一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器制造技术

本发明专利技术公开一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器，由固定多层间隙、可控多层间隙和智能可控开关组成，利用铜铬合金的高良好的导电、导热能能、高硬度、耐磨抗爆以及可加工性和可焊性制作而成的工程化多层结构过电压保护间隙，智能可控开关的自动过电压耦合触发电路可以自动耦合过电压的能量而输出触发脉冲，引发智能可控开关的三电极放电开关导通，致使多层间隙的可控部分短路，从而使得多层结构的过电压间隙具有交、直流耐受电压高、雷电电压保护水平高、响应时间快、抗工频或直流后续电流能力强等显著特点，可以用于通信领域、乃至电力领域等应用场合的直接雷击和雷电感应过电压的防护。雷电感应过电压的防护。雷电感应过电压的防护。

【技术实现步骤摘要】
一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器


[0001]本专利技术涉及一种过电压保护器件，特别涉及一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器。

技术介绍

[0002]随着高压输电线路中开关设备的应用以及电子与信息化系统的技术进步提升，过电压对敏感、抗扰度能力弱的电子设备、通信装置的影响和危害日益加剧，过电压防护是电力、通信系统安全运行的重要保障。
[0003]自德国的凤凰接触公司羊角电极结构的过电压保护火花间隙和奥宝贝特曼股份有限公司的叠层石墨结构的过电压保护产品问世以来，国内诸多研究机构、生产企业基于叠层结构过电压保护间隙无电弧外泄、后续电流抑制能力强的优点，均采用这种主体结构的过电压保护间隙，在外围均压电路、失效指示等方面，专利技术了不少有特定功能的过电压保护间隙，比如：ZL 02107856.4一种承载雷电流的火花间隙装置，ZL200710049004.9高效层叠式石墨放电间隙装置等。
[0004]叠层石墨结构的过电压保护间隙一定程度上解决了单间隙(比如羊角间隙)的抑制后续电流能力差的技术难题，但存在以下缺陷：
[0005](1)由于石墨材料的脆性，机械加工和安装难度大，组装效率低；
[0006](2)叠层石墨结构的过电压保护间隙的引出电极，由于引出金属电极与石墨电极的电气连接不可靠，致使引出电极与石墨电极的接触电阻大，在雷电流流经时，接触处容易因过热而出现故障，严重影响过电压保护间隙工作的可靠性和使用寿命。
[0007]为了提高多层石墨间隙抑制工频或直流后续电流的能力，通常通过增加多层石墨间隙的放电间隙个数，使得交流和直流耐受电压升高，但造成的结果是雷电保护电压水平的降低，无法解决交直流耐受与雷电电压保护水平之间相互制约的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的在于针对现有叠层石墨间隙存在的缺陷，提出一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器，显著提升多层过电压保护间隙的防护性能，有效解决过电压保护间隙的交直流电压耐受能力、抗续流能力与雷电过电压保护水平相互制约的技术问题，同时还可以有效解决传统石墨间隙与外部引出电气连接金属电极可焊性差的致命缺陷。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0010]一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器，包括固定多层间隙部分、可控多层间隙部分和智能可控开关；
[0011]固定多层间隙部分、可控多层间隙部分均由设置在绝缘外壳中的多层放电间隙串联而成，且固定多层间隙部分和可控多层间隙部分串联连接；每层放电间隙由成对设置的两个类梯形铜铬合金电极和中间绝缘介质材料组成，类梯形电极包括中间梯形结构和从梯
形结构两侧向外延伸出的延伸部，两个类梯形电极顶部相向对称放置，环形结构的绝缘介质材料位于两个类梯形电极的延伸部之间；
[0012]智能可控开关输入端能够自动耦合来自过电压的能量，智能可控开关输出端与可控多层间隙部分并联，当对操作过电压和雷电过电压时，智能可控开关能够迅速导通短路可控多层间隙部分。
[0013]进一步，设置在绝缘外壳中的多层放电间隙通过贯穿各电极和绝缘介质材料的绝缘连杆串联连接，绝缘介质材料为环形结构；
[0014]固定多层间隙部分最上层电极和可控多层间隙部分最下层电极分别引出绝缘外壳作为上引出电极和下引出电极，固定多层间隙部分最下层电极和可控多层间隙部分最上层电极连接引出绝缘外壳作为触发电极，智能可控开关输出端与触发电极和下引出电极连接。
[0015]进一步，智能可控开关包括自动能量耦合触发电路和触发型开关，自动能量耦合触发电路由上耦合电容C1、下耦合电容C2和一只连接在上耦合电容C1和下耦合电容C2之间的隔离间隙及脉冲变压器T组成；
[0016]自动能量耦合触发电路的两个输入端分别与上引出电极和下引出电极相连或者分别与触发电极和下引出电极相连，触发型开关输出端连接在触发电极和下引出电极之间。
[0017]进一步，所述铜铬合金电极外形为圆形、方形或椭圆形。
[0018]进一步，各放电间隙中两电极距离为0.5
‑
1.5mm，绝缘介质材料厚度是两电极距离的1.5
‑
2倍。
[0019]进一步，所述类梯形电极中间梯形结构顶部，及中间梯形结构与延伸部连接处进行了倒角处理。
[0020]进一步，可控多层间隙部分的放电间隙个数占电压保护器总间隙数量的10
‑
30％或50％以上。
[0021]本专利技术基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器，固定多层间隙部分、可控多层间隙部分均由设置在绝缘外壳中的多层放电间隙串联而成，每层放电间隙由成对设置的两个类梯形铜铬合金电极和中间绝缘介质材料组成，利用铜铬合金的高良好的导电、导热能、高硬度、耐磨抗爆以及可加工性和可焊性制作而成的工程化多层结构过电压保护间隙，使得过电压保护器的引出电极与多层过电压保护器具有优良的可焊接性，彻底解决了目前石墨多层间隙过电压保护器因引出电极可焊性差导致的性能不可靠甚至失效而造成雷击事故发生的严重缺陷。
[0022]固定多层间隙部分和可控多层间隙部分串联连接，智能可控开关输出端与可控多层间隙部分并联，正常工作状态下，智能可控开关不会对多层保护间隙可控部分的工作状态造成影响，整个多层间隙承担交直流工作电压，运行的安全性很好；当对操作过电压和雷电过电压时，智能可控开关能够迅速导通短路可控多层间隙部分，有效改善了多层过电压保护间隙的伏安特性，有效改善了多层过电压保护间隙的伏安特性，提升了多层过电压保护间隙的工频耐压特性和雷电电压保护水平。
[0023]本专利技术在多层间隙结构中增加触发电极和智能可控开关，通过采用智能可控开关对多层间隙过电压保护器可控部分的控制，使得可控多层间隙过电压保护器不仅具有对外
电气连接电极的可焊性，而且这种多层结构的过电压间隙具有交直流耐受电压高、雷电电压保护水平高、响应时间快、抗工频或直流后续电流能力强等显著特点，很好地解决了多层间隙过电压保护器工频、直流耐受与雷电电压保护水平差相互制约的技术难题，可以用于通信领域、乃至电力领域等应用场合的直接雷击和雷电感应过电压的防护。
附图说明
[0024]图1a是本专利技术多层间隙过电压防护器的铜铬合金电极材料结构示意图
[0025]图1b为矩形铜铬合金材料的横截面示意图
[0026]图1c为棒状铜铬合金材料的横截面示意图
[0027]图2a是本专利技术的多层间隙过电压保护器的铜铬合金电极结构示意图一
[0028]图2b是本专利技术的多层间隙过电压保护器的铜铬合金电极结构示意图二
[0029]图2c是本专利技术的多层间隙过电压保护器的铜铬合金电极放电间隙的结构示意图
[0030]图3是本专利技术的基于高可焊性的可控多层间隙过电压保护器的结构示意图；
[0031]图4是本专利技术中智能可控开关的结构示意图；
[0032]图中：1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器，其特征在于：包括固定多层间隙部分、可控多层间隙部分和智能可控开关；固定多层间隙部分、可控多层间隙部分均由设置在绝缘外壳(4)中的多层放电间隙串联而成，且固定多层间隙部分和可控多层间隙部分串联连接；每层放电间隙由成对设置的两个类梯形铜铬合金电极和中间绝缘介质材料组成，类梯形电极包括中间梯形结构和从梯形结构两侧向外延伸出的延伸部，两个类梯形电极顶部相向对称放置，环形结构的绝缘介质材料位于两个类梯形电极的延伸部之间；智能可控开关输入端能够自动耦合来自过电压的能量，智能可控开关输出端与可控多层间隙部分并联，当对操作过电压和雷电过电压时，智能可控开关能够迅速导通短路可控多层间隙部分。2.根据权利要求1所述的一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器，其特征在于：设置在绝缘外壳(4)中的多层放电间隙通过贯穿各电极和绝缘介质材料的绝缘连杆(5)串联连接，绝缘介质材料为环形结构；固定多层间隙部分最上层电极和可控多层间隙部分最下层电极分别引出绝缘外壳(4)作为上引出电极(1)和下引出电极(2)，固定多层间隙部分最下层电极和可控多层间隙部分最上层电极连接引出绝缘外壳(4)作为触发电极(3)，智能可控开关输出端与触发电极(3)和下引出电极(2)连接。3.根据权利要求2所述的一种基于铜铬合金的高可焊性可控多层间隙过电压保护器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚学玲，孙晋茹，陈景亮，焦梓家，乐杨晶，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：