[發明專利]帶外接觸發端子的多間隙金屬陶瓷氣體放電管

有效

• 申請號: 200710030857.8
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101378178A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 曾獻昌
• 申請（專利權）人: 曾獻昌
• 主分類號: H01T4/16
• 分類號: H01T4/16
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司
• 代理人: 孟慶茹

技術領域：

本發明涉及放電管技術領域，特指一種在強電電源系統中雷擊過電壓后，可以自熄的多間隙金屬陶瓷氣體放電管。?

背景技術：

金屬陶瓷放電管作為一個僅依賴于電壓的開關元件，憑借其超強的過電流能力、快速的響應時間及極小的極間電容，廣泛的應用在電子設備信號系統中防護雷擊及電磁脈沖帶來的過電壓對電子設備所造成的損害；而在目前電子設備電源系統中的應用僅限于等電位隔離接地，用來解決電子設備電源及信號雷擊過電壓防護方案中公共接地帶來的串音干擾問題。?

目前全球范圍內使用的單間隙金屬陶瓷氣體放電管都存在一共同的缺陷：在強電電源系統防雷中，單間隙金屬陶瓷氣體放電管雷擊過電壓過后由于電源系統能夠提供其維持放電的電壓及電流，致使過電壓過后不能自行關閉。?

所以單間隙金屬陶瓷氣體放電管不能直接應用在電子設備電源系統中的根本原因在于金屬陶瓷氣體放電管在強電電源系統中過電壓后不能自行關閉，導致電源短路使電源系統不能正常工作或使單間隙放電管自身損壞。?

由于該問題的存在，現有的防雷方案只好采用金屬氧化物壓敏電阻MOV。但從使用情況來看，金屬氧化物壓敏電阻作為一非線性電阻存在如下根本無法解決的問題：?

一，由于MOV固有特性漏電流的存在，使得MOV在電源系統中長時間的漏電流環境下，漏電流越來越大即所謂的老化，至致MOV因熱擊穿短路，并由此帶來火災的隱患，這也是電源防雷箱時常起火的根本原因。廣大防雷工程技術人員作出了各種努力雖有很大改善，但無法從根本上解決這一問題。?

二，MOV作為非線性電阻，雷擊過電流時電壓降高，在電源系統雷擊防護中沒有續流問題，這是其優點，但同時也帶來了功耗大，當通過無法承受的過電流時，MOV將炸碎而開路。?

三，從上面情況來看MOV的失效模式不確定，給應用帶來無法預知的結果。?

四，由于MOV固有特性壓比的存在，其殘余傳輸電壓高，單級防雷無法保證電子設備的過電壓防護要求，且一般用在第二級、第三級、第四級防雷箱中，帶來安裝的不便及成本的增高。?

五，由于MOV是氧化鋅陶瓷結構，其過電流能力與其截面積成正比，但截面積越大，在其燒制過程中越易變形，一般40KA8/20μS電流波以上其通電流能力就很難再做大。?

由以上所述，可以看出MOV用于電子設備電源過電壓的防護是無奈而勉強的做法。?

因此，制造出過電流能力遠大于雷擊及電磁脈沖帶來的過電流、殘余傳輸電壓對電子設備絕對安全、在電源系統中過電壓過后能自行關閉、沒有漏電流，長時間穩定工作的過電壓防護元件是全球雷擊及電磁脈沖過電壓防護行業迫切的技術需求。?

眾所周知，金屬陶瓷氣體放電管的過電流能力沒有極限，理論上可以做到無窮大，完全可以一步到位的將雷擊及電磁脈沖造成的過電流泄漏干凈。在世界上雷擊最嚴重地區探測到的雷擊峰值電流不過300KA8/20μS電流波，而金屬陶瓷氣體放電管目前已輕松做到500KA8/20μS電流完全能滿足應用要求；金屬陶瓷氣體放電管的殘余傳輸電壓，對于220V，50HZ而言使用標稱值為直流擊穿電壓為600V的金屬陶瓷氣體放電管，其脈沖擊穿電壓≤1200V電壓上升率為1000V/μS時，其殘余傳輸電壓為小于1200V的脈沖尖峰，該脈沖寬度約1.2μS，不會對電子設備帶來傷害，即使要徹底解決該脈沖殘余傳輸電壓，使用簡單的L、C濾波回路即可達到目的；金屬陶瓷氣體放電管的壽命目前已能輕松達到20年以上。?

綜上所述，單間隙金屬陶瓷氣體放電管應用于電子設備電源系統存在的問題即過電壓過后不能自行關閉。解決金屬陶瓷氣體放電管過電壓過后自行關閉的問題即解決了目前困擾防雷行業的防護方案中的潛在隱患，也達到了電源防雷的最佳方案的要求，這也正是本發明將要解決的問題。?

如圖1所示，為現有技術中普遍使用的單間隙金屬陶瓷氣體放電管的結構剖面示意圖，其包括，兩個放電電極01、一只金屬化瓷管02、一個氣體放電間隙03、四條脈沖點火電極04、兩層電子發射材料涂層05。?

但是，該結構有如下缺點：其輝光電壓僅70V、弧光電壓在電流＜100A時僅30V，電流＞100A時僅15V。過電壓后，電源系統將提供巨?大的短路電流給單間隙金屬陶瓷氣體放電管，產生高溫熱電子發射，同時由于交流電源系統功率因素的問題，電流電壓不同步致使單間隙金屬陶瓷氣體放電管在電源電壓過零后不能自行關閉。?

如何解決現有技術中單間隙金屬陶瓷氣體放電管的上述問題，成了本發明的關鍵。?