金属陶瓷气体放电管稳定性研究.doc

金属陶瓷气体放电管稳定性研究.doc、铁路信号、广播电视、计算机、家用电髀、仪表等领域的过电压保护器件,它具有体积小、功率大、寿命长、冲击放电延时短、绝缘好、极间电容小等优点,是bl前最为理想的过电压防雷保护器件。由于现在信息高速公路的发展,计算机联网以及有线电视的普及,对传输线路的防雷及过电压保护的要求越来越高,这样,就必须要求放电管具有稳定的肓流击穿电压及较小的冲击击穿电压,也需要有较大的耐冲击电流的能力,国标GB9043—88及邮电部有关配线架生产的标准屮对放电管都提出了相应的要求,下面我们从放电管原理出发,讨论其击穿电压稳定性的问题,在此基础上,制备出优良品质的放电管。放电管的工作原理放电管的结构图如图1所示电极陶瓷管导电带电子粉Ag-Cu焊片-,由于电场作用,管内初始电了在电场作用下加速运动,与气体分了发生碰撞,一旦电了达到一定能量时,它与气体分了碰撞时发生电离,即屮性气体分了分离成电了和阳离了,电离出来的电了与初始电了在行进过稈屮还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离,从而电子数按几何级数增加,即发生电子雪屈现象,另外,电离岀來的阳离了也在电场作用下向阴极运动,与阴极表面发生碰撞,产生二次电了,二次电了也参加电离作用,一旦满足:r(ead-1)=1时放电管由非白持放电过渡到白持放电(1),管内气体被击穿,放电管放电,此时放电电压称为击穿电压Vs。其屮,「表示一个正离子轰击阴极表面而使阴极表面逸出的电子数,d为极间距离,a为电子的有效电离系数。放电管放电后,管了从绝缘态变为导体,管内产生电流,随着电流的增加,放电管由辉光放电变为弧光放电,而此时管压降远远小于Vs,而且其值不随电流的变化而变化,显现一种稳压态,从而达到过压保护作用。当充气压力与极间距离的乘积为定值时,放电管有一最小击穿电压Vsm,它仅与阴极表瓯及气体种类有关,其值如下:(2)Vsm=Vi+(l/am)Log(1/r)其屮Vi为气体的电离电位;am为在最小击穿电压下的有效电离系数;r为正离子打到阴极上产生的二次电子数;(即巴邢曲线最低点所对应的Pd值,如图2巴邢曲线)由下式给出:(2)Vsm(Pd)min= Zmin其屮:Zm为最小击穿电压的E/P值,E为电场强度,P为充气压力;不同的气体Zm值不同。可见,放电管在机械结构一定的情况下,阴极发射材料和充入气体的成分及压力,是其特性好坏的决定性因素。影响击穿电压的因索由以上分析可知,在极间距离及气体种类一定的情况下,放电管的击穿电压主要取决于阴极发射材料和充气气压,由于气体放电的机制比较复杂,理论计算值与实际的击穿电压值是有偏离的,影响击穿电压稳定性的因素较多,最主要的是阴极发射材料和内部的气氛的变化情况,下面我们着重讨论这两个因素对放电管的影响。,我们一般要求它发射效率高,耐离了轰击能力强,溅射小,它的配方及处理T艺,不但对直流击穿电压有影响,也直接影响到放电管的其他备参数。阴极发射材料涂复在电极两端,它有利于电了的发射,特别有利于初始电了的产生,由于不同的阴极材料具有不同的逸出功,因此在其他条件相同的情况下,不同的阴极材料,其击穿电压