气体放电管
气体放电管
放电管特性及选用吴清海放电管的分类放电管主要分为气体放电管和半导体放电管，其中气体放电管由烧结的材料不同分为玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管，玻璃气体放电管和陶瓷气体放电管具有相同的特性。
气体放电管主要有密封的惰性气体组成，由金属引线引出，用陶瓷或是玻璃进行烧结。
其工作原理为，当加在气体放电管两端的电压达到气体电离电压时，气体放电管由非自持放电过度到自持放电，放电管呈低阻导通状态，可以瞬间通过较大的电流，气体放电管击穿后的维持电压可以低到30V以内。
气体放电管同流量大，但动作电压较难控制。
半导体放电管由故态的四层可控硅结构组成，当浪涌电压超过半导体放电管的转折电压V BO时放电管开始动作，当放电管动作后在返送装置，的作用下放电管两端的电压维持在很低（约20V以下）时就可以维持其在低阻高通状态，起到吸收浪涌保护后级设备的作用。
半导体放电管的保护机理和应用方式和气体放电管相同。
半导体放电管动作电压控制精确，通流量较小。
放电管动作后只需要很低的电压即可维持其低阻状态，所以放电管属于开关型的SPD。
当正常工作时放电管上的漏电流可忽略不计；击穿后的稳定残压低，保护效果较好；耐流能力较大；在使用中应注意放电管的续流作用遮断，在适当场合中应有有效的续流遮断装置。
气体放电管气体放电管：气体放电管由封装在小玻璃管或陶瓷管中相隔一定距离的两个电极组成；其电气性能主要取决于气体压力，气体种类，电极距离和电极材料；一般密封在放电管中的气体为高纯度的惰性气体。
放电管主要由：电极、陶瓷管(玻璃管)、导电带、电子粉、Ag-Cu 焊片和惰性气体组成。
在放电管的两电极上施加电压时，由于电场作用，管内初始电子在电场作用下加速运动，与气体分子发生碰撞，一旦电子达到一定能量时，它与气体分子碰撞时发生电离，即中性气体分子分离成电子和阳离子，电离出来的电子与初始电子在行进过程中还要不断地再次与气体分子碰撞发生电离，从而电子数按几何级数增加，即发生电子雪崩现象，另外，电离出来的阳离子也在电场作用下向阴极运动，与阴极表面发生碰撞，产生二次电子，二次电子也参加电离作用，一旦满足： r(ead-1)=1 时放电管由非自持放电过渡到自持放电，管内气体被击穿，放电管放电，此时放电电压称为击穿电压Vs。
气体放电管
选取原则
(1)气体放电管的直流放电电压必须高于线路正常工作时的最大电压，以免影响线路的正常工作。 (2)气体放电管的脉冲放电电压必须低于线路所能承受的最高瞬时电压值，才能保证在瞬间过电压时气体放 电管能比线路的响应速度更快，提前将过电压限制在安全值。 (3)气体放电管的保持电压应尽可能高，一旦过电压消失，气体放电管能及时熄灭，不影响线路的正常工作。 (4)接地线应尽量短，并且足够粗，以便于泄放瞬态大电流。 (5)若过电压持续时间过长，则气体放电管会产生很多热量。为防止因过热而造成被保护设备的损坏，应给 气体放电管配上失效保护卡装置。如今，有些气体放电管新产品中，就带失效保护卡。
气体放电管
一种间隙式的防雷保护元件
01 简介
03 结构 05 选取原则
目录
02 原理 04 技术参数
气体放电管指作过电压保护用的避雷管或天线开关管一类，管内有二个或多个电极，充有一定量的惰性气体。 气体放电管是一种间隙式的防雷保护元件，它用在通信系统的防雷保护。
简介
气体放电管是一种间隙型的防雷保护组件，它在通信系统的防雷保护中已获得了广泛的应用。放电管常用于 多级保护电路中的第一级或前两级，起泄放雷电瞬时过电流和限制过电压作用，由于放电管的极间绝缘电阻很大， 寄生电容很小，对高频信号线路的雷电防护有明确的优势。放电管保护特性的主要不足之处在于其放电时延较大， 动作灵敏度不够理想，对于波头上升陡度较大的雷电波难以有效地抑制，在电源系统的雷电防护中存在续流问 题。
常用的气体放电管有二极放电管和三极放电管，其封装外壳材料多为陶瓷，故称为陶瓷放电管。
原理
放电管的工作原理是气体间隙放电i当放电管两极之间施加一定电压时，便在极间产生不均匀电场：在此电场 作用下，管内气体开始游离，当外加电压增大到使极间场强超过气体的绝缘强度时，两极之间的间隙将放电击穿， 由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平，这种残压 一般很低，从而使得与放电管并联的电子设备免受过电压的损坏。
气体放电管的功能
气体放电管的功能引言气体放电管是一种重要的电子器件，广泛应用于电子工业、医疗设备、通信技术等领域。
本文将从气体放电管的基本原理、功能特点、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。
一、气体放电管的基本原理气体放电管的基本原理是利用气体放电的特性来实现电路的开关和保护。
其主要由气体放电体、电极和外接电源组成。
1.气体放电体：气体放电管内部填充了一种或多种气体，如氩气、氖气等。
气体放电体的选择会影响到放电电压、放电电流和放电特性等。
2.电极：气体放电管一般有两个电极，即阳极和阴极。
当外加电压作用下，电极间的电场会激发气体放电。
3.外接电源：外接电源为气体放电管提供工作电压。
根据应用需求，外接电源可以是直流电源或交流电源。
二、气体放电管的功能特点气体放电管具有以下功能特点，使其在各个领域得到广泛应用。
1.可靠的开关功能：气体放电管在工作电压下，能够快速实现电路的开关，具有高速响应和反应灵敏的特点，可以有效保护电路。
2.高电流保护能力：由于气体放电管内部的气体放电体可以支持较高的电流，因此能够有效保护电路免受过电流损害。
3.电压调节功能：气体放电管可以通过调节工作电压来实现对电路的电压调节，特别适用于需要稳定工作电压的场合。
4.电路保护功能：气体放电管能够在过电压、过电流、瞬态电压等突发情况下迅速响应并保护电路，提高系统的稳定性和可靠性。
5.长寿命和稳定性：气体放电管具有较长的寿命和稳定的放电特性，在各种恶劣工作环境下仍能正常工作。
三、气体放电管的应用领域气体放电管由于其独特的功能特点，在多个领域得到广泛应用。
1.电子工业：气体放电管常见于电源供电电路、开关电路、保护电路等，可用于过电流保护、瞬态电压保护、电压调节等功能。
2.通信技术：气体放电管可用于通信设备的保护，防止过电压对设备的损坏。
例如，在电话线路接口处应用气体放电管可以有效防止雷电等电磁干扰的影响。
3.医疗设备：气体放电管可用于医疗设备的电源保护，防止过电流和过电压对设备和患者的伤害。
气体放电管的残压
气体放电管的残压1. 什么是气体放电管气体放电管是一种用于产生和控制放电的器件。
它由一个密封的玻璃管、两个电极和一定压强的气体组成。
当施加电压到气体放电管的电极时，气体中的分子会发生电离，产生等离子体，这种现象被称为放电。
气体放电管广泛应用于照明、显示、激光、通信等领域。
2. 气体放电管的工作原理气体放电管的工作原理基于气体放电现象。
当施加足够高的电压到气体放电管的电极时，电场强度足以使气体中的分子发生电离。
电离后的分子会失去电子，形成带正电荷的离子。
这些离子会与电子发生碰撞，产生更多的电子和离子，形成等离子体。
等离子体导电性较好，使得电流得以通过。
当电压降低或电流减小时，等离子体会重新复合，放电现象结束。
3. 气体放电管的残压现象在气体放电管放电结束后，电极之间的电压并不会立即降为零，而是会残留一定的电压，这就是气体放电管的残压现象。
残压是由于等离子体的复合速度较慢，导致电流无法立即中断，电场仍然存在，从而维持一定的电压差。
4. 气体放电管的残压形成机制气体放电管的残压形成主要受到以下几个因素的影响：4.1 等离子体复合速度等离子体复合速度是影响残压大小的重要因素。
复合速度越慢，残压越大。
复合速度受到气体种类、气体压强、电流大小等因素的影响。
4.2 电极材料和结构电极材料和结构对残压也有一定影响。
电极的形状、材料的导电性、电极间距等因素会影响电场分布和等离子体的形成与复合速度。
4.3 放电条件放电条件包括电压大小、电流大小、放电时间等。
这些条件的变化会导致残压的大小不同。
5. 残压的影响和应对措施气体放电管的残压会对电路和设备产生一定的影响，如干扰正常工作、损坏电子元器件等。
为了降低残压的影响，可以采取以下措施：5.1 使用补偿电路通过设计合适的补偿电路，可以将残压降低到较低的水平。
补偿电路可以利用电容、电感等元件来消耗残压。
5.2 选择合适的气体和压强不同气体的残压大小不同，可以根据具体需求选择合适的气体和压强，以降低残压。
气体放电管
陶瓷气体放电管是在放电间隙内充入适当的惰性气体介质。
配以高活性的电子发射材料及放电引燃机构，通过贵金属焊料高温封接而成的一种特殊的金属陶瓷结构的气体放电器件。
它可用于瞬间过电压防浪涌，也可用作点火。
其高阻抗、低极间电容和高耐冲击电流是其它放电管所不具备的。
当线路有瞬时过电压窜入时，放电管被击穿，阻抗迅速下降，几乎是短路状态。
放电管将大电流通过线路接地或回路泄放，也将电压限制在低电位，从而保护了线路及设备。
当过电压浪涌消失后，又迅速的恢复到≥109的高阻状态，保证线路的正常工作。
主要规格与型号：²陶瓷放电二极管2R-75V、2R-90V、2R-150V、2R-230V、2R-350V 、2R-470V、2R-600V、2R-800V、2R-1000V²陶瓷放电三极管3R-75V、3R-90V、3R-150V、3R-230V、3R-470V、3R-600V、3R-800V²陶瓷气体开关管2R-230V、2R-230V、2R-610V、2R-800V、2R-3000V格:3R075V 3R090V 3R230L 3R470L 3R600L 品牌:DF 产地:中国型号:2R075L 2R090L 2R150L 2R230L 2R350L 2R470L 2R600L 2 数量:20000陶瓷气体放电管Surge Arresters通常用于保护敏感的电信设备,例如电源线、通信线路、信号线和数据传输线,防止一般由雷击和设备开关操作导致的瞬时浪涌电压所造成的损坏。
气体放电管作为一个高阻抗器件,可放置在敏感设备的前面并与之平行,同时该器件不会影响信号的正常工作。
但是,在雷击等过电压浪涌情况下,气体放电管会切换到低阻抗状态,并将能量从敏感设备中转移。
与其他的过电压保护技术相比,由于气体放电管具有低电容特性,因此它所造成的信号失真程度也较小。
气体放电管由于其快速和精确的导通电压,因此具备了比一般气体放电管更高水平的保护能力,这使得它们适用于主配线架(MDF)模块、高数据率通信(如ADSL, VDSL)和电源线的浪涌保护。
rs485用的气体放电管参数
rs485用的气体放电管参数RS485通信是一种常用的工业通信协议，它使用了差分信号传输来抵抗电磁干扰。
而气体放电管是一种用于保护RS485通信线路的重要组件。
在本文中，我们将探讨气体放电管在RS485通信中的作用和参数。
1. RS485通信简介RS485通信是一种多点通信协议，它可以在一个主节点和多个从节点之间进行全双工通信。
RS485通信线路采用了差分信号传输，其中A 线和B线分别被用作正向信号和反向信号的传输介质。
这种差分信号传输方式可以有效地抵抗电磁干扰，提高通信的可靠性和稳定性。
2.气体放电管的作用气体放电管作为一种过压保护器件，主要用于保护RS485通信线路免受过电压的损害。
当线路上存在过电压时，气体放电管会发生气体放电现象，将过电压泄放至大地，从而保护线路和通信设备免受损坏。
3.气体放电管的参数气体放电管的参数对于RS485通信线路的保护起着重要的作用。
下面将介绍几个常见的气体放电管参数。
（1）保护电压（Voltage Protection）：气体放电管的保护电压指的是该器件正常工作时所能承受的最大电压。
通常情况下，保护电压应高于通信线路上的最大工作电压，以确保其能够有效地保护通信线路。
（2）耐受电流（Holding Current）：气体放电管的耐受电流指的是该器件能够承受的最大电流。
通常情况下，耐受电流越大，器件的寿命和可靠性就越高。
（3）响应时间（Response Time）：气体放电管的响应时间指的是器件从检测到过电压到发生气体放电并将其泄放至大地所需要的时间。
响应时间越短，气体放电管对于过电压的保护效果就越好。
（4）工作温度（Operating Temperature）：气体放电管的工作温度指的是该器件能够正常工作的温度范围。
通常情况下，工作温度应能够适应通信设备所处环境的温度变化。
4.总结气体放电管在RS485通信中起着重要的保护作用。
通过选择合适的气体放电管参数，可以有效地保护通信线路免受过电压的损害，从而提高通信的可靠性和稳定性。
气体放电管工作原理实验
气体放电管工作原理实验气体放电管是一种用来产生放电现象的装置，其主要用途是研究以及实验物理学中的电学现象和量子效应。
通过在放电管内加入适当的气体，并施加高电压，可观察到诸如气体放电、荧光发光、产生X射线等现象。
本文将详细介绍气体放电管的工作原理，以及一些常见的实验准备和实验过程。
一、气体放电管的工作原理气体放电管利用带电粒子在电场中受到的力来产生电子运动、发光以及其他电学现象。
在气体放电管中，通过两个电极（阳极和阴极）施加电压，形成了电场。
当气体放电管内的气体处于较低的压强下，电场加速带电粒子（通常是电子）在管内碰撞气体原子或分子，使其激发或电离。
在室温下，气体放电管通常包含气体（如氖、氩、氦、汞蒸汽等）和阴极。
在管内加入适当的气体后，通电时，电子从阴极发射出来，并在电场的作用下，加速往阳极方向移动。
在移动过程中，电子会与气体分子或原子发生碰撞。
当电子与气体分子或原子碰撞时，会发生三种主要过程：1. 电子与气体原子或分子弹性碰撞，这会导致电子的方向改变，但能量不发生变化。
2. 电子与气体原子或分子非弹性碰撞，导致电子能量的转移给气体分子或原子，使其激发或电离。
激发态原子或分子会通过辐射的方式释放出能量，从而产生荧光发光现象。
3. 电子与气体原子或分子电离碰撞，从而形成离子。
二、实验准备1. 气体选择：根据实验需要选择合适的气体。
常用的气体有氖(Ne)、氩(Ar)、氦(He)、汞蒸汽(Hg Vapor)等。
不同气体的特性和实验结果会有所不同。
2. 放电管：选择合适的放电管。
放电管的尺寸和形状对实验结果具有影响，可根据实验需求选择。
3. 电源：提供合适电压和电流的电源。
放电管通常需要较高的电压才能产生可观察的放电现象。
4. 测量仪器：使用合适的测量仪器来记录和分析实验结果，如电流表、电压表、光谱仪等。
三、实验过程1. 气体放入：将选择好的气体注入放电管中。
需要注意的是，气体的压力和纯度对实验结果也有一定的影响，需要控制好这些因素。
气体放电管标准
气体放电管标准
气体放电管（GDT）是一种密封在陶瓷腔体中的放电间隙，腔体中充有惰性气体以稳定放电管的放电电压。
其主要特点是通流能量大，可达数十至数百KA，绝缘电阻极高，无漏流，无老化失效，无极性双向保护，静态电容极小，特别适用于高速网络通讯设备的粗保护。
可广泛用于各种电源及信号线的第一级雷击浪涌保护。
关于气体放电管的标准，可以参考IEC 61643-311 《低压电涌保护器元件第311部分：气体放电管（GDT）规范》。
该标准中，气体放电管测试项目包括：直流火花放电电压、冲击火花放电电压、绝缘电阻、电容量、横向电压、辉光至弧光转变电流，辉光电压，弧光电压、直流保持电压、标称交流放电电流试验、波形为8/20标称冲击放电电流试验，以及用10/1000冲击电流进行寿命试验等。
此外，对于GDT放电管的质量标准，是按国家标准GB9043进行检测的数据结果判定的。
GDT陶瓷气体放电管一般以以下6个参数作评定及试验条件：
1.直流击穿电压Vsdc：即对GDT放电管施加100V/s的直流电压
时的击穿电压值，发生击穿的电压值称为阈值电压或击穿电压，常用直流击穿电压有90V、150V、230V等。
2.脉冲（冲击）击穿电压Vsi：在GDT放电管上施加上升速率为
1kV/μs的脉冲电压，放电管击穿时的电压值称为脉冲击穿电压. 脉冲（冲击）击穿电压Vsi是放电管的一个动态特性，因反应速度没那么快，脉冲击穿电压则要比直流击穿电压高不少。
3.绝缘电阻：在GDT放电管两端施加规定的直流电压时测得的
电阻值，一般为1G欧。
4.电容值：GDT放电管在特定频率下测得的电容值，一般为1.0PF。
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气体放电管
气体放电管是一种开关型保护器件，图是气体放电管的原理图符号。
气体放电管的工作原理是气体放电。
当两极间的电压足够大时，极间间隙将被放电击穿，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之间，因此可以起到保护后级电路的效果。
气体放电管的主要指标有响应时间、直流击穿电压、冲击击穿电压、通流容量、绝缘电阻、极间电容及续流遮断时间。
气体放电管的响应时可以达到数百ns以至数s，在保护器件中是最慢的。
当线缆上的雷击过电压使防雷器中的气体放电管击穿短路时，初始的击穿电压基本为气体放电管的冲击击穿电压，一般在600V 以上。
放电管击穿导通后，两极间维持电压下降到20～50V。
另一方面，气体放电管的通流量比压敏电阻和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保护电路的最前级，其后级的保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。
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。
因此气体放电管并接到线路上对线路基本不会构成什么影响。
气体放电管的续流遮断是设计电路需要重点考虑的一个问题。
如前所述，气体放电管在导电状态下续流维持电压一般为20～50V。
在直流电源电路中应用时，如果两线间电压超过15V，则不可以在两线间直接应用放电管，在50Hz交流电源电路中使用时，虽然交流电压有过零点，可以实现气体放电管的续流遮断，但气体放电管类的器件在经过多次导电击穿后，其续流遮断能力将大大降低，长期使用后，在交流电路的过零点也不能实现续流遮断。
因此，在交流电源电路的相线对保护地线、中线对保护地线单独使用气体放电管是不合适的。
在以上的线对之间使用气体放电管时需要与压敏电阻串联。
在交流电源电路的相线对中线的保护中基本不使用气体放电管。
在防雷电路的设计中，应注重气体放电管的直流击穿电压、冲击击穿电压、通流容量等参数值的选取。
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） 1.8
U。
式中，Ufdc为直
P
流击穿电压；min（Ufdc）为直流击穿电压的最小值；
U为线路正常
P
运行电压的峰值。
气体放电管主要可应用在交流电源口相线、中线的对地保护，直流电源口的工作地和保护地之间的保护，信号口中线对地的保护，射频信号馈线芯线对屏蔽层的保护。
气体放电管的失效模式在多数情况下为开路，因电路设计原因或其他因素导致放电管长期处于短路状态而被烧坏时，也可引起短路的失效模式。
气体放电管使用寿命相对较短，以多次冲击后性会下降。
因此，由气体管构成的防雷器长时间使用后存在维护及更换的问题。