开关放电管
更新时间：2011-05-23 14:24
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开关放电管是一由电压导通的开关型器件，使用中并联在被保护设备的线与线或线与地端之间。它能提供几个微秒和非常陡峭的峰值极高的前沿电压及电流脉冲,它与点火变压相配合可产生电压为12kV的典型高压脉冲,工业利用此效应就制成了点火开关
开关放电管的保护原理
当外来浪涌电压未达其动作电压时，放电管呈高阻（绝缘电阻达1000MΩ以上）状态，而一旦浪涌电压达到其动作电压时，放电管内部放电间隙立即发生电击穿现象，此时放电管相当于一良导体，浪涌电压在50ns时间内即被迅速短路至接近零电压，浪涌电流被迅速导入地，从而对设备起到保护作用。当浪涌电压消失时，放电管则立即熄灭并恢复为高阻状态，静待下一次的动作。
在正常情况下,放电管因其特有的高阻抗（≥1000MΩ）及低电容（≤10pF）特性,在它作为保护元件接入线路中时,对线路的正常工作几乎没有任何不利的影响.当有害的瞬时过电压窜入时,放电管首先被击穿放电,其阻抗迅速下降,几乎呈短路状态,此时,放电管将有害的电流通过地线泄给大地,同时将电压限制在放电管的弧光上（约20V左右）,消除了有害的瞬时过电压和过电流,从而保护了线路及元件.当过电压消失后,放电管又迅速恢复到高阻抗状态,线路继续正常工作.
开关放电管的常用技术参数
1、直流放电电压
在上升陡度低于100V/s的电压作用下，开关放电管开始放电的平均电压值称为其直流放电电压。由于放电的分散性，所以，直流放电电压是一个数值范围。
2、冲击放电电压
在具有规定上升陡度的暂态电压脉冲作用下，开关放电管开始放电的电压值称为其冲击放电电压。
开关放电管的响应时间或动作时延与电压脉冲的上升陡度有关，对于不同的上升陡度，开关放电管的冲击放电电压是不同的 。
3、工频耐受电流
开关放电管通过工频电流5次，使管子的直流放电电压及绝缘电阻无明显变化的最大电流称为其工频耐受电流。
4、冲击耐受电流
将开关放电管通过规定波形和规定次数的脉冲电流，使其直流放电电压和绝缘电阻不会发生明显变化的最大值电流峰值称为管子的冲击耐受电流。
这一参数是在一定波形和一定通流次数下给出的，制造厂通常给出在8/20us波形下通流10次的冲击耐受电流，也有给出在10/1000us波形下通流300次的冲击耐受电流。
5、绝缘电阻和极间电容
开关放电管的绝缘电阻值很大，厂家一般给出的是绝缘电阻的初始值，约为数千兆欧。绝缘电阻值的降低会导致漏流的增大，有可能产生噪音干扰。
开关放电管的寄生电容很小，极间电容一般在1pF～5pF范围，极间电容在很宽的频率范围内保持近似不变，同型号开关放电管的极间电容值分散性很小。
开关放电管的选择
- 从不影响被保护系统正常运行的要求出发，希望开关放电管的直流放电电压选得高些。但直流放电电压高的管子，冲击放电电压也高；从被保护电子设备的耐受性来说看，希望管子的直流放电电压选得低一些。所以，开关放电管的支流放电电压应在这两种相互制约的要求之间进行折衷选择。
开关放电管的应用
开关放电管保护中的常见问题
1、时延脉冲及续流
从暂态过电压达到放电管的ufdc（直流放电电压）到其实际动作放电之间，存在一段时延，的大小取决于过电压波的波头上升陡度du/dt。
一般不单独使用放电管来保护电子设备，而在放电管后面再增加一些保护元件，以抑制这种时延脉冲。
续流：放电管泄放过电流结束以后，被保护系统的工作电压能维持放电管电弧通道的存在，这种情况称为续流。
续流的存在对放电管本身和被保护系统具有很大的危害性。 熔断器的额定电流高于被保护系统的正常运行电流，其熔断电流小于放电管在电弧区的续流。 这种方法会造成供电和信号传输的短时中断对于要求不高的电子设备可以接受。
2、状态翻转及短路反射
放电管在开始放电时，由开路状态翻转为导通状态，翻转过程中，暂态电流的变化率di/dt很大，这种迅速变化的暂态电流在空间产生暂态电磁场向四周辐射能量，在附近的电源线和信号线上产生干扰，或在周围的电气回路中产生感应电压。通常采取的抑制方法有屏蔽、减小耦合和滤波等。
放电管导通后，入射波被反射回去，使得后面的电子设备得到保护，但反射波电流产生的空间电磁场也会向周围辐射能量，需要加以抑制
