氣體放電管是一種開關(guān)型保護(hù)器件,工作原理是氣體放電。當(dāng)兩極間電壓足夠大時(shí),極間間隙將放電擊穿,由原來的絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電狀態(tài),類似短路。導(dǎo)電狀態(tài)下兩極間維持的電壓很低,一般在20~50V,因此可以起到保護(hù)后級電路的效果。氣體放電管的主要指標(biāo)有:響應(yīng)時(shí)間、直流擊穿電壓、沖擊擊穿電壓、通流容量、絕緣電阻、極間電容、續(xù)流遮斷時(shí)間。
陶瓷氣體放電管原理圖
氣體放電管的響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到數(shù)百ns以至數(shù)ms,在保護(hù)器件中是最慢的。當(dāng)線纜上的雷擊過電壓使防雷器中的氣體放電管擊穿短路時(shí),初始的擊穿電壓基本為氣體放電管的沖擊擊穿電壓,放電管擊穿導(dǎo)通后兩極間維持電壓下降到20~50V;另一方面,氣體放電管的通流量比壓敏電阻和TVS管要大,氣體放電管與TVS等保護(hù)器件合用時(shí)應(yīng)使大部分的過電流通過氣體放電管泄放,因此氣體放電管一般用于防護(hù)電路的最前級,其后級的防護(hù)電路由壓敏電阻或TVS管組成,這兩種器件的響應(yīng)時(shí)間很快,對后級電路的保護(hù)效果更好。
氣體放電管的絕緣電阻非常高,可以達(dá)到千兆歐姆的量級。極間電容的值非常小,一般在2pF以下,極間漏電流非常小,為nA級。因此氣體放電管并接在線路上對線路基本不會構(gòu)成什么影響。
氣體放電管的續(xù)流遮斷是設(shè)計(jì)電路需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)問題。如前所述,氣體放電管在導(dǎo)電狀態(tài)下續(xù)流維持電壓一般在20~50V,在直流電源電路中應(yīng)用時(shí),如果兩線間電壓超過15V,不可以在兩線間直接應(yīng)用放電管。在50Hz交流電源電路中使用時(shí),雖然交流電壓有過零點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)氣體放電管的續(xù)流遮斷,但氣體放電管類的器件在經(jīng)過多次導(dǎo)電擊穿后,其續(xù)流遮斷能力將大大降低,長期使用后在交流電路的過零點(diǎn)也不能實(shí)現(xiàn)續(xù)流的遮斷;還存在一種情況就是如果電流和電壓相位不一致,也可能導(dǎo)致續(xù)流不能遮斷。因此在交流電源電路的相線對保護(hù)地線、相線對零線以及相線之間單獨(dú)使用氣體放電管都不合適,當(dāng)用電設(shè)備采用單相供電且無法保證實(shí)際應(yīng)用中相線和中線不存在接反的可能性時(shí),中線對保護(hù)地線單獨(dú)使用氣體放電管也是不合適的,此時(shí)使用氣體放電管需要和壓敏電阻串聯(lián)。在交流電源電路的相線對中線的保護(hù)中基本不使用氣體放電管。
防雷電路的設(shè)計(jì)中,應(yīng)注重氣體放電管的直流擊穿電壓、沖擊擊穿電壓、通流容量等參數(shù)值的選取。設(shè)置在普通交流線路上的放電管,要求它在線路正常運(yùn)行電壓及其允許的波動(dòng)范圍內(nèi)不能動(dòng)作,則它的直流放電電壓應(yīng)滿足:min(ufdc)≥1.8UP。式中ufdc直流擊穿電壓,min(ufdc)表示直流擊穿電壓的最小值。UP為線路正常運(yùn)行電壓的峰值。
氣體放電管主要可應(yīng)用在交流電源口相線、中線的對地保護(hù);直流RTN和保護(hù)地之間的保護(hù);信號口線對地的保護(hù);天饋口饋線芯線對屏蔽層的保護(hù)。
氣體放電管的失效模式多數(shù)情況下為開路,因電路設(shè)計(jì)原因或其它因素導(dǎo)致放電管長期處于短路狀態(tài)而燒壞時(shí),也可引起短路的失效模式。
LangTuo-GDT氣體放電管提供高水準(zhǔn)的浪涌保護(hù),具有多種電壓,低電容和多種形狀包括新型的表面貼裝器件,適用于MDF(主配線架) 模組、高速數(shù)據(jù)電信(例如ADSL 、VDSL),以及電源線的浪涌保護(hù)等應(yīng)用。
陶瓷氣體放電管型號
陶瓷氣體放電管主要特性參數(shù)
1、直流擊穿電壓Vsdc:在放電管上施加100V/s的直流電壓時(shí)的擊穿電壓值。這是放電管的標(biāo)稱電壓,常用的有90V、150V、230V、350V、470V和600V等幾種。其誤差范圍:一般為±20%,也有的為±15%,還有個(gè)別的為±10%或±5%。
2、脈沖(沖擊)擊穿電壓Vsi:在放電管上施加1kV/μs的脈沖電壓時(shí)的擊穿電壓值。因反應(yīng)速度較慢,脈沖擊穿電壓要比直流擊穿電壓高得多。
3、沖擊放電電流Idi:分為8/20μs波(短波)和10/1000μs波(長波)沖擊放電電流兩種。一般以8/20μs波用得較多。沖擊放電電流又分為單次沖擊放電電流(8/20μs波沖擊1次)和標(biāo)稱沖擊放電電流(8/20μs波沖擊10次),一般后者約為前者的一半左右,有2.5 kA、5 kA、10 kA、20 kA……等規(guī)格。
4、耐交流(工頻)電流Idac:氣體放電管能耐受交流(工頻)電流放電1秒鐘/次、放電10次的電流額定值。
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