制造成本 高。因而在实际应用中需要进一步改进。

2、中国专利公开了CN2807463的“微型大功率金属陶瓷气体放电管” 的专利，该发明设计了内、外电极，并且内电极伸于外电极中被外电极所围 抱，内、外电极与金属化陶瓷之间分别通过银铜焊料构成密闭的放电间隙。 当大电流放电时，惰性气体膨胀产生的巨大压力转化为对金属化陶瓷的顶部 环形金属化面的压力和最外侧柱形金属化面的均匀拉力，由于金属化陶瓷的 抗压强度是其垂直于金属化面的拉脱强度的几十倍，同时陶瓷金属化层承受 平行于金属化面的拉力是其承受垂直于金属化面的压力的几十倍，所以本专 利的通流能力比现有的同等尺寸的金属陶瓷气体放电管要提高10倍以上。虽 然本专利通流能力大，结构简单，体积小，但是，过电压过后交流电源系统 电压过零时能可靠自行关闭的问题没有解决。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的金属陶瓷气体放电管仅在某一方面性能突 出，或者过电压过后交流电源系统电压过零时能可靠自行关闭，或者体积小， 或者大功率的不足，通过全面的整合或集中组合，推出一种性能全优的电源 系统过电压防护用大功率金属陶瓷气体放电管产品。

为了实现上述目的，完成上述任务，本发明电源系统过电压防护用大功 率金属陶瓷气体放电管采用如下技术方案：

构造本发明电源系统过电压防护用大功率金属陶瓷气体放电管，包括外 电极、内电极及金属化瓷环，外电极呈一端开口另一端有底的筒体，内电极 包括一空腔体，所述空腔体伸进外电极的筒体内，在外电极的筒口部位与内 电极伸进外电极的筒口部位间，安装金属化瓷环并进行气密性封接，构成密 闭的气体放电间隙并在其间充以惰性气体；可容纳惰性气体的所述空腔体的 顶壁的中心部位开有一中心气孔，在所述空腔体的底部开有多个进气孔，所 述中心气孔将所述空腔体与顶部的放电间隙连通，所述进气孔将所述空腔体 与内、外电极之间的侧部的放电间隙连通，在放电间隙与空腔体间通过中心 气孔及进气孔形成气体环流通路。

对上述技术方案进行进一步阐述：