氣體放電管和壓敏電阻的原理及特性

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電極、三個電極和五個電極三種結(jié)構(gòu)。當(dāng)在放電管的極間 施加一定的電壓時，便在極間產(chǎn)生不均勻的電場，在電場的作用下，氣體開始游離，當(dāng)外加電壓達(dá)到極間場強并超過惰性氣體的絕緣強度時，兩極間就會產(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)。即電場強度超過氣體的擊穿強度時，就引起間隙放電，從而限制了極間電壓。也就是說在無浪涌 時，處于開路狀態(tài)，浪涌到來時，放電管內(nèi)的電極板關(guān)合導(dǎo)通。浪涌消失時，極板恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

氣體放電管是一種開關(guān)型的防雷保護器件，一般用于防雷工程的第一級或第二級的保護上；由于它的極間絕緣電阻大，因而寄生電容很小，所以用于對高頻電子線路 的保護有著明顯的優(yōu)勢。然而氣體放電管由于其本身在放電時的時延性較大和動作靈敏性不夠理想，因此它對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；

氣體放電管的缺點是：

1、放電時延性較大，動作靈敏度不夠，響應(yīng)時間較慢，為80ns左右。

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

3、無法進(jìn)行劣化指示和實現(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)”，電阻就會受電壓的強烈影響，其電流隨著電壓的升高而急劇上升，上升的曲線是一個非線性指 數(shù)。當(dāng)在正常工作電壓時，壓敏電阻處于一種高阻值狀態(tài)。當(dāng)浪涌到來時，它處于通路狀態(tài)，強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度時在壓敏電阻上有1mA電流流過的時候，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)量級的電流。漏電流越小越好。

對于漏電流特別應(yīng)強調(diào)的是必須穩(wěn)定，不允許在工作中自動升高，一旦發(fā)現(xiàn)漏電流自動升高，就應(yīng)立即淘汰，因為漏電流的不穩(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，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)，選擇漏電流值相對稍大一些的防雷器，反而較穩(wěn)定。

C：響應(yīng)時間：響應(yīng)時間是指加在防雷器兩端的電壓等于壓敏電壓所需的時間，達(dá)到這一時間后防雷器完全導(dǎo)通。壓敏電阻的響應(yīng)時間為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，因而它不利于對高頻電子系統(tǒng)的保護。因為這種寄生電容對高頻信號的傳輸會產(chǎn)生畸變作用，從而影響系統(tǒng)的正常運行。因而對頻率較 高的系統(tǒng)的保護，應(yīng)選擇寄生電容低的壓敏電阻型防雷器。

它的優(yōu)點：

1、殘壓低。

2、響應(yīng)時間快，為25ns左右。

3、無續(xù)流。

4、可以實現(xiàn)劣化批示和故障遙信告示功能，因此，它的保護效果安全、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，更是一枝獨秀。

它的缺點：有泄漏電流；寄生電容較大，不利于對高頻電子線路的保護。