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(hù)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。本實(shí)用新型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(shí)現(xiàn)阻抗的匹配。本實(shí)用新型的通頻帶寬，通流通道多，通流能力強(qiáng)，通過的高頻數(shù)字信號的頻譜豐富，信號保真性更強(qiáng)，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(hù)性強(qiáng)。
【專利說明】低殘壓超寬帶同軸避雷器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型的避雷器主要應(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(jì)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80(Γ2500ΜΗζ，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(hù)器中的短路同軸線的長度設(shè)計(jì)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(dāng)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(dá)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(shí)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(qiáng)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(dá)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(xì)、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(hù)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。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 為了克服【背景技術(shù)】的不足，本實(shí)用新型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(xì)、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(hù)設(shè)備的問題；通頻帶不夠?qū)挘瑧?yīng)用范圍較小以及會引起通 信信號失真的問題。
[0006] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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)。
[0013] 所述第一、二、三和四外殼首尾依次通過螺紋連接。
[0014] 所述殼體由不銹鋼制成。
[0015] 所述端蓋和安裝座螺紋連接。
[0016] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型采用變換主同軸外殼空腔直徑的辦法實(shí)現(xiàn) 阻抗的匹配。本實(shí)用新型的通頻帶寬，通流通道多，通流能力強(qiáng)，通過的高頻數(shù)字信號的頻 譜豐富，信號保真性更強(qiáng)，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(hù)性強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型一個實(shí)施例的剖視圖。
[0018] 圖2為本實(shí)用新型一個實(shí)施例的A處放大圖。
[0019] 圖3為本實(shí)用新型一個實(shí)施例的駐波比曲線圖。
[0020] 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(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)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1和芯體2,所述殼體1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(shí)施例采用的是N型接口，接口部53內(nèi) 設(shè)有插針或插孔。本實(shí)用新型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(shí)現(xiàn)阻抗的匹配。因此本設(shè)計(jì)放電途徑除了短路體外，在強(qiáng)脈沖下， 還可以在主同軸芯與外殼之間進(jìn)行，可以抗更強(qiáng)的雷電脈沖，但對強(qiáng)度比較弱、頻率高的通 信信號影響很小。本實(shí)用新型采用變換主同軸外殼空腔直徑的辦法實(shí)現(xiàn)阻抗的匹配。本實(shí) 用新型的通頻帶寬，通流通道多，通流能力強(qiáng)，通過的高頻數(shù)字信號的頻譜豐富，信號保真 性更強(qiáng)，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(hù)性強(qiáng)。
[0022] 在本實(shí)用新型中，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。
[0023] 在本實(shí)用新型中，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。本實(shí)用新型采用均勻內(nèi)芯，變換導(dǎo)體外殼的方式實(shí) 現(xiàn)阻抗匹配，致使均勻的導(dǎo)體內(nèi)芯整體變細(xì)，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(qiáng)度與位置的半徑成反比，在阻抗相同的情況 下，變細(xì)的內(nèi)芯周圍的電場強(qiáng)度增強(qiáng)，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(qiáng)最強(qiáng)，在強(qiáng)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(dāng)于并聯(lián)了一個氣體放電管避雷器，因此，可以防更強(qiáng)的雷電脈沖。而本實(shí)用新型 也可以在后級的第三同軸空腔33進(jìn)一步放電，因此，殘壓會比較低。該設(shè)計(jì)的一個實(shí)例 顯示電氣性能優(yōu)良，可以使本實(shí)用新型在頻譜〇. 7~3. 3GHz范圍內(nèi)實(shí)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。
[0024] 在本實(shí)用新型中，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。
[0025] 在本實(shí)用新型中，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(qiáng)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。
[0026] 在本實(shí)用新型中，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。
[0027] 在本實(shí)用新型中，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(shí)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。
[0028] 在本實(shí)用新型中，如圖所示，所述殼體1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(shí)際需求作為備選。
[0029] 在本實(shí)用新型中，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(shí)用，安全可靠，此處也可以采用其他連接方式。
[0030] 實(shí)施例不應(yīng)視為對本實(shí)用新型的限制，但任何基于本實(shí)用新型的精神所作的改 進(jìn)，都應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)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（1)和芯體（2)，所述殼體 (1)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（1)由不銹 鋼制成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4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】H01T4/02GK203871657SQ201420276957
【公開日】2014年10月8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)