气体放电管的原理、选型及设计实例分析
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2020-10-17
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气体放电管的原理、选型及设计实例分析气体放电管的原理、选型及设计实例分析
气体放电管的工作原理可以简单地总结为气体放电。当两级间产生足够大的电量,则会造成极间间隙被放电击穿,
这时其便由绝缘状态转变成为导电状态,这种现象 与短路较为相似。当处于导电状态下时,两极间的电压会较低,
一般是在20～50V之间,因此,其能够对后级电路起到很好的保护作用。
气体放电管气体放电管的工作原理可以简单地总结为气体放电。当两级间产生足够大的电量,则会造成极间间隙被放电击穿,这时其便由绝缘状态转变成为导电状态,这种现象 与
短路较为相似。当处于导电状态下时,两极间的电压会较低,一般是在20～50V之间,因此,其能够对后级电路起到很好的保护作用。
气体放电管采用陶瓷密闭封装，内部由两个或数个带间隙的金属电极，充以惰性气体(氩气或氖气)构成，基本外形如图1所示。当加到两电极端的电压达到使气体放
电管内的气体击穿时，气体放电管便开始放电，并由高阻变成低阻，使电极两端的电压不超过
图1：气体放电管的原理
气体放电管的主要参数 气体放电管的主要参数
1)
2)功率容量指气体放电管所能承受及散发的最大能量，其定义为在固定的8×20μs电流波形下，所能承受及散发的电流。
3)电容量指在特定的1MHz频率下测得的气体放电管两极间电容量。气体放电管电容量很小，一般为≤1pF。
4)直流击穿电压当外施电压以500V/s的速率上升，放电管产生火花时的电压为击穿电压。气体放电管具有多种不同规格的直流击穿电压，其值取决于气体的种类和
电极间的距离等因素。
5)温度范围其工作温度范围一般在-55℃～+125℃之间。
6)绝缘电阻是指在外施50或100V直流电压时测量的气体放电管电阻,一般>1010Ω。
气体放电管的设计实例 气体放电管的设计实例
1)电话机/传真机等各类通讯设备防雷应用
如图2所示。特点为低电流量，高持续电源，无漏电流，高可靠性。
图2 通讯设备防雷应用
2)气体放电管和压敏电阻组合构成的抑制电路
图3是气体放电管和压敏电阻组合构成的
图3 气体放电管和压敏电阻配合应用
3)气体放电管在综合浪涌保护系统综合浪涌保护系统中的应用
自动控制系统所需的浪涌保护系统一般由二级或三级组成，利用各种浪涌抑制器件的特点，可以实现可靠保护。气体放电管一般放在线路输入端，做为一级浪涌保
护 器件，承受大的浪涌电流。二级
图4 三级保护
陶瓷气体放电管该如何选择 陶瓷气体放电管该如何选择
1、气体放电管的加入不能影响线路的正常工作，这就要保证气体放电管的直流击穿电压的下限值必须高于线路的最大正常工作电压。据此确定所需放电管的标称
直流击穿电压值。
2、确定线路所能承受的最高瞬时电压值，要确保放电管的冲击击穿电压值必须低于此值。以确保当瞬间过压来临时，放电管的反映速度快于线路的反映速度，抢
先一步将过电压限制在安全值。这是放电管的一个最重要的指标。
3、根据线路中可能窜入的冲击电流强度，确定所选用放电管必须达到的耐冲击电流能力(如：在室外一般选用10kA以上等级;在入室端一般选用5kA等级;在设备终
端处一般选用2kA左右等级)。
4、当过电压消失后，要确保放电管及时熄灭，以免影响线路的正常工作。这就要求放电管的过保持电压尽可能高，以保证正常线路工作电压不会引起放电管的持
续导通(即续流问题)。
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