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      應用方案

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      多間隙氣體放電管的應用!
      發布者:深圳市踏歌科技有限公司  發布時間:2017-02-17
        氣體放電管作為一種縱向(并聯)保護元件,具有寄生電容小、絕緣電阻大和泄放雷電暫態電流能力強等優點,在電子系統的雷電保護中得到了較為廣泛的應用。氣體放電管工作原理是利用氣體間隙放電,當氣體放電管兩極之間由雷電過電壓通過時,在極間產生不均勻電場,在此電場作用下,管內氣體開始游離,當外加電壓增大到使極間場強超過氣體的絕緣強度時,兩極之間的間隙將放電擊穿,泄放雷電流,且氣體放電管由原來的絕緣狀態轉化為導電狀態。導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,從而避免與放電管并聯的電子設備受過電壓的損壞。由于放電管自身結構和工作機制等特點,使其在保護應用中會存在一些問題。當雷電過電壓通過氣體放電管后,在被保護電子系統的電源或信號電壓作用下,原處于導通狀態的放電管有可能不會滅弧,在放電管中將產生續流,這種續流的存在對放電管危害較大。利用多間隙氣體放電管啟動電壓低、響應時延短和殘壓上升陡度小的特點,將多間隙氣體放電管應用于雷電防護,可解決傳統氣體放電管存在的一些問題。(推薦閱讀:氣體放電的放電管的工作原理

        采用ICGS 雷電波發生器產生沖擊電壓外加工頻電源作沖擊試驗,將雷電流從如圖2 中陽極注入,陰極接地,雷電流在20~60kA 范圍內,從0°同步觸發角開始,以30°的間隔逐步增加。圖5 為90°相位時多間隙氣體放電續流試驗波形,此時GDT1極間存在明顯的續流,且續流值較大,GDT2 極間的續流值較圖5 中GDT1 減小了許多,幾乎接近0。即利用多間隙氣體放電管有效地減少甚至消除了傳統氣體放電管在雷電防護中存在的續流危害。
      圖5 90°相位時多間隙氣體放電續流試驗波形
        圖5 90°相位時多間隙氣體放電續流試驗波形

         本文總結:
        針對氣體放電管在雷電防護中存在的諸多弊端,本文結合湯森理論與帕刑定律,提出了一種多間隙氣體放電管,并結合模擬雷電流對多間隙氣體放電管作沖擊試驗,得出如下結論。
        1、相對相同材料及極間距的傳統氣體放電管,多間隙氣體放電管擊穿電壓小4 倍左右,即擊穿電壓的系數β =0.25;其響應時延比相同沖擊電流下的傳統氣體放電管小,且響應時延可縮短至200ns左右;其殘壓上升陡度最大可減小0.3kV/μs。
        2、多間隙氣體放電管的響應時延隨沖擊電壓的增大而逐漸減小,且到達某一值時趨于穩定;隨著沖擊電流的增大,多間隙氣體放電管的殘壓上升陡度增加,且始終小于相同材料及極間距的傳統氣體放電管的殘壓上升陡度。
        3、多間隙氣體放電管可有效減少甚至消除傳統氣體放電管在雷電防護中存在的續流危害。(推薦閱讀:氣體放電管主要技術參數及使用選擇
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