氣體放電管指作過電壓保護(hù)用的避雷管或天線開關(guān)管一類，管內(nèi)有二個(gè)或多個(gè)電極，充有一定量的惰性氣體。氣體放電管是一種間隙式的防雷保護(hù)元件，它用在通信系統(tǒng)的防雷保護(hù)。

簡(jiǎn)介

氣體放電管是一種間隙型的防雷保護(hù)組件，它在通信系統(tǒng)的防雷保護(hù)中已獲得了廣泛的應(yīng)用。放電管常用于多級(jí)保護(hù)電路中的第一級(jí)或前兩級(jí)，起泄放雷電瞬時(shí)過電流和限制過電壓作用，由于放電管的極間絕緣電阻很大，寄生電容很小，對(duì)高頻信號(hào)線路的雷電防護(hù)有明確的優(yōu)勢(shì)。放電管保護(hù)特性的主要不足之處在于其放電時(shí)延較大，動(dòng)作靈敏度不夠理想，對(duì)于波頭上升陡度較大的雷電波難以有效地抑制，在電源系統(tǒng)的雷電防護(hù)中存在續(xù)流問題。

原理

放電管的工作原理是氣體間隙放電。當(dāng)放電管兩極之間施加一定電壓時(shí)，便在極間產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)：在此電場(chǎng)作用下，管內(nèi)氣體開始游離，當(dāng)外加電壓增大到使極間場(chǎng)強(qiáng)超過氣體的絕緣強(qiáng)度時(shí)，兩極之間的間隙將放電擊穿，由原來的絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電狀態(tài)，導(dǎo)通后放電管兩極之間的電壓維持在放電弧道所決定的殘壓水平，這種殘壓一般很低，從而使得與放電管并聯(lián)的電子設(shè)備免受過電壓的損壞。

結(jié)構(gòu)

氣體放電管有的是以玻璃作為管子的封裝外殼．也有的用陶瓷作為封裝外殼，放電管內(nèi)充入電氣性能穩(wěn)定的惰性氣體（如氬氣和氖氣等），常用放電管的放電電極一般為兩個(gè)、三個(gè)，電極之間由惰性氣體隔開。按電極個(gè)數(shù)的設(shè)置來劃分，放電管可分為二極、三極放電管。

陶瓷二極放電管由純鐵電極、鎳鉻鈷合金帽、銀銅焊帽和陶瓷管體等主要部件構(gòu)成。管內(nèi)放電電極上涂覆有放射性氧化物，管體內(nèi)壁也涂覆有放射性元素，用于改善放電特性。放電電極主要有桿形和杯形兩種結(jié)構(gòu)，在桿形電極的放電管中，電極與管體壁之間還要加裝一個(gè)圓筒熱屏，該熱屏可以使陶瓷管體受熱趨于均勻，不致出現(xiàn)局部過熱而引起管斷裂。熱屏內(nèi)也涂覆放射性氧化物，以進(jìn)一步減小放電分散性。在杯形電極的放電管中，杯口處裝有鉬網(wǎng)，杯內(nèi)裝有銫元素，其作用也是減小放電分散性。

三極放電管也是由純鐵電極、鎳鉻鈷合金帽、銀銅焊帽和陶瓷管體等部件構(gòu)成。與二極放電管不同，在三極放電管中增加了鎳鉻鈷合金圓筒，作為第三極，即接地電極。

存在的問題

1、時(shí)延脈沖及續(xù)流

從暫態(tài)過電壓達(dá)到放電管的ufdc（直流放電電壓）到其實(shí)際動(dòng)作放電之間，存在一段時(shí)延，的大小取決于過電壓波的波頭上升陡度du/dt。

一般不單獨(dú)使用放電管來保護(hù)電子設(shè)備，而在放電管后面再增加一些保護(hù)元件，以抑制這種時(shí)延脈沖。

續(xù)流：放電管泄放過電流結(jié)束以后，被保護(hù)系統(tǒng)的工作電壓能維持放電管電弧通道的存在，這種情況稱為續(xù)流。續(xù)流的存在對(duì)放電管本身和被保護(hù)系統(tǒng)具有很大的危害性。熔斷器的額定電流高于被保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行電流，其熔斷電流小于放電管在電弧區(qū)的續(xù)流。這種方法會(huì)造成供電和信號(hào)傳輸?shù)亩虝r(shí)中斷，對(duì)于要求不高的電子設(shè)備可以接受。

2、狀態(tài)翻轉(zhuǎn)及短路反射

放電管在開始放電時(shí)，由開路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)，翻轉(zhuǎn)過程中，暫態(tài)電流的變化率di/dt很大，這種迅速變化的暫態(tài)電流在空間產(chǎn)生暫態(tài)電磁場(chǎng)向四周輻射能量，在附近的電源線和信號(hào)線上產(chǎn)生干擾，或在周圍的電氣回路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。通常采取的抑制方法有屏蔽、減小耦合和濾波等。

放電管導(dǎo)通后，入射波被反射回去，使得后面的電子設(shè)備得到保護(hù)，但反射波電流產(chǎn)生的空間電磁場(chǎng)也會(huì)向周圍輻射能量，需要加以抑制。

技術(shù)參數(shù)

1、直流放電電壓

在上升陡度低于100V/s的電壓作用下，放電管開始放電的平均電壓值稱為其直流放電電壓。由于放電的分散性，所以，直流放電電壓是一個(gè)數(shù)值范圍。

2、沖擊放電電壓

在具有規(guī)定上升陡度的暫態(tài)電壓脈沖作用下，放電管開始放電的電壓值稱為其沖擊放電電壓。

放電管的響應(yīng)時(shí)間或動(dòng)作時(shí)延與電壓脈沖的上升陡度有關(guān)，對(duì)于不同的上升陡度，放電管的沖擊放電電壓是不同的。

3、工頻耐受電流

放電管通過工頻電流5次，使管子的直流放電電壓及絕緣電阻無明顯變化的最大電流稱為其工頻耐受電流。

4、沖擊耐受電流

將放電管通過規(guī)定波形和規(guī)定次數(shù)的脈沖電流，使其直流放電電壓和絕緣電阻不會(huì)發(fā)生明顯變化的最大值電流峰值稱為管子的沖擊耐受電流。

這一參數(shù)是在一定波形和一定通流次數(shù)下給出的，制造廠通常給出在8/20us波形下通流10次的沖擊耐受電流，也有給出在10/1000us波形下通流300次的沖擊耐受電流。

5、絕緣電阻和極間電容

放電管的絕緣電阻值很大，廠家一般給出的是絕緣電阻的初始值，約為數(shù)千兆歐。絕緣電阻值的降低會(huì)導(dǎo)致漏流的增大，有可能產(chǎn)生噪音干擾。

放電管的寄生電容很小，極間電容一般在1pF～5pF范圍，極間電容在很寬的頻率范圍內(nèi)保持近似不變，同型號(hào)放電管的極間電容值分散性很小。

選取原則

1、氣體放電管的直流放電電壓必須高于線路正常工作時(shí)的最大電壓，以免影響線路的正常工作。

2、氣體放電管的脈沖放電電壓必須低于線路所能承受的最高瞬時(shí)電壓值，才能保證在瞬間過電壓時(shí)氣體放電管能比線路的響應(yīng)速度更快，提前將過電壓限制在安全值。

3、氣體放電管的保持電壓應(yīng)盡可能高，一旦過電壓消失，氣體放電管能及時(shí)熄滅，不影響線路的正常工作。

4、接地線應(yīng)盡量短，并且足夠粗，以便于泄放瞬態(tài)大電流。

5、若過電壓持續(xù)時(shí)間過長，則氣體放電管會(huì)產(chǎn)生很多熱量。為防止因過熱而造威被保護(hù)設(shè)備的損壞，應(yīng)給氣體放電管配上失效保護(hù)卡裝置。如今，有些氣體放電管新產(chǎn)品中，就帶失效保護(hù)卡。