陶瓷气体放电管的工作原理

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陶瓷气体放电管(gas discharge tube，简称GDT)是防雷保护设备中应用最广泛的一种开关器件，无论是交直流电源的防雷还是各种信号电路的防雷，都可以用它来将雷电流泄放入大地。

- V7 a" s6 E" O- d) W一、工作原理

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。当外加电压增大到超过气体的绝缘强度时，两极间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，类似短路。导电状态下两极间维持的电压很低，一般在20～50V，因此可以起到保护后级电路的效果。
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* I9 |& d7 k' N6 `二、分类
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  x6 P: U) \2 ?; {6 s" \6 ^3 _9 @按电极数分，有二极放电管和三极放电管(相当于两个二极放电管串联)两种。其外形为圆柱形,有带引线和不带引线两种结构形式(有的还带有过热时短路的保护卡)。
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三、主要参数指标

" }/ _" y! o* W3 H# ]①响应时间。气体放电管的响应时间为数百ns到数ms，在保护器件中是最慢的。
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& E6 A1 u! @/ }6 h. N6 Q②通流容量。气体放电管的通流容量比压敏电阻和TVS管要大，气体放电管与TVS等保护器件合用时应使大部分的过电流通过气体放电管泄放，因此气体放电管一般用于防护电路的最前级，其后级的防护电路由压敏电阻或TVS管组成，这两种器件的响应时间很快，对后级电路的保护效果更好。
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③防雷电路的设计中，应注重气体放电管的直流击穿电压、冲击击穿电压等参数值的选取。设置在普通交流线路上的放电管，要求它在线路正常运行电压及其允许的波动范围内不能动作，则它的直流放电电压应满足：min(ufdc)≥1.8UP。式中ufdc直流击穿电压，UP为线路正常运行电压的峰值。
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% c3 P, D+ y% |5 k④气体放电管的绝缘电阻非常高，可以达到千兆欧姆的量级。极间电容的值非常小，一般在5pF以下，极间漏电流非常小，为nA级。

* H9 V+ E2 _9 @+ r& \⑤放电管两端正常运行电压应低于维持放电的电压，否则会产生续流问题。
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四、注意事项
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( M, Y8 m/ G! [& K* G# K1、气体放电管的失效。失效的多数情况下为开路，由于某种原因导致放电管长期处于短路状态而烧坏时，也可引起短路的失效。气体放电管使用寿命相对较短，多次冲击后性能会下降，同时其他放电管在长时间使用会有漏气失效这种自然失效的情况，因此由气体放电管构成的防雷器长时间使用后存在维护及更换的问题。
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% s- @' n& y1 m' ]2、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）。

1 f6 D( R& G3 @! C8 P, p3、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。
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4、GDT存在续流问题，故不能单独用在电源上，如果电源工作电压大于GDT续流电压，就会使GDT一直导通，故须搭配压敏电阻使用。

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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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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。