低殘壓超寬帶同軸避雷器的制造方法
【專利摘要】一種低殘壓超寬帶同軸避雷器。主要解決了現(xiàn)有的同軸避雷器放電通道少、通流能力差問題；放電不充分導(dǎo)致的殘壓高，容易損壞被保護設(shè)備的問題；通頻帶不夠?qū)?，?yīng)用范圍較小以及會引起通信信號失真的問題。其特征在于：所述主同軸芯（5）包括穿過絕緣支撐子（51）的接口部（53）和設(shè)于兩個絕緣支撐子（51）之間的等徑的芯體部（52），所述主同軸外殼（3）內(nèi)部同軸設(shè)有若干直徑不等的空腔。本發(fā)明提供的低殘壓超寬帶同軸避雷器其主同軸芯均勻，采用變換主同軸外殼空腔直徑的辦法實現(xiàn)阻抗的匹配。本發(fā)明的通頻帶寬，通流通道多，通流能力強，通過的高頻數(shù)字信號的頻譜豐富，信號保真性更強，應(yīng)用范圍廣，放電充分且殘壓低對后面的儀器設(shè)備保護性強。
【專利說明】低殘壓超寬帶同軸避雷器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的避雷器主要應(yīng)用于微波通信領(lǐng)域，特別涉及低殘壓超寬帶同軸避雷器。【背景技術(shù)】
[0002]給通信設(shè)備合理地加裝避雷器是防止其遭受雷擊侵害的首選。這種避雷器必須一方面能把雷電濾除，同時對傳輸?shù)耐ㄐ判盘柌荒苡刑蟮挠绊?。同軸避雷器就是根據(jù)通信信號頻譜與雷電脈沖的頻譜分布不同設(shè)計的避雷器。雷電脈沖的頻譜主要是直流與頻率幾十千赫茲以下的低頻成分，而通信頻率都是幾百兆以上的微波信號如800-2500ΜΗζ，兩者相差明顯，按照四分之一波長阻抗變換原理，把這種保護器中的短路同軸線的長度設(shè)計成工作波長的四分之一，此并聯(lián)的短路同軸線對于工作信號來說，其阻抗無窮大，相當于開路，不影響通信信號的傳輸，但對于雷電波來說，由于雷電能量主要分布在幾十千赫茲以下，短路同軸線對于雷電波阻抗很小，近似于短路，雷電能量被泄放入地。
[0003]現(xiàn)有的同軸避雷器導(dǎo)體大多采用外殼內(nèi)徑相同，用改變內(nèi)導(dǎo)體芯直徑的方法達到阻抗匹配，最終的結(jié)果是內(nèi)芯常常做成糖葫蘆狀，而內(nèi)芯一般為銅合金制作，糖葫蘆狀的內(nèi)芯銅合金用量高，且加工不便，使用時間長了容易損壞，成本較高。一般的避雷器對雷電的泄放是通過四分之一短路同軸線實現(xiàn)的，如果雷電脈沖泄放不充分，剩余的脈沖就直接輸出到設(shè)備，構(gòu)成殘壓，如何降低避雷器的殘壓，一直是避雷器科研人員與相關(guān)廠商考慮的問題。
[0004]在相同的脈沖電壓下，場強與半徑成反比，在保證阻抗相同的情況下，現(xiàn)有的同軸避雷器導(dǎo)體大多采用外殼內(nèi)徑相同，用改變導(dǎo)體芯半徑的方法達到阻抗匹配，現(xiàn)有的同軸避雷器存在放電通道少、短路同軸芯細、通流能力差問題；放電不充分導(dǎo)致的殘壓高，容易損壞被保護設(shè)備的問題；通頻帶不夠?qū)?，?yīng)用范圍較小以及會引起通信信號失真的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明提供低殘壓超寬帶同軸避雷器，主要解決了:主要解決了現(xiàn)有的同軸避雷器放電通道少、短路同軸芯細、通流能力差問題；放電不充分導(dǎo)致的殘壓高，容易損壞被保護設(shè)備的問題；通頻帶不夠?qū)?，?yīng)用范圍較小以及會引起通信信號失真的問題。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種低殘壓超寬帶同軸避雷器，包括同軸間隔安裝的殼體和芯體，所述殼體包括垂直安裝并相互電連接的主同軸外殼和短路同軸外殼,所述芯體部包括垂直安裝并相互電連接的主同軸芯和短路同軸芯，所述主同軸芯兩端設(shè)有絕緣支撐子，所述主同軸芯包括穿過絕緣支撐子的接口部和設(shè)于兩個絕緣支撐子之間的等徑的芯體部，所述主同軸外殼內(nèi)部同軸設(shè)有若干直徑不等的空腔。
[0007]所述主同軸外殼以短路同軸芯為對稱軸兩側(cè)均設(shè)有第一同軸空腔、第二同軸空腔、第三同軸空腔和第四同軸空腔，所述第一、二、三、四同軸空腔直徑各不相等。[0008]所述第四同軸空腔的直徑大于第二同軸空腔的直徑，所述第二同軸空腔的直徑大于第一同軸空腔的直徑，所述第一同軸空腔的直徑大于第三同軸空腔的直徑。
[0009]所述短路外殼包括可拆卸連接的端蓋和安裝座，所述端蓋和安裝座之間設(shè)有若干墊圈。
[0010]所述短路同軸芯一端與主同軸芯電連接，另一端穿過端蓋且與固定螺母連接，所述短路同軸芯與端蓋之間設(shè)有導(dǎo)電膠層。
[0011]所述主同軸外殼為分體式結(jié)構(gòu)且包括可拆卸連接的第一外殼、第二外殼，第三外殼和第四外殼，所述第一同軸空腔、第二同軸空腔設(shè)于第二外殼內(nèi)，所述第三同軸空腔設(shè)于第三外殼內(nèi)，所述第四同軸空腔設(shè)于第四外殼內(nèi)。
[0012]所述第一、二、三和四外殼首尾依次通過螺紋連接。
[0013]所述殼體由不銹鋼制成。
[0014]所述端蓋和安裝座螺紋連接。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用變換主同軸外殼空腔直徑的辦法實現(xiàn)阻抗的匹配。本發(fā)明的通頻帶寬，通流通道多，通流能力強，通過的高頻數(shù)字信號的頻譜豐富，信號保真性更強，應(yīng)用范圍廣，放電充分且殘壓低對后面的儀器設(shè)備保護性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一個實施例的剖視圖。
[0017]圖2為本發(fā)明一個實施例的A處放大圖。
[0018]圖3為本發(fā)明一個實施例的駐波比曲線圖。
[0019]圖中，殼體1，芯體2，主同軸外殼3，短路外殼4，主同軸芯5，短路同軸芯6，絕緣支撐子51，芯體部52，接口部53，第一同軸空腔31，第二同軸空腔32，第三同軸空腔33，第四同軸空腔34，安裝座42，墊圈43，固定螺母44，導(dǎo)電膠層61，第一外殼311，第二外殼332，第三外殼333，第四外殼334。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:如圖1結(jié)合圖2至圖3所示，一種低殘壓超寬帶同軸避雷器，包括同軸間隔安裝的殼體I和芯體2，所述殼體I包括垂直安裝并相互電連接的主同軸外殼3和短路同軸外殼4，所述芯體2包括垂直安裝并相互電連接的主同軸芯5和短路同軸芯6，所述所述主同軸芯5兩端設(shè)有絕緣支撐子51，所述主同軸芯5包括穿過絕緣支撐子51的接口部53和設(shè)于兩個絕緣支撐子51之間的等徑的芯體部52，所述主同軸外殼3內(nèi)部同軸設(shè)有若干直徑不等的空腔。該實施例采用的是N型接口，接口部53內(nèi)設(shè)有插針或插孔。本發(fā)明提供的低殘壓超寬帶同軸避雷器其主同軸芯均勻，采用變換同軸線外殼內(nèi)徑的辦法實現(xiàn)阻抗的匹配。因此本設(shè)計放電途徑除了短路體外，在強脈沖下，還可以在主同軸芯與外殼之間進行，可以抗更強的雷電脈沖，但對強度比較弱、頻率高的通信信號影響很小。本發(fā)明采用變換主同軸外殼空腔直徑的辦法實現(xiàn)阻抗的匹配。本發(fā)明的通頻帶寬，通流通道多，通流能力強，通過的高頻數(shù)字信號的頻譜豐富，信號保真性更強，應(yīng)用范圍廣，放電充分且殘壓低對后面的儀器設(shè)備保護性強。
[0021]在本發(fā)明中，如圖所示，所述主同軸外殼3以短路同軸芯6為對稱軸兩側(cè)均設(shè)有第一同軸空腔31、第二同軸空腔32、第三同軸空腔33和第四同軸空腔34，所述第一、二、三和四空腔直徑各不相等。
[0022]在本發(fā)明中，如圖所示，所述第四同軸空腔34的直徑大于第二同軸空腔32的直徑，所述第二同軸空腔32的直徑大于第一同軸空腔31的直徑，所述第一同軸空腔31的直徑大于第三同軸空腔33的直徑。本發(fā)明采用均勻內(nèi)芯，變換導(dǎo)體外殼的方式實現(xiàn)阻抗匹配，致使均勻的導(dǎo)體內(nèi)芯整體變細，用料少，且加工方便。另一方面，根據(jù)電磁場理論，在相同的脈沖電壓下，同軸線中的電場強度與位置的半徑成反比，在阻抗相同的情況下，變細的內(nèi)芯周圍的電場強度增強，尤其是處于空氣層最薄的第三同軸空腔33的內(nèi)芯周圍場強最強，在強雷電脈沖通過時，在這些地方的空氣絕緣就可以擊穿，給雷電增加了泄放通道，相當于并聯(lián)了一個氣體放電管避雷器，因此，可以防更強的雷電脈沖。而本發(fā)明也可以在后級的第三同軸空腔33進一步放電，因此，殘壓會比較低。該設(shè)計的一個實例顯示電氣性能優(yōu)良，可以使本發(fā)明在頻譜0.7^3.3GHz范圍內(nèi)實現(xiàn)駐波比小于1.2，在0.8^3.15GHz小于1.08。使用性能好,安全可靠。
[0023]在本發(fā)明中，如圖所示，所述短路外殼4包括可拆卸連接的端蓋41和安裝座42，所述端蓋41和安裝座42之間設(shè)有若干墊圈43。設(shè)有若干墊圈43保證在微調(diào)短路部分長短時，短路部分的外殼與短路同軸芯始終是均勻的。
[0024]在本發(fā)明中，如圖所示，所述短路同軸芯6 —端與主同軸芯5電連接，另一端穿過端蓋41且與固定螺母44連接，所述短路同軸芯6與端蓋41之間設(shè)有導(dǎo)電膠層61。通過固定螺母44連接短路同軸芯6和主同軸芯5，簡單方便，為優(yōu)選方案，導(dǎo)電膠層61可以增強短路同軸芯與端蓋間的電連接性能，使避雷器性能更穩(wěn)定。
[0025]在本發(fā)明中，如圖 所示，所述主同軸外殼3為分體式結(jié)構(gòu)且包括可拆卸連接的第一外殼331、第二外殼332,第三外殼333和第四外殼334,所述第一同軸空腔31、第二同軸空腔32設(shè)于第二外殼332內(nèi)，所述第三同軸空腔33設(shè)于第三外殼333內(nèi)，所述第四同軸空腔34設(shè)于第四外殼334內(nèi)。分體式結(jié)構(gòu)拆接方便，加工容易，該結(jié)構(gòu)簡單，使用效果好。
[0026]在本發(fā)明中，如圖所示，所述第一、二、三和四外殼首尾依次通過螺紋連接。螺紋連接為優(yōu)選方案，簡單實用，安全可靠，此處也可以采用其他連接方式或整體加工方式。
[0027]在本發(fā)明中，如圖所示，所述殼體I由不銹鋼制成。此處也可以采用鋁合金或銅合金等耐腐蝕材料，不銹鋼為優(yōu)選方案，其它可根據(jù)實際需求作為備選。
[0028]在本發(fā)明中，如圖所示，端蓋41和安裝座42螺紋連接。螺紋連接為優(yōu)選方案，簡單實用，安全可靠，此處也可以采用其他連接方式。
[0029]實施例不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，但任何基于本發(fā)明的精神所作的改進，都應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低殘壓超寬帶同軸避雷器，包括同軸間隔安裝的殼體(I)和芯體(2)，所述殼體(I)包括垂直安裝并相互電連接的主同軸外殼(3)和短路同軸外殼(4)，所述芯體(2)包括垂直安裝并相互電連接的主同軸芯(5)和短路同軸芯(6)，所述主同軸芯(5)兩端設(shè)有絕緣支撐子(51)，其特征在于:所述主同軸芯(5)包括穿過絕緣支撐子(51)的接口部(53)和設(shè)于兩個絕緣支撐子(51)之間的等徑的芯體部(52)，所述主同軸外殼(3)內(nèi)部同軸設(shè)有若干直徑不等的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述主同軸外殼(3)以短路同軸芯(6)為對稱軸兩側(cè)均設(shè)有第一同軸空腔(31)、第二同軸空腔(32)、第三同軸空腔(33)和第四同軸空腔(34)，所述第一、二、三、四同軸空腔直徑各不相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述第四同軸空腔(34)的直徑大于第二同軸空腔(32)的直徑，所述第二同軸空腔(32)的直徑大于第一同軸空腔(31)的直徑，所述第一同軸空腔(31)的直徑大于第三同軸空腔(33)的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述短路外殼(4)包括可拆卸連接的端蓋(41)和安裝座(42)，所述端蓋(41)和安裝座(42)之間設(shè)有若干墊圈(43)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述短路同軸芯(6) —端與主同軸芯(5)電連接，另一端穿過端蓋(41)且與固定螺母(44)連接，所述短路同軸芯(6)與端蓋(41)之間設(shè)有導(dǎo)電膠層(61)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述主同軸外殼(3)為分體式結(jié)構(gòu)且包括可拆卸連接的第一外殼(331)、第二外殼(332),第三外殼(333)和第四外殼(334)，所述第一同軸空腔(31)、第二同軸空腔(32)設(shè)于第二外殼(332)內(nèi)，所述第三同軸空腔(33)設(shè)于第三外殼(333)內(nèi)，所述第四同軸空腔(34)設(shè)于第四外殼(334)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述第一、二、三和四外殼首尾依次通過螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述殼體(I)由不銹鋼制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8或7所述的低殘壓超寬帶同軸避雷器，其特征在于:所述端蓋(41)和安裝座(42)螺紋連接。
【文檔編號】H01T4/00GK104009396SQ201410229222
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】宋占海, 王一芳 申請人:溫州大學(xué)