JPH0362484A - 高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管 - Google Patents
高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管Info
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- JPH0362484A JPH0362484A JP19785089A JP19785089A JPH0362484A JP H0362484 A JPH0362484 A JP H0362484A JP 19785089 A JP19785089 A JP 19785089A JP 19785089 A JP19785089 A JP 19785089A JP H0362484 A JPH0362484 A JP H0362484A
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- gas
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高電圧で放電させる高電圧スイッチ素子用ガス
入り放電管に関する。
入り放電管に関する。
（従来の技術）
ガス入り放電管は電子機器をサージから保護する避雷管
等に用いられる。第３図は避雷管に用いられるガス入り
放電管の従来例を示す。図で１および２はライン電極、
３ａ、３ｂは放電電極、４は外囲器である。ライン電極
３ａ、３ｂは放電管内に不活性ガスを封入して外囲器４
の端面に気密にろう付けされる。
等に用いられる。第３図は避雷管に用いられるガス入り
放電管の従来例を示す。図で１および２はライン電極、
３ａ、３ｂは放電電極、４は外囲器である。ライン電極
３ａ、３ｂは放電管内に不活性ガスを封入して外囲器４
の端面に気密にろう付けされる。
ガス入り放電管は放電電極の電極間間隔あるいは封入ガ
ス圧等を変えることによって放電電圧を変えることがで
きるが、たとえば避雷管として用いる場合、放電開始電
圧４００ｖ程度を得るためには。
ス圧等を変えることによって放電電圧を変えることがで
きるが、たとえば避雷管として用いる場合、放電開始電
圧４００ｖ程度を得るためには。
放電電極の電極間間隔を１ｍｍ 、外囲器内壁面と放電
電極外壁面との間隔を１ｍｍ 、封入ガス圧をアルゴン
ガス２５０ｍｍ１１ｇ程度としている。
電極外壁面との間隔を１ｍｍ 、封入ガス圧をアルゴン
ガス２５０ｍｍ１１ｇ程度としている。
ガス入り放電管は放電電極の電極間間隔を大きくし封入
ガス圧を高くしていくと放電電圧を１０ｋＶ程度以上に
することができるが、このような、高電圧での放電電圧
を利用して、高電圧でスイッチングするスイッチ素子と
して利用することが可能になる。
ガス圧を高くしていくと放電電圧を１０ｋＶ程度以上に
することができるが、このような、高電圧での放電電圧
を利用して、高電圧でスイッチングするスイッチ素子と
して利用することが可能になる。
（発明が解決しようとする課題）
上記のようにガス入り放電管を高電圧で作動するスイッ
チ素子として用いる場合は、高電圧下で安定的に放電さ
せる必要があるが、１０ｋＶ〜２０ｋＶもの高電圧で放
電するガス入り放電管を設計する場合は、従来の低電圧
用のガス入り放電管を設計する場合とは異なる新たな問
題点が生じる。
チ素子として用いる場合は、高電圧下で安定的に放電さ
せる必要があるが、１０ｋＶ〜２０ｋＶもの高電圧で放
電するガス入り放電管を設計する場合は、従来の低電圧
用のガス入り放電管を設計する場合とは異なる新たな問
題点が生じる。
すなわち、ガス入り放電管の放電開始電圧を高くするた
めには、−殻内には放電電極の電極間間隔を大きくし、
電離電圧の高いガスを高圧で封入する。しかし、電極間
間隔を大きくすると放電維持電圧（Ｖｄ）が高くなりエ
ネルギーロスが大きくなり、また電離電圧の高いガスを
使用した場合も同様にエネルギーロスが大きくなって安
定に放電させることができないことから、高電圧でも安
定的に放電させるためには、電極間間隔をある程度以下
に限定するとともに、外囲器の内壁にそって放電する現
象（沿面放電）をなくすようにしなければならない。
めには、−殻内には放電電極の電極間間隔を大きくし、
電離電圧の高いガスを高圧で封入する。しかし、電極間
間隔を大きくすると放電維持電圧（Ｖｄ）が高くなりエ
ネルギーロスが大きくなり、また電離電圧の高いガスを
使用した場合も同様にエネルギーロスが大きくなって安
定に放電させることができないことから、高電圧でも安
定的に放電させるためには、電極間間隔をある程度以下
に限定するとともに、外囲器の内壁にそって放電する現
象（沿面放電）をなくすようにしなければならない。
すなわち、低電圧で使用するガス入り放電管では、電極
間間隔を小さくして放電開始電圧を下げると共に沿面放
電をおきやすくしてサージを回避しやすくしているが、
高電圧用のガス入り放電管では、放電電極の電極間間隔
、電極形状等を適切に設計して所定の放電開始電圧が得
られるようにしなければならない。
間間隔を小さくして放電開始電圧を下げると共に沿面放
電をおきやすくしてサージを回避しやすくしているが、
高電圧用のガス入り放電管では、放電電極の電極間間隔
、電極形状等を適切に設計して所定の放電開始電圧が得
られるようにしなければならない。
そこで、本発明者は放電電極サイズ等について実験を行
い、１０ｋＶ〜２０ｋＶ程度の高電圧で放電させるガス
入り放電管に対して好適なサイズ形状を得たものである
。すなわち、本発明の目的とするところは、高い放電開
始電圧を得ることができ、高電圧のスイッチ素子として
効果的に利用することのできる高電圧スイッチ素子用ガ
ス入り放電管を提供するところにある。
い、１０ｋＶ〜２０ｋＶ程度の高電圧で放電させるガス
入り放電管に対して好適なサイズ形状を得たものである
。すなわち、本発明の目的とするところは、高い放電開
始電圧を得ることができ、高電圧のスイッチ素子として
効果的に利用することのできる高電圧スイッチ素子用ガ
ス入り放電管を提供するところにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。
すなわち、内部に高圧力でガスを封入して、筒状の外囲
器の両端にライン電極を気密にろう付けすると共に、ラ
イン電極のフランジの中央部がら外囲器内で向かい合わ
せに円柱状の放電電極を突設し、１０ｋＶ以上の放電開
始電圧で放電させる高電圧スイッチ素子用ガス入り放電
管であって、前記放電電極の半径ｄ、放電電極の電極間
間隔Ｄ、放電電極の外壁面と外囲器の内壁面との間隔Ｄ
′が、式ｄ ＜Ｄ≦Ｄ′をみたすことを特徴とする。
器の両端にライン電極を気密にろう付けすると共に、ラ
イン電極のフランジの中央部がら外囲器内で向かい合わ
せに円柱状の放電電極を突設し、１０ｋＶ以上の放電開
始電圧で放電させる高電圧スイッチ素子用ガス入り放電
管であって、前記放電電極の半径ｄ、放電電極の電極間
間隔Ｄ、放電電極の外壁面と外囲器の内壁面との間隔Ｄ
′が、式ｄ ＜Ｄ≦Ｄ′をみたすことを特徴とする。
（作用）
前記放電電極の半径をｄ、放電電極の電極間間隔をＤ、
放電電極の外壁面と外囲器の内壁面との間隔をＤ′とし
たとき、式ｄ ＜Ｄ≦Ｄ′は放電電極の電極間間隔を放
電電極の半径よりも大きくすること、および放電電極の
外壁面と外囲器の内壁面との間隔を電極間間隔に等しい
か電極間間隔よりも大きくすることを意味する。ガス入
り放電管はこの条件を満たすことによって、高電圧領域
において沿面放電を発生させなくすることができる。
放電電極の外壁面と外囲器の内壁面との間隔をＤ′とし
たとき、式ｄ ＜Ｄ≦Ｄ′は放電電極の電極間間隔を放
電電極の半径よりも大きくすること、および放電電極の
外壁面と外囲器の内壁面との間隔を電極間間隔に等しい
か電極間間隔よりも大きくすることを意味する。ガス入
り放電管はこの条件を満たすことによって、高電圧領域
において沿面放電を発生させなくすることができる。
（実施例）
以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図は、本発明に係る高電圧スイッチ素子用放電管の
一実施例を示す断面図である。図で１０および１２はラ
イン電極で、それぞれフランジの中央部から小円柱状の
放電電極１０ａ、１２ａを向かい合わせに突出させて成
る。放電電極１０ａ、１２ａの頂部周縁部は角丸に形成
される。
一実施例を示す断面図である。図で１０および１２はラ
イン電極で、それぞれフランジの中央部から小円柱状の
放電電極１０ａ、１２ａを向かい合わせに突出させて成
る。放電電極１０ａ、１２ａの頂部周縁部は角丸に形成
される。
１４はライン電極１０および１２のフランジの外径と同
サイズのセラミック筒体からなる外囲器である。外囲器
１４の両端面には上記電極１０および１２のフランジが
気密にろう付けされる。この外囲器１４および電極１０
．１２によって密封された放電管内にはクリプトンガス
が封入されている。
サイズのセラミック筒体からなる外囲器である。外囲器
１４の両端面には上記電極１０および１２のフランジが
気密にろう付けされる。この外囲器１４および電極１０
．１２によって密封された放電管内にはクリプトンガス
が封入されている。
１６は外囲器１４の内壁面に設けたトリガ線である。こ
のトリガ線１６は放電開始の初回の放電を誘発させるた
めに設けるもので、ライン電極１０．１２の一方のフラ
ンジから他方のライン電極に向けてカーボン等を細線状
に設ける。トリガ線１６の引き伸ばした先端は放電電極
１０ａ、１２ａの頂部付近で止める。
のトリガ線１６は放電開始の初回の放電を誘発させるた
めに設けるもので、ライン電極１０．１２の一方のフラ
ンジから他方のライン電極に向けてカーボン等を細線状
に設ける。トリガ線１６の引き伸ばした先端は放電電極
１０ａ、１２ａの頂部付近で止める。
実施例のガス入り放電管は放電開始電圧を２０ｋＶとす
るため、放電電極１０ａ、１２ａの電極間間隔を３ｍｍ
クリプトンガスの封入圧力を１５ｋｇ／ｃｍ’にしてい
る。外囲器１４の内径は１１．５ｍｍである。
るため、放電電極１０ａ、１２ａの電極間間隔を３ｍｍ
クリプトンガスの封入圧力を１５ｋｇ／ｃｍ’にしてい
る。外囲器１４の内径は１１．５ｍｍである。
なお、用いる不活性ガスとしてはクリプトンガスの他ア
ルゴンガスや他のガスでもよく、これらの混合ガスでも
よい。
ルゴンガスや他のガスでもよく、これらの混合ガスでも
よい。
ガス入り放電管の放電開始電圧を高くするためには前述
したように、放電電極１０ａ、１２ａの電極間間隔を大
きくし、封入ガス圧力を高める必要があるが、同時に放
電電極１０ａ、１２ａの電極間間隔および放電電極１０
ａ、１２ａの外壁面と外囲器１４の内壁面との間隔、放
電電極の径サイズ等を適当に設定する必要がある。
したように、放電電極１０ａ、１２ａの電極間間隔を大
きくし、封入ガス圧力を高める必要があるが、同時に放
電電極１０ａ、１２ａの電極間間隔および放電電極１０
ａ、１２ａの外壁面と外囲器１４の内壁面との間隔、放
電電極の径サイズ等を適当に設定する必要がある。
これらの関係で最適な関係を知るため、放電電極の径サ
イズを変えて沿面放電が発生する率を観察した。なお、
第１図に示すように、放電電極の電極間間隔をＤ、放電
電極の半径をｄ、放電電極と外囲器の内壁面との距離を
Ｄ′とする。
イズを変えて沿面放電が発生する率を観察した。なお、
第１図に示すように、放電電極の電極間間隔をＤ、放電
電極の半径をｄ、放電電極と外囲器の内壁面との距離を
Ｄ′とする。
実験は電極間間隔Ｄ＝３ｍｍ、外囲器の内径サイズを１
１．５ｍｍの一定値に設定し、放電電極の径サイズを変
えたときの沿面放電発生頻度を測定した。
１．５ｍｍの一定値に設定し、放電電極の径サイズを変
えたときの沿面放電発生頻度を測定した。
放電管内にはクリプトンガスを１５ｋｇ／ ｃｍ’で封
入し、２０ｋＶの放電電圧で所定周期でくり返し放電さ
せて沿面放電が発生したかどうかみた。沿面放電が発生
したかどうかは、沿面放電が発生した場合には放電電圧
が２０ｋＶにまで上昇しないことによって知ることがで
きる。
入し、２０ｋＶの放電電圧で所定周期でくり返し放電さ
せて沿面放電が発生したかどうかみた。沿面放電が発生
したかどうかは、沿面放電が発生した場合には放電電圧
が２０ｋＶにまで上昇しないことによって知ることがで
きる。
第２図（ａ）に示すグラフの縦軸は沿面放電発生頻度を
パーセント表示したもので、横軸は放電電極の半径ｄを
示す。グラフから、ｄ ＝４．５ｍｍ、４．０ｍｍの場
合は１００Ｘ沿面放電が発生し、放電電極が細径になる
にしたがって沿面放電が減少することがわかる。とくに
、ｄ ＝２．５ｍｍの場合は沿面放電の発生率はＯであ
った。
パーセント表示したもので、横軸は放電電極の半径ｄを
示す。グラフから、ｄ ＝４．５ｍｍ、４．０ｍｍの場
合は１００Ｘ沿面放電が発生し、放電電極が細径になる
にしたがって沿面放電が減少することがわかる。とくに
、ｄ ＝２．５ｍｍの場合は沿面放電の発生率はＯであ
った。
第２図（ｂ）は沿面放電発生頻度を横軸に放電電極の外
壁面と外囲器の内壁面との間隔Ｄ′をとって表示したも
ので、第２図（ａ）と対応してＤ ’ ＝３．０ｍｍ、
３、２５ｍｍになると、沿面放電の発生頻度がきわめて
低くなることがわかる。
壁面と外囲器の内壁面との間隔Ｄ′をとって表示したも
ので、第２図（ａ）と対応してＤ ’ ＝３．０ｍｍ、
３、２５ｍｍになると、沿面放電の発生頻度がきわめて
低くなることがわかる。
上記の実験結果は、放電電極の外壁面と外囲器の内壁面
との間隔Ｄ′をかなりあけることによって沿面放電を防
止することができることを示すもので、実用範囲として
は、Ｄ′を電極間間隔りと同じか電極間間隔りよりもを
大きくする条件、すなわちＤ≦Ｄ′ ・・・■が好適な
条件となる。
との間隔Ｄ′をかなりあけることによって沿面放電を防
止することができることを示すもので、実用範囲として
は、Ｄ′を電極間間隔りと同じか電極間間隔りよりもを
大きくする条件、すなわちＤ≦Ｄ′ ・・・■が好適な
条件となる。
また、放電電極の径サイズについてみると、電極間間隔
りよりもｄが小さな範囲、すなわちｄ〈Ｄ・・・■が実
用条件となる。したがって、■および■式から、沿面放
電を防止するに好適な条件として ｄ ＜Ｄ≦Ｄ′が得
られる。
りよりもｄが小さな範囲、すなわちｄ〈Ｄ・・・■が実
用条件となる。したがって、■および■式から、沿面放
電を防止するに好適な条件として ｄ ＜Ｄ≦Ｄ′が得
られる。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。
（発明の効果）
本発明に係るガス入り放電管によれば、式ｄくＤ≦Ｄ′
に基づいて、放電電極の電極間間隔、放電電極外壁面と
外囲器内壁面との間隔および放電電極の径サイズを決め
ることによって、高電圧をかけた際に沿面放電が発生し
ないようにすることができ、放電開始電圧を高電圧で安
定的に維持することができ、高電圧スイッチ素子等とし
て好適に利用することができるという著効を奏する。
に基づいて、放電電極の電極間間隔、放電電極外壁面と
外囲器内壁面との間隔および放電電極の径サイズを決め
ることによって、高電圧をかけた際に沿面放電が発生し
ないようにすることができ、放電開始電圧を高電圧で安
定的に維持することができ、高電圧スイッチ素子等とし
て好適に利用することができるという著効を奏する。
第１図は本発明に係る高電圧スイッチ素子用ガス入り放
電管の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は
沿面放電発生頻度を示すグラフ、第３図は避雷管として
用いたガス入り放電管の従来例を示す断面図である。 １０．１２−−−ライン電極、 １０ａ、１２ａ・・
・放電電極、 １４・・・外囲器、１６・・・トリガ線
。
電管の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は
沿面放電発生頻度を示すグラフ、第３図は避雷管として
用いたガス入り放電管の従来例を示す断面図である。 １０．１２−−−ライン電極、 １０ａ、１２ａ・・
・放電電極、 １４・・・外囲器、１６・・・トリガ線
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内部に高圧力でガスを封入して、筒状の外囲器の両
端にライン電極を気密にろう付けすると共に、ライン電
極のフランジの中央部から外囲器内で向かい合わせに円
柱状の放電電極を突設し、１０ｋＶ以上の放電開始電圧
で放電させる高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管であ
って、 前記放電電極の半径ｄ、放電電極の電極間間隔Ｄ、放電
電極の外壁面と外囲器の内壁面との間隔Ｄ′が、式ｄ＜
Ｄ≦Ｄ′をみたすことを特徴とする高電圧スイッチ素子
用ガス入り放電管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19785089A JPH0362484A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19785089A JPH0362484A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0362484A true JPH0362484A (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=16381378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19785089A Pending JPH0362484A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0362484A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04349386A (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-03 | West Electric Co Ltd | 内燃機関点火装置用の定電圧放電管 |
| WO2004091060A1 (ja) * | 2003-04-10 | 2004-10-21 | Okaya Electric Industries Co., Ltd. | 放電管及びサージ吸収素子 |
| JP2006302807A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Okaya Electric Ind Co Ltd | 放電管 |
| JP2016533015A (ja) * | 2013-08-29 | 2016-10-20 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | サージ避雷器 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP19785089A patent/JPH0362484A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04349386A (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-03 | West Electric Co Ltd | 内燃機関点火装置用の定電圧放電管 |
| WO2004091060A1 (ja) * | 2003-04-10 | 2004-10-21 | Okaya Electric Industries Co., Ltd. | 放電管及びサージ吸収素子 |
| KR100711943B1 (ko) * | 2003-04-10 | 2007-05-02 | 오카야 덴기 산교 가부시키가이샤 | 방전관 |
| KR100735859B1 (ko) * | 2003-04-10 | 2007-07-04 | 오카야 덴기 산교 가부시키가이샤 | 방전관 |
| JP2006302807A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Okaya Electric Ind Co Ltd | 放電管 |
| JP2016533015A (ja) * | 2013-08-29 | 2016-10-20 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | サージ避雷器 |
| US9627855B2 (en) | 2013-08-29 | 2017-04-18 | Epcos Ag | Surge arrester |
| EP3039755B1 (de) * | 2013-08-29 | 2021-02-24 | TDK Electronics AG | Überspannungsableiter |
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