具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

请参阅图1和图2，现对本申请实施例提供的主动切除故障式气体放电管进行说明。该主动切除故障式气体放电管包括第一绝缘管体100、两电极200和两连接件300。其中，两电极200分别设置于第一绝缘管体100的两端，并与第一绝缘管体100合围形成放电腔400，两电极200朝向放电腔400的表面形成放电面210；各连接件300夹设于对应的电极200和第一绝缘管体100之间，用于将对应的电极200密封连接至第一绝缘管体100，两连接件300均设有高温连接部310，且两连接件300中的至少一连接件300还设有低温连接部320，低温连接部320与对应的高温连接部310首尾相连呈环形，低温连接部320的熔点低于高温连接部310的熔点。

具体地，气体放电管可以为二极管、三极管或者多极管，可以根据需要进行设置，在此不作唯一限定。

具体地，第一绝缘管体100可以陶瓷管体、玻璃管体或其他适合制作气体放电管的管体，可以根据需要进行设置，在此不作唯一限定。

具体地，电极200靠近第一绝缘管体100一侧的表面的面积大于第一绝缘管体100的端面面积，第一绝缘管体100的一端连接于其中一个电极200靠近第一绝缘管体100一侧的表面的中部，第一绝缘管体100的另一端连接于另一个电极200靠近第一绝缘管体100一侧的表面的中部。

具体地，两连接件300可以均设有低温连接部320，这样，气体放电管的放电腔400内部温度达到低温连接部320的熔点时，气体放电管的两端均会出现由于低温连接部320熔化而形成的开口，便于放电腔400内外的气体快速交换，从而更加及时地切断工频续流，安全性能好。当然，两连接件300也可以设置为，其中一个连接件300同时设有低温连接部320和高温连接部310，另一个连接件300仅设有高温连接部310，可以减少同时设有高温连接部310和低温连接部320的连接件300的使用量，降低制造成本，提高制造效率。

并且，设有低温连接部320的连接件300中，低温连接部320的数量可以是一个、两个等，高温连接部310的数量也可以是一个、两个等。比如，设有低温连接部320的连接件300可以包括一个低温连接部320和一个高温连接部310，该低温连接部320和高温连接部310首尾相连成环形。再比如，设有低温连接部320的连接件300可以包括两个低温连接部320和两个高温连接部310，两个低温连接部320和两个高温连接部310交替地首尾相连成环形。在低温连接部320熔化时，能够在放电腔400的不同位置形成开口。

需要说明的是，低温连接部320的熔点和高温连接部310的熔点均可以根据气体放电管的通流容量、冲击击穿电压等进行选择，在此不作唯一限定。

一般地，高温连接部310是指熔点为700℃及大于700℃的连接部，高温即700℃及大于700℃的温度。低温是相对该高温而言的较低的温度，为400℃及低于400℃的温度。低温连接部320是指熔点小于或等于400℃的连接部。优选的，低温为介于300℃和400℃之间的温度。低温连接部320是指熔点介于300℃和400℃之间的连接部。

本实施例提供的主动切除故障式气体放电管的有益效果在于：与现有技术相比，本实施例提供的主动切除故障式气体放电管，不仅能够泄放雷电流或过电压，对与气体放电管并联的其他器件具有保护作用；而且在雷电流或过电压过大，导致气体放电管内的工频续流过大或持续时间过长的情况下，放电腔400内的温度逐渐升高至低温连接部320的熔点时，连接件300的低温连接部320会逐渐熔化，在第一绝缘管体100的端部形成开口，使放电腔400内外能够进行气体交换，从而遮断工频续流，避免气体放电管发生爆炸，提升气体放电管的安全性能；并且，由于连接件300中高温连接部310的熔点高于低温连接部320的熔点，在放电腔400内的温度达到低温连接部320的熔点后，高温连接部310依然不会熔化，连接件300不会产生过多的熔融液滴，可以避免熔融液滴溅射至第一绝缘管体100内在第一绝缘管体100内产生短路现象，提升气体放电管的安全性能，且由于高温连接部310依然能够使两电极200与第一绝缘管体100保持连接，还可避免电极200从第一绝缘管体100上崩落而对外部人员或设备造成冲击，进一步提升气体放电管的安全性能。

另外，相比于使用仅设有低温连接部320的连接件300，本实施例采用的同时设有低温连接部320和高温连接部310的连接件300，在放电腔400的温度升高至低温连接部320的熔点时，高温连接部310吸收的热量仅用于增加高温连接部310的温度，不发生相变，而低温连接部320吸收的热量，用于改变相态以及增加温度，相比于高温连接部310，低温连接部320温度上升更缓慢，放电腔400的热量会更容易传导至与放电腔内的温度相比温差更大的低温连接部320，从而加速低温连接部320的熔化，使得气体放电管能更加快速地切断工频续流，灵敏度高。且仅设有低温连接部320的连接件300，其低温连接部320用料多且覆盖面积广，在低温连接部320融化时，会形成大量的熔融液滴，极易溅射至第一绝缘管体100内部形成短路，甚至导致两电极200熔化，影响气体放电管的故障失效响应特性。

其次，相比于使用仅设有低温连接部320的连接件300，本实施例提供采用的同时设有低温连接部320和高温连接部310的连接件300，可以通过卡槽式的安装方式安装在电路板等器件上，安装时，可以依据第一绝缘管体100上的高温连接部310和低温连接部320的标记，或通过其他方式，使高温连接部310位于在卡槽底部，低温连接部320位于卡槽顶部，这样，通过高温连接部310直接接触电路板等器件，可避免低温连接部320受热熔化时，损伤电路板等其他器件而造成的过电压保护装置失效。

再次，相比于使用仅设有低温连接部320的连接件300，本实施例提供采用的同时具有低温连接部320和高温连接部310的连接件300，可以通过调整低温连接部320与高温连接部310的面积、体积等的比值，来适应不同的通流容量的气体放电管，使各种型号的气体放电管既具有合适的过电压保护能力又具有较强的遮断工频续流的能力，使产品具有极大的推广应用价值。

在本申请另一个实施例中，低温连接部320为低温焊料、低温粘合剂或者硅胶中的其中一种或多种的结合。

具体地，低温连接部320在连接件300安装于对应的电极200和第一绝缘管体100之间时，低温连接部320的一面朝向放电腔400内部，另一面朝向放电腔400的外部，在放电腔400内的温度高于底部连接部的熔点时，低温连接部320吸热熔化、变形或者软化，可使放电腔400密封失效。低温焊料可以采用熔点为400℃的锡锑铅合金焊料、熔点为327℃的铅焊料、熔点为420℃的锌焊料等，低温焊料的熔点还可以是227℃、199℃、382℃等，不作唯一限定。低温粘合剂还可以采用有机胶水。

采用上述结构的气体放电管，其低温连接部320在放电腔400的温度高于熔点温度时，会融化而使放电腔400密封失效，放电腔400内外能够进行气体交换，进而能够切断工频续流。

在本申请另一个实施例中，高温连接部310为高温焊料。高温焊料在放电腔400的温度高于低温连接部320的熔点温度时，可使对应的电极200和第一绝缘管体100保持连接，避免电极200崩落而对外部人员或设备造成伤害。

具体地，高温焊料的熔点温度可以为700℃、720℃、730℃、740℃、760℃、770℃、780℃、790℃、800℃等，在此不作唯一限定。

可选的，高温焊料为铜银合金焊料。

在本申请另一个实施例中，设有低温连接部320的连接件300包括至少两个低温连接部320和至少两个高温连接部310，至少两个低温连接部320和至少两个高温连接部310交替地连接形成环形。这样，在低温连接部320熔化时，能够在放电腔400的不同位置形成开口，可避免仅设置单个低温连接部320时，需要确保该低温连接部320在气体放电管的外部不被其他结构遮挡，而对气体放电管安装方式、方位产生限制，增加气体放电管的安装难度。

在本申请另一个实施例中，请参阅图2，电极200的放电面210为凸面，能够使得两电极200的中部，即两电极200距离更短的部位发生间隙放电，避免损伤第一绝缘管体100。

在本申请另一个实施例中，电极200的放电面210为平面(图未示出，图中所示电极200的放电面210为凸面)。相比于放电面210为凸面的电极200，放电面210为平面的电极200，在放电面210出现放电时，产生的热量直接经过平面传导致外周的连接件300上，热量传导的距离更短，低温连接部320熔化速度快，放电腔400端部更快地出现开口，进而能够更快地遮断工频续流，保证气体放电管的安全性。

在本申请另一个实施例中，请参阅图1、图2和图4，主动切除故障式气体放电管还包括第二绝缘管体500，第二绝缘管体500套设于第一绝缘管体100外周并与第一绝缘管体100间隔设置，且第二绝缘管体500的两端分别与两电极200密封连接，第二绝缘管体500与第一绝缘管体100及两电极200合围形成气体容置腔600。

具体地，第二绝缘管体500可以为陶瓷管体、玻璃管体等，可以根据需要进行设置，在此不作唯一限定。

气体放电管在使用时，通常会在外部进行灌胶处理，以增加设备的防潮、防尘、绝缘、密封等性能。本实施例提供的气体放电管，通过设置第二绝缘管体500，在放电腔400的外周形成气体容置腔600，使放电腔400内的惰性气体在被灌胶封包裹，不能与外部空气进行气体交换的情况下，依然能够通过与气体容置腔600内的气体进行交换，实现工频续流的遮断，使气体放电管的应用范围更加广泛。

并且设有第二绝缘管体500的气体放电管，其电极200依然保持在外部，电极200可以直接通过引线连接至电路板等结构，避免将电极200设置在气体放电管的内部，而需要气体放电管的外壳等结构进行开孔处理，简化了气体放电管的零部件的制造工艺。

可选的，第二绝缘管体500和对应的电极200之间设有耐高温密封胶层700，耐高温密封胶层700用于将对应的电极200连接至第二绝缘管体500。耐高温密封胶层700在受热时不易变形或熔化，保证第二绝缘管体500和电极200连接的可靠性。

在本申请另一个实施例中，请参阅图3和图4，气体容置腔600用于容置惰性气体和/或空气。

具体地，气体容置腔600内的气体可以是空气、氩气、氖气等，可以根据需要进行设置。

需要说明的是，气体容置腔600内的气体主要用于与放电腔400内的惰性气体进行气体交换，以遮断放电腔400内的工频续流，所以我们并不希望气体容置腔600内的气体被击穿，而需要气体容置腔600内的气体具有较高的绝缘强度，由于在气体容置腔600内的气体的种类、两电极200之间的间隙宽度等因素确定时，气体的击穿压力随着气体压强的增大，先减小后增大，所以可以通过设置气体放电管内的气体种类的气体压强的大小，来避免施加在两电极200上的过电压击穿气体容置腔600内的气体，气体种类和气体压强的大小在此不作唯一限定。

可选的，气体容置腔600内可以充注高压空气、负压空气、高压惰性气体等，提高气体绝缘强度。也可以充注常压空气，节约生产成本。

在本申请另一个实施例中，请参阅图2，电极200由导电材料一体成型设置。可简化气体放电管的成产工艺，降低制造成本。

在本申请另一个实施例中，电极200包括相连接的导电部(图未显示)和绝缘部(图未显示)，导电部盖合于第一绝缘管体100的端部并用于与第一绝缘管体100合围形成放电腔400，绝缘部环绕于导电部的外周设置，并用于与第一绝缘管体100和第二绝缘管体500合围形成气体容置腔600。

具体地，电极200的导电部和绝缘部可以通过胶连接、卡扣连接等方式密封连接，在此不作唯一限定。

采用上述结构的气体放电管，气体容置腔600的两端为绝缘部，气体容置腔600内不易发生间隙放电，这样，气体容置腔600内的气体，始终能够在放电腔400内工频续流过大或者持续时间过长时，起到遮断工频续流的作用，使气体放电管的可靠性好。

本实施例还提供一种过电压保护装置(图未示出)，过电压保护装置包括上述主动切除故障式气体放电管。

由于上述过电压保护装置采用了上述主动切除故障式气体放电管的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

请参阅图1和图2，本实施例还提供一种主动切除故障式气体放电管的制备方法，该方法用于制备上述主动切除故障式气体放电管，该方法包括：

准备材料：准备两电极200、两连接件300和第一绝缘管体100，其中，两电极200的放电面210涂覆有电子发射材料，两连接件300均包括高温连接部310，且两连接件300中至少一连接件300包括高温连接部310和低温连接部320，高温连接部310的熔点高于低温连接部320的熔点；

装配：将两电极200分别设置于第一绝缘管体100的两端，并将各连接件300夹设于对应的电极200和第一绝缘管体100之间；

焊接：在惰性气体环境中，采用焊接炉，使各连接件300熔化后将对应的电极200与第一绝缘管体100固定连接。

本实施例提供的主动切除故障式气体放电管的制备方法，生产、组装工艺简单，制造成本低，制备完成的气体放电管遮断工频续流的能力强。

在本申请另一个实施例中，准备两连接件300的步骤包括：

准备环形的高温连接部310，并在环形的高温连接部310的表面的预定范围内通过气相沉积的方式形成低温连接部320。

本实施例，通过气相沉积的方法制备连接件300，工艺方法简单，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，高温连接部310和低温连接部320的结合力强，连接件300的结构强度好。

在本申请另一个实施例中，准备两连接件300的步骤包括：

分段浇铸高温连接部310和低温连接部320，形成连接件300。

采用分段浇铸的方法制备连接件300，连接件300的内部应力小，且生产成本低。

进一步地，上述主动切除故障式气体放电管的制备方法，在准备材料步骤中还包括准备第二绝缘管体500；

在装配步骤中还包括将第二绝缘管体500套设于第一绝缘管体100的外周并与第一绝缘管体100间隔设置；

在焊接步骤之后，还包括在惰性气体环境或者空气环境中，在两电极200和第二绝缘管体500的接口处涂覆耐高温密封胶层700，使第二绝缘管体500的两端分别与两电极200密封连接。

具体地，惰性气体环境和空气环境的压强可以根据需要进行设置，在此不作唯一限定。

本实施例提供的主动切除故障式气体放电管的制备方法，在焊接步骤之前将第二绝缘管体500套设在第一绝缘管体100外周，并在焊接步骤之后，采用耐高温密封胶层700使第二绝缘管体500和电极200固定连接，使得气体放电管的生产、组装工艺简单，制造效率高，制备完成后的气体放电管不仅遮断工频续流的能力强，且即使进行灌胶处理，也不会影响气体放电管的遮断工频续流的能力。

为了更清楚地说明本申请的原理，本实施例还提供一种气体放电管，请参阅图2，该气体放电管包括第一绝缘管体100、两电极200和两连接件300，两电极200分别设置于第一绝缘管体100的两端，并与第一绝缘管体100合围形成放电腔400，两电极200朝向放电腔400的表面形成放电面210；各连接件300夹设于对应的电极200和第一绝缘管体100之间，用于将对应的电极200密封连接至第一绝缘管体100，两连接件300中的其中一个设有高温连接部310，两连接件300中的另外一个设有高温连接部310和低温连接部320，且低温连接部320与高温连接部310首尾相连呈环形，其中，高温连接部310采用熔点为750℃的铜银合金焊料，低温连接部320采用熔点为420℃的锌焊料，且该气体放电管的直流击穿电压为600V。

对具有上述结构的气体放电管，进行故障失效响应特性试验。

1.试验原理

试验原理图如下图5所示，其中，组合波发生器为1.2/50μs、8/20μs组合波发生器；采样电阻R选取功率为100W，阻值为2Ω的有感水泥电阻，电感约为10mH，水泥电阻具有耐震、耐湿、耐热及良好散热，低价格等优点，其防爆性能也较好，能起保护作用。

2.试验方案

使用1.2/50μs、8/20μs组合波发生器模拟雷电过电压进行冲击试验，选用气体放电管接受幅值为2KA的8/20μs脉冲电流冲击，记录采样电阻两侧的电压波形。

3.试验结果分析

当直流稳压电源设置为6.5A，40V供电时，气体放电管能承受住电流脉冲冲击，此时气体放电管会出现弧光现象，产生工频续流并出现短路故障，采用示波器抓取的采样电阻的电压波形图如图6所示。波形振动较大，扰动较大。由波形可以看出：当气体放电管被击穿并产生工频续流时，采样电阻与气体放电管的串联回路形成通路，此时采样电阻的压降瞬间上升为14V。当气体放电管接受到工频续流故障开路式响应后，此时采样电阻与气体放电管的串联回路形成开路，采样电阻的压降瞬间变为0V。因此采样电阻电压降从14V-0V之间的时间就为气体放电管故障失效响应时间，气体放电管的故障失效响应时间约为7s。

可以看出，对具有上述结构的气体放电管进行故障失效响应特性试验，得到的效果较好，气体放电管具有较好的故障失效响应特性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。