一种能承载电流和电弧的气体放电结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能承载电流和电弧的气体放电结构，用于设置在电源与负载之间并作为负荷短路保护的装置，包括两端的电极和设置在电极之间的保护部件，所述电极之间设置有将保护部件包裹的密闭空间，所述密闭空间内填充有惰性气体。本实用新型专利技术通过在电极与保护部件外部的密闭空间内填充有低电离势的惰性气体，从而提高原本通过雷电流的能力，使超过承载能力的雷电流正常通过而不造成保护部件损坏的情况发生。

A gas discharge structure capable of carrying current and arc

【技术实现步骤摘要】
一种能承载电流和电弧的气体放电结构
本技术属于电路保护
，具体涉及一种能承载电流和电弧的气体放电结构。
技术介绍
熔断器是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断、断开电路的一种电器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。熔断器是通过体电阻对通过的电流产生焦耳热熔断达到保护目的，要保证熔断器在雷电流冲击下(Imax或Iimp)不熔断，Ir2t(实际熔化热能值)必须小于If2t(公称熔化热能值)。熔断器的材质决定了熔断体熔断温度、熔断速度，对电流性质没有选择性熔断的能力，对于雷电流和工频电流只要达到相等的Ir2t均会熔断，这是熔断器无法实现承受较大冲击电流不断的原因。熔断器串联在电子电路中，正常工作时，它只相当于一根导线，能够长时间稳定的导通承载额定电流；由于电源或外部干扰而发生电流波动时，也应能承受一定范围的过载；只有当电路中出现较大的过载电流(故障或短路)时，熔断器才会动作，通过断开电流来保护电路的安全。而熔断器通过雷电流时，熔断器极易熔断，造成电气设备停止工作。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本技术提供一种能承载电流和电弧的气体放电结构。本技术所采用的技术方案为：一种能承载电流和电弧的气体放电结构，用于设置在电源与负载之间并作为负荷短路保护的装置，包括两端的电极和设置在电极之间的保护部件，所述电极之间设置有将保护部件包裹的密闭空间，所述密闭空间内填充有惰性气体<br>首先，本技术是一种电路保护机构，实为一种特殊的具有熔断丝或其他保护结构的气体放电管。两端为对称设置的电极结构，用于串联电源和负载电路。而中间设有的保护部件与电极之间直接连接，通电后电流通过一端电极进入熔断丝后从另一端电极流出。电极作为对外连接的设备，是属于现有同类结构中常用的结构，应当认为是必要技术特征。值得说明的是，若出现与本申请技术具有相同核心结构但没有限定具体的电极结构同样也属于本领域的保护范围内，例如采用熔断丝与负载一端或电源一端直接连接，但同样存在惰性气体包裹熔断丝的密闭空间和可发生放电现象的结构存在，则同样落入本申请的保护范围。本技术是在保护结构周围设有一个密闭空间，并填充有惰性气体。其主要作用是减小两个电极结构之间的空腔中的气体电离势，以便当通过较高电压的雷电流时，可以直接从两个电极放电击穿，雷电流从惰性气体空间通过，从而避免保护部件受到雷电流冲击造成破坏，保证保护部件在整个设备通过雷电流后任能够持续工作。而所述的保护部件不仅仅只包含熔断丝结构，同时包含有多种电路保护导体结构，在常压的工作电流下电流仅通过保护部件流动，而一旦出现脉冲电流，瞬间电压提高至击穿电压时，则电流击穿惰性气体产生放电。惰性气体是一类无色无味的单原子气体的总称，其化学性质极其稳定，很难进行化学反应。一般作为保护气体进行使用，避免目标物与氧气接触而变质。其中包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn，放射性)等，除最后具有放射性的氡气不具备较大的应用范围外，其余四中气体均常用于电灯中，因为具有惰性气体填充的灯泡在两极放电时会产生明亮的白光，且具有较低的击穿电压，故常作为灯泡的填充介质。而本技术也是利用惰性气体较低的电离势特性，将其填充在两端电极之间，不仅能起到包裹熔断丝防锈的效果，同时主要是提供一个较低击穿电压的充气空间，以便当较大电压的雷电流通过熔断丝时，可直接以击穿放电的方式作为主要的连接形式，从而避免对熔断丝造成影响。其中常用的惰性气体为氖气和氩气，其电离势相较于氦气来说降低不少，且总的成本相对较低，作为介质填充入密闭空间内能够起到较好的导流作用。值得说明的是，一般填充气体是惰性气体，其具有较好的电气稳定性，但实际该填充气体应当理解为包含所有具备较好电气稳定性能且具有较低的击穿电压的气体，因该内容属于本领域技术人员所公知的技术手段。故如果出现用其他相同功能或相似性能的气体进行替代，即使不属于惰性气体，也同样属于本技术的保护范围。进一步的，所述电极朝向保护部件的主体一侧设有放电结构。所谓的放电既是两个导体之间在填充有气体的空间中因较强的电场强度而导致其填充的气体被电离形成导体，从而在该空间内形成电流。但为了引导放电，故在电极内侧面上设有放电结构，从而降低原本的放电端面面积，属于尖端放电的方式。而尖端放电也就是通过减小导体之间的端面面积，从而使其尖端的电场最强，引导雷电流在两端的放电结构之间形成放电现象。在本申请中也包含有未设有放电结构的方案，因为在两电极之间形成密闭空间内填充有的惰性气体，当电压高于击穿电压则会出现放电现象，而放电结构是为了引导电弧的结构，是一种优化方式。进一步的，所述放电结构为多个环状排列向外凸起的间隔结构。考虑到现有的放电结构，可将放电结构设置为多个柱状或条状凸起结构，而在两个电极的放电结构之间产生放电电流。进一步的，所述放电结构为向外凸起的连续圆环结构。所述的连续圆环结构是一种均质的环状凸起结构，从而在减小端面面积的基础上引导电流在该环形端面上的任一点进行放电，不局限于单点放电的方式。而具体的设置位置可有多种，例如所述环状凸起结构的的轴线与整个气体放电结构的轴线共线，或者不共线，或者设置在一侧均可。进一步的，所述保护部件包括熔断丝、TVS管、压敏电阻、电感线圈、绝缘管的一种或多种。若是多种组合的形式，一般为多个并联在整个气体放电结构内部，或者主要为并联，单个支路有多个器件串联的方式，从而实现多种不同的保护效果。进一步的，所述熔断丝内部设有密封的空腔，所述空腔内填充有电离势高于填充在所述密闭空间内的惰性气体电离势的阻断气体，当熔断丝熔断时所述阻断气体进入所述密闭空间内提高该空间内的气体电离势使得两端的电极无法正常放电。在实际使用过程中，通过增加的惰性气体密闭空间确实能够有效的防止超过熔断丝承载能力的雷电流通过时对熔断丝造成损坏，但往往在出现工频电流导致熔断丝断开后，原本的放电结构依然存在。而检修人员需要一定时间才能进行设备更换，则在该熔断器更换之前的时间内，若出现有雷电流通过两个电极之间的惰性气体放电的情况，从而在原本已经形成断路的电路中顺利通过，则容易导致其连接的后续保护设备未工作或失去通断能力从而对原本的负载电路造成损坏。为了避免该问题的发生，本技术对熔断丝结构进行优化改进，在其内部设有单独的空腔结构，该空腔结构包括多种形式，在原本均质的材料中挖空形成薄壁空腔结构，或者在保持原材料实体截面面积不变的基础上在其内部设有空腔。上述两种空腔结构具有不同的形态特征，其中薄壁空腔结构大概率会在其薄壁处发生熔断，则使得空腔结构无需均匀布置在整个熔断丝内部，仅仅只需处在密闭空间内即可。当熔断丝熔断时，薄壁空腔内具有较高电离势的气体则会迅速漏出并破坏原有的惰性气体体系，从而大幅度提高原本的气体电离势，是的原本可通过放电方式通过的雷电流无法击穿气体，从而提高断路稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能承载电流和电弧的气体放电结构，用于设置在电源与负载之间并作为负荷短路保护的装置，其特征在于：包括两端的电极（2）和设置在电极（2）之间的保护部件，所述电极（2）之间设置有将保护部件包裹的密闭空间，所述密闭空间内填充有惰性气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种能承载电流和电弧的气体放电结构，用于设置在电源与负载之间并作为负荷短路保护的装置，其特征在于：包括两端的电极（2）和设置在电极（2）之间的保护部件，所述电极（2）之间设置有将保护部件包裹的密闭空间，所述密闭空间内填充有惰性气体。


2.根据权利要求1所述的一种能承载电流和电弧的气体放电结构，其特征在于：所述电极（2）朝向保护部件的主体一侧设有放电结构（6）。


3.根据权利要求2所述的一种能承载电流和电弧的气体放电结构，其特征在于：所述放电结构（6）为向外凸起的连续圆环结构。


4.根据权利要求2所述的一种能承载电流和电弧的气体放电结构，其特征在于：所述放电结构为多个环状排列向外凸起的间隔结构。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种能承载电流和电弧的气体放电结构，其特征在于：所述保护部件包括熔断丝（3）、TVS管、压敏电阻、电感线圈、绝缘管的一种或多种。


6.根据权利要求5所述的一种能承载电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，冯民学，李博琛，
申请(专利权)人：厦门大恒科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35