JPS625018Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、放電開始を短時間で行うガス入放電
管に係り、特に通信装置を雷サージから保護する
ための避雷管に関するものである。

避雷管は、例えば通信ケーブルなどの通信装置
に雷サージが誘起された場合、この通信装置を雷
サージから保護するために使用するもので、通信
装置に流入した雷サージに基づく誘起電圧により
放電して大地にサージを流し、通信装置を保護す
るように動作する。従つて、この避雷管は性能
上、外部からの雷サージが流入した際に直ちに放
電を開始することが望ましい。しかし、避雷管は
原理的には不活性ガスを使用した冷陰極放電管の
一種であるため、一般に放電開始の遅れ時間を有
している。従つて、避雷管の放電電極の両端に直
流放電開始電圧以上のサージ電圧が印加されて
も、避雷管は直ちに放電を開始せず、放電開始ま
でにはその避雷管の特性に基づいた一定時間遅れ
が存在する。この放電開始遅れ時間は、避雷管の
放電間隙中に存在する初期電子数に依存し、初期
電子数が多い場合には放電開始遅れ時間は短かく
なり、逆に初期電子数が少ない場合には放電開始
遅れ時間は長くなる。この初期電子数を多量に供
給するために、従来の避雷管では多くの場合、管
内に放射性同位元素を封入する方法を採用してい
る。

例えば後述する実施例と同等の放電間隙の間隔
が0.9mm、絶縁性中空円筒の内径を６mm、対向配
置した放電電極の直径を各４mmとし、不活性ガス
としてArを40Torrの圧力で気密封入し、前記中
空円筒内壁面に放射性同位元素を被着してなる避
雷管に（10×200）μsec、1000Vのサージを印加
した場合の放電開始おくれ時間は約６μsecであ
り、放射性同位元素を封入していない同一構造の
避雷管に同一条件のサージを印加した場合のおく
れ時間は約10μsecであつた。

このように放射性同位元素を使用すると、放電
開始おくれ時間は短縮できるが、一方避雷管の製
作工程及び使用段階又は使用後の廃棄段階におい
て人体への安全性を配慮して、法律に基づいた
種々の処置が必要となり、この安全性確保のため
に多額の費用と工数が必要になるという難点があ
つた。

そこで取扱いにくい放射性同位元素を使用する
ことなく、小さな放電開始遅れ時間特性を有する
避雷管の検討が種々試みられている。

本考案はこのような状況に対応してなされたも
ので、放電電極間に絶縁体で支持され、該放電電
極と相対する表面に高電子放射能力を有する物質
の被着層を形成した強誘電性リング板体を挿入す
ることによつて、少くとも放射性同位元素と同程
度の放電開始遅れ時間を実現し得る避雷管を提供
するものである。

以下図面により実施例を詳細に説明する。

第１図は、本考案の実施例を示したもので、対
向配置された円形断面の放電電極１，１が中空円
筒形の気密外囲筐体２によつて、例えばろう付け
の方法で密封保持され、その相互間に放電間隙３
が形成され、更に避雷管の内部には不活性ガスが
封入されている。強誘電性リング板体４は外囲筐
体２の中間部分に、例えばガラス微粒子を適宜な
バインダと混合して、接着部に塗着後、加熱溶融
させるガラスフリツトを使用して支持される。こ
の強誘電性リング板体４の内径は放電間隙３を形
成する放電電極１の直径に比して若干小さく、放
電間隙３につき出るようにされている。また強誘
電性リング板体４の放電電極に対向する両表面に
高電子放射能力を有する三元酸化物（Ba・Sr・
Ca）０の被着層７が形成されている。従つて、
強誘電性リング板体と放電電極１との間隙５，６
の離間距離は極めて小さくなる。

かかる構造を有する避雷管は通信線と接続され
た通信装置入力端部において、放電電極１，１の
うちの一方を前記通信装置の入力回線に、他方を
大地電位に接続される。通信線に誘起された外来
サージが通信装置に流入しようとすると、前記強
誘電性リング板体４の存在のために、間隙５，６
の電界は極めて高くなり、前記高電子放射物質の
被着層７からの電子放出が起こり、これらの電子
によつて間隙５，６で部分放電が発生し、続いて
放電間隙３に放電が移行し、流入サージは放電間
隙３の放電路を通過して大地に流入することにな
る。即ち強誘電性リング板体４および被着層７の
存在は外囲筐体内の気体のイオン化を一層促進し
て、放電の開始をさらに早める作用をする。

このようにして、本考案の避雷管は放電開始遅
れ時間を短縮することが可能となり、更に放電間
隙３は強誘電性リング板体４によつて閉じられた
構造となつているので、反復サージが加えられて
放電電極から金属がスパツタしてもスパツタ物質
が外囲筐体２に付着しにくく、従つて絶縁抵抗の
劣化を防ぐことができる。

本実施例では前述のものと同等な放電間隙３の
間隔を0.9mm、セラミツク製の気密外囲筐体２の
外径を8.5mm、内径を６mm、放電電極１の直径を
４mmとし、強誘電性物質のチタン酸バリウム
（BaTiO₃）のリング板体４の外径を７mm、内径を
３mm、厚みを0.5mm、間隙５，６を0.2mmとし、さ
らにチタン酸バリウムのリング板体４の放電電極
１，１に対向する両表面に三元酸化物の被着層７
を形成している。管内には不活性ガスとしてAr
をガス圧40Torrで封入し、放電電極１，１をそ
れぞれ気密外囲筐体２にろう付けしている。この
避雷管に、（10×200）μsec、1000Vのサージを
印加した結果得られた放電開始遅れ時間は６μ
sec程度であり、前述の従来例の放射性同位元素
を用いた避雷管と略同等の放電開始遅れ時間が得
られ、放射性同位元素を用いない従来例の避雷管
の場合よりも遅れ時間は約60％に減少し得た。

以上詳細に説明したように、本考案に係る避雷
管は取扱い安全上種々制約の多い放射性同位元素
を用いることなく、放電電極間に、その表面に高
電子放射能力を有する物質を被着させた強誘電性
リング板体を挿入する手段によつて、前記放射性
同位元素を用いたものと同等の放電開始遅れ時間
特性を得ることが可能となるので、避雷管の製造
および取扱い上での人体に対する安全性が確保さ
れ、法律に基づいて義務づけられている安全性確
保のために必要な費用と工数を大幅に低減するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る避雷管の実施例の構造を
示す断面図である。 １……放電電極、２……気密外囲筐体、３……
放電間隙、４……強誘電性リング板体、５，６…
…間隙、７……高電子放射能力を有する物質の被
着層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 絶縁性中空円筒の対応端部に断面が円形をな
   す放電電極を対向配置して不活性ガスを気密封
   入し、前記放電電極間に放電空間を形成してな
   る避雷管において、前記放電空間内に前記絶縁
   性中空円筒で支持され、前記放電電極に相対す
   るその表面に高電子放射能力を有する物質の被
   着層を形成させた強誘電性リング板体を、該強
   誘電性リング板体の一部が前記放電電極間につ
   き出るように、前記強誘電性リング板体の内径
   を前記放電電極の直径に比して小さくし且つ前
   記強誘電性リング板体と前記放電電極との間隙
   を前記放電電極間の間隔に比して十分に小さく
   なるように挿入したことを特徴とする避雷管。 (2) 前記高電子放射能力を有する物質が三元酸化
   物（Ba・Sr・Ca）０であることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の避雷管。 (3) 前記強誘電性リング板体がチタン酸バリウム
   （BaTiO₃）で形成されていることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の避雷管。