气体放电管选型原理应用放电管检测方法各国标准

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1、气体放电管选型/原理/应用/放电管检测方法/各国标准2011-11-217:57:16  心情: 开心气体放电管按照高效率弧光放电的气体物理原理工作。从电气的角度看，气体放电管就是压敏开关。一旦施加到放电管上的电压超过击穿电压，毫微秒内在密封放电区形成电弧。高浪涌电流处理能力和几乎独立于电流的电弧电压对过压进行短路。当放电结束，放电管熄灭，内阻立即返回数百兆欧姆。气体放电管近乎完美的满足保护性元件的所有要求。它能将过压可靠的限制在允许的数值范围内，并且在正常的工作条件下，由于高绝缘阻抗和低电容特性，放电管对受保护的系统实际上不发生任何影响。一般来说，当浪涌电压超过系统绝缘的耐

2、电强度时，放电管被击穿放电，从而在短时间内限制浪涌电压及减少干扰能量。当具有大电流处理能力的弧光放电时，由于弧光电压低，仅几十伏左右，从而防止了浪涌电压的进一步上升。气体放电管即利用这一自然原理实现了对浪涌电压的限制。气体放电管主要参数：   1）反应时间指从外加电压超过击穿电压到产生击穿现象的时间，气体放电管反应时间一般在μs数量极。   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

3、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气体放电管的应用示例   1）电话机/传真机等各类通讯设备防雷应用   如图3所示。特点为低电流量，高持续电源，无漏电流，高可靠性。图3 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4是气体放电管和压敏电阻组合构成的浪涌抑制电路。由于压敏电阻

4、有一致命缺点：具有不稳定的漏电流，性能较差的压敏电阻使用一段时间后，因漏电流变大可能会发热自爆。为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。但这又带来了缺点就是反应时间为各器件的反应时间之和。例如压敏电阻的反应时间为25ns，气体放电管的反应时间为100ns，则图4的r2‚g‚r3的反应时间为150ns，为改善反应时间加入r1压敏电阻‚这样可使反应时间为25ns。图4 气体放电管和压敏电阻配合应用（如是家用电220v交流电源，以上方案压敏和放电管选用方式，r1r2r3用s20k385e2，放电管g用n81-a600x，这个电路能过的是8/20波形10ka的冲击波也就是他的

5、防护等级，这个电路的残压会在1100左右，后面看用的是什么元件耐压是多少需不需要再做一级保护，如果受保护设备承受不住这个电压，再加颗tvs完美解决。）   3）气体放电管在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。二级保护器件采用压敏电阻，在μs级时间范围内更快地响应。对于高灵敏的电子电路，可采用三级保护器件tvs，在ps级时间范围内对浪涌电压产生响应。如图5所示。当雷电等浪涌到来时，tvs首先起动，会把瞬间过电压精确控制在一定

6、的水平；如果浪涌电流大，则压敏电阻起动，并泄放一定的浪涌电流；两端的电压会有所提高，直至推动前级气体放电管的放电，把大电流泄放到地。熄弧特性交流工作状态下：浪涌过后，一般放电管会熄弧，因为交流电压过零会降至放电管的弧光电压以下，但是在低阻抗的电情况下，此熄弧特性不能完全实现。这种情况的出上是因为电路的低内阻和着火后的放电管的低电阻欧姆）所造成的。放电管实际通过的电流可能超过大续流量，此电流可高达几千安培。（备注：浪涌过后，放电管的续流应该受到限制，否则放电管可能启动周边元件。）直流电工作状态下：在通讯系统防护上一般使用直流电源。在持续的直流电压下，浪涌过后放电管应该能够熄弧。

7、因为通讯线路一般具有高阻抗性，故用于其中的放电管能轻易满足此要求。当系统中存在高直流电压或低阻抗时，必须根据个别情况对放电管的熄弧性能进行确认。带失效保护卡功能的放电管：在电源线和通讯线路搭接时，通常电流会长时间的持续通过击穿后的放电管，从而使放电管升温。这种情况下，为了避免周边硬件过热，可通过保护卡装置来监测其受热情况。配置在短路簧片上的分离器（锡焊料或塑料），开始时使短路簧片与电极保持一定的距离，当温度超过使用材料的熔点时锡焊料熔化，簧片偏压使簧片下降并接触放电管电极，使放电管短路。放电管测试条件：