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多间隙气体放电管的应用!
发布者:深圳市踏歌科技有限公司  发布时间:2017-02-17
  气体放电管作为一种纵向(并联)保护元件,具有寄生电容小、绝缘电阻大和泄放雷电暂态电流能力强等优点,在电子系统的雷电保护中得到了较为广泛的应用。气体放电管工作原理是利用气体间隙放电,当气体放电管两极之间由雷电过电压通过时,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,泄放雷电流,且气体放电管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,从而避免与放电管并联的电子设备受过电压的损坏。由于放电管自身结构和工作机制等特点,使其在保护应用中会存在一些问题。当雷电过电压通过气体放电管后,在被保护电子系统的电源或信号电压作用下,原处于导通状态的放电管有可能不会灭弧,在放电管中将产生续流,这种续流的存在对放电管危害较大。利用多间隙气体放电管启动电压低、响应时延短和残压上升陡度小的特点,将多间隙气体放电管应用于雷电防护,可解决传统气体放电管存在的一些问题。(推荐阅读:气体放电的放电管的工作原理

  采用ICGS 雷电波发生器产生冲击电压外加工频电源作冲击试验,将雷电流从如图2 中阳极注入,阴极接地,雷电流在20~60kA 范围内,从0°同步触发角开始,以30°的间隔逐步增加。图5 为90°相位时多间隙气体放电续流试验波形,此时GDT1极间存在明显的续流,且续流值较大,GDT2 极间的续流值较图5 中GDT1 减小了许多,几乎接近0。即利用多间隙气体放电管有效地减少甚至消除了传统气体放电管在雷电防护中存在的续流危害。
图5 90°相位时多间隙气体放电续流试验波形
  图5 90°相位时多间隙气体放电续流试验波形

   本文总结:
  针对气体放电管在雷电防护中存在的诸多弊端,本文结合汤森理论与帕刑定律,提出了一种多间隙气体放电管,并结合模拟雷电流对多间隙气体放电管作冲击试验,得出如下结论。
  1、相对相同材料及极间距的传统气体放电管,多间隙气体放电管击穿电压小4 倍左右,即击穿电压的系数β =0.25;其响应时延比相同冲击电流下的传统气体放电管小,且响应时延可缩短至200ns左右;其残压上升陡度最大可减小0.3kV/μs。
  2、多间隙气体放电管的响应时延随冲击电压的增大而逐渐减小,且到达某一值时趋于稳定;随着冲击电流的增大,多间隙气体放电管的残压上升陡度增加,且始终小于相同材料及极间距的传统气体放电管的残压上升陡度。
  3、多间隙气体放电管可有效减少甚至消除传统气体放电管在雷电防护中存在的续流危害。(推荐阅读:气体放电管主要技术参数及使用选择
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