氣體放電管的工作原理及特性

氣體放電管一般采用陶瓷作為封裝外殼，放電管內(nèi)充滿電氣性能穩(wěn)定的惰性氣體，放電管的電極一般有兩個(gè)電極、三個(gè)電極和五個(gè)電極三種結(jié)構(gòu)。當(dāng)在放電管的極間 施加一定的電壓時(shí)，便在極間產(chǎn)生不均勻的電場(chǎng)，在電場(chǎng)的作用下，氣體開始游離，當(dāng)外加電壓達(dá)到極間場(chǎng)強(qiáng)并超過惰性氣體的絕緣強(qiáng)度時(shí)，兩極間就會(huì)產(chǎn)生電弧， 電離氣體，產(chǎn)生“負(fù)阻特性”，從而馬上由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)電狀態(tài)。即電場(chǎng)強(qiáng)度超過氣體的擊穿強(qiáng)度時(shí)，就引起間隙放電，從而限制了極間電壓。也就是說在無(wú)浪涌 時(shí)，處于開路狀態(tài)，浪涌到來時(shí)，放電管內(nèi)的電極板關(guān)合導(dǎo)通。浪涌消失時(shí)，極板恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

氣體放電管是一種開關(guān)型的防雷保護(hù)器件，一般用于防雷工程的第一級(jí)或第二級(jí)的保護(hù)上；由于它的極間絕緣電阻大，因而寄生電容很小，所以用于對(duì)高頻電子線路 的保護(hù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。然而氣體放電管由于其本身在放電時(shí)的時(shí)延性較大和動(dòng)作靈敏性不夠理想，因此它對(duì)于上升陡度較大的雷電波頭也難以進(jìn)行有效的抑制，所 以氣體放電管一般在防雷工程的應(yīng)用上大多與限壓型防雷器進(jìn)行綜合應(yīng)用。

綜上所述：

氣體放電管的優(yōu)點(diǎn)是電流通容量大；寄生電容小；殘壓較低，一般900V左右；

氣體放電管的缺點(diǎn)是：

1、放電時(shí)延性較大，動(dòng)作靈敏度不夠，響應(yīng)時(shí)間較慢，為80ns左右。

2、有續(xù)流，不利于對(duì)交流或20V以上的線路進(jìn)行保護(hù)，因而與火花間隙一樣，存在續(xù)流的遮斷問題。

3、無(wú)法進(jìn)行劣化指示和實(shí)現(xiàn)故障遙信功能，安全系數(shù)不高。

壓敏電阻的工作原理及特性

壓敏電阻是一種以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性的限壓型電阻。

壓敏電阻的伏安特性是連續(xù)和遞增的，因此它不存在續(xù)流的遮斷問題。

它的工作原理為壓敏電阻的氧化鋅和添加劑在一定的條件下“燒結(jié)”，電阻就會(huì)受電壓的強(qiáng)烈影響，其電流隨著電壓的升高而急劇上升，上升的曲線是一個(gè)非線性指 數(shù)。當(dāng)在正常工作電壓時(shí)，壓敏電阻處于一種高阻值狀態(tài)。當(dāng)浪涌到來時(shí)，它處于通路狀態(tài)，強(qiáng)大的電流流過自身泄入大地。浪涌過后，它又馬上恢復(fù)到高阻值狀 態(tài)。

壓敏電阻的幾個(gè)重要參數(shù)：

A：壓敏電壓：壓敏電壓一般認(rèn)為是在溫度為20度時(shí)在壓敏電阻上有1mA電流流過的時(shí)候，相應(yīng)加在該電阻兩端的電壓。

壓敏電壓在交流電網(wǎng)中，一般比電網(wǎng)的峰值電壓要高，為峰值電壓的0.7倍，而峰值電壓一般認(rèn)為是交流電網(wǎng)電壓的√2 倍（直流時(shí)峰值電壓是額定電壓的1.2倍）。用公式表示為：

VN = VNH ×√2 ÷0.7

式中的VN為壓敏電壓；VNH 為電網(wǎng)額定電壓。

B：漏電流：漏電流是指在正常情況下通過壓敏電阻微安數(shù)量級(jí)的電流。漏電流越小越好。

對(duì)于漏電流特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是必須穩(wěn)定，不允許在工作中自動(dòng)升高，一旦發(fā)現(xiàn)漏電流自動(dòng)升高，就應(yīng)立即淘汰，因?yàn)槁╇娏鞯牟环€(wěn)定是加速防雷器老化和防雷器爆炸的 直接原因。因此在選擇漏電流這一參數(shù)時(shí)，不能一味地追求越小越好，只要是在電網(wǎng)允許值范圍內(nèi)，選擇漏電流值相對(duì)稍大一些的防雷器，反而較穩(wěn)定。

C：響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間是指加在防雷器兩端的電壓等于壓敏電壓所需的時(shí)間，達(dá)到這一時(shí)間后防雷器完全導(dǎo)通。壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為25ns左右。

D：寄生電容：壓敏電阻一般都有較大的寄生電容，它的寄生電容一般在幾 百微微法到幾千微微法之間，因而它不利于對(duì)高頻電子系統(tǒng)的保護(hù)。因?yàn)檫@種寄生電容對(duì)高頻信號(hào)的傳輸會(huì)產(chǎn)生畸變作用，從而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因而對(duì)頻率較 高的系統(tǒng)的保護(hù)，應(yīng)選擇寄生電容低的壓敏電阻型防雷器。

它的優(yōu)點(diǎn)：

1、殘壓低。

2、響應(yīng)時(shí)間快，為25ns左右。

3、無(wú)續(xù)流。

4、可以實(shí)現(xiàn)劣化批示和故障遙信告示功能，因此，它的保護(hù)效果安全、可靠。它是目前供電系統(tǒng)中常用產(chǎn)品，特別是電力、電信供電領(lǐng)域，更是一枝獨(dú)秀。

它的缺點(diǎn)：有泄漏電流；寄生電容較大，不利于對(duì)高頻電子線路的保護(hù)。