隨著郵電通信、廣播電視、各類家用電器、設(shè)備儀表、計算機設(shè)備等的發(fā)展，陶瓷氣體放電管作為防雷及過電壓保護的保護設(shè)施，正日益得到越來越廣泛的應用。
因放電管的極間絕緣電阻很大，寄生電容很小，對高頻信號線路的雷電防護有明顯的優(yōu)勢，放電管常用于多級保護電路中的第一級或前兩級，起到泄放雷電、瞬時過電流和限制電壓的作用。放電管主要分為氣體放電管和半導體放電管，其中氣體放電管由燒結(jié)的材料不同分為玻璃氣體放電管和陶瓷氣體放電管，兩者具有相同的特性。氣體放電管作為一種間隙型的防雷保護組件，它在通信系統(tǒng)的防雷保護中已獲得了廣泛的應用。
上世紀 80 年代開始，陶瓷金屬化技術(shù)日趨成熟。陶瓷作為電子元件的結(jié)構(gòu)、絕緣材料，正式走入大眾視野，作為優(yōu)化、穩(wěn)定間隙放電原理下的改善性產(chǎn)品之一。相比于其他類型的放電管，陶瓷氣體放電管管身體積小、工作功率大、運行效率高、且絕緣性能突出、兩極之間電容小，是目前行業(yè)內(nèi)性能十分突出的優(yōu)質(zhì)放電管。
1. 什么是陶瓷氣體放電管？
陶瓷氣體放電管，簡稱GDT（Gas Discharge Tubes），是管狀陶瓷腔，金屬電極結(jié)合，高溫焊接工藝制成的具有穩(wěn)定放電特性的放電間隙元件，該類器件本身的電阻值根據(jù)加載在其兩端的電壓值改變而從G歐級到歐姆級變化，阻值可在100納秒左右完成跳變。利用該特性，GDT絕大多數(shù)并聯(lián)在系統(tǒng)電路中防止過電壓損壞后端其他元件，由于氣體放電具有續(xù)流特性，所以極少單獨使用在非電源線路，可對電磁干擾起到有效的抑制作用。
陶瓷氣體放電管是防雷保護設(shè)備中應用最廣泛的一種開關(guān)器件，無論是交直流電源的防雷還是各種信號電路的防雷，都可以用它來將雷電流泄放入大地。其主要特點是：放電電流大，極間電容小，絕緣電阻高，擊穿電壓分散性較大，反應速度較慢。按電極數(shù)分，有二極放電管和三級放電管（相當于兩個二極放電管串聯(lián)）兩種。其外形為圓柱形，有帶引線和不帶引線兩種結(jié)構(gòu)形式（有的還帶有過熱時短路的保護卡）。
2. 陶瓷氣體放電管的組成
放電管是一個兩邊封有金屬材料，中間一般為陶瓷，內(nèi)部充有惰性氣體的密封式圓形絕緣體，電極從兩金屬片上引出。根據(jù)放電管絕緣空間的大小，分成二級、三級或多級放電管，又以電壓的高低分檔。
管殼多為Al2O3陶瓷，管內(nèi)壁表面畫有導電帶（碳線），電極由Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni合金或無氧銅（Oxygen free copper）制成，電極表面涂有陰極發(fā)射材料——電子粉，管內(nèi)充有純氬、氖氬或氬氫混合氣體。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑，也即陰極發(fā)射材料；陶瓷上還有幫助氣體擊穿的導電帶。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的。
3. 陶瓷氣體放電管的工作原理
陶瓷氣體放電管其電氣性能基本取決于氣體種類、氣體壓力以及電極距離，中間所充的氣體主要是氖或氬，并保持一定的壓力，電極表面涂以發(fā)射劑以減少電子發(fā)射能。這些措施使得動作電壓可以調(diào)整(一般在70伏到3600伏)，而且可以保持在一個確定的誤差范圍內(nèi)。當其兩端電壓升高到大于放電電壓時，產(chǎn)生弧光放電，氣體電離放電后由高阻抗轉(zhuǎn)為低阻抗，使其兩端電壓迅速降低，大約為20~50V。
陶瓷氣體放電管的主要應用是瞬間過壓時的保護作用，除此之外，還在點火時也會有所應用。相比于其他類型的放電管設(shè)備，陶瓷氣體放電管兩極間電容更低，且具有高阻抗的特性，這都是普通放電管所不具備的性能，可見陶瓷氣體放電管是一類性能較為優(yōu)越的放電管設(shè)備。
當通電線路在遭遇雷擊等狀況下出現(xiàn)瞬時突變高壓狀況時，設(shè)備的放電管將被擊穿，其阻抗瞬間由原有的高值降低，短時內(nèi)呈現(xiàn)幾乎線路短路的狀態(tài)。此時，陶瓷氣體放電管可將過大的電流進行放泄，即通過設(shè)備中的線路接地或者原有的回路泄出電流，從而使得瞬間升高的電壓下降到某一安全的數(shù)值、保證電路中電流、電壓均控制在較為合理的范圍之內(nèi)，從而在瞬時高壓狀況之下對線路及線路中的各個設(shè)備起到了保護作用。
4. 陶瓷氣體放電管的應用分析
陶瓷氣體放電管應用領(lǐng)域較為廣泛，在室外分線盒的過壓保護、通訊設(shè)備線路保護、空調(diào)大功率保護、電源保護、信號防護等多個領(lǐng)域均可起到相應作用。
在線路保護方面，陶瓷氣體放電管主要適用于幫助類電壓較低的電器電源、插線、空氣開關(guān)等的雷暴天氣進行防雷工作，同時也可以起到對于潛水泵、電氣系統(tǒng)、各類傳動設(shè)備等的浪涌電壓的保護作用。
在信號保護方面，陶瓷氣體放電管主要可以應用于各類通訊網(wǎng)絡(luò)的信號保護，如電話、傳真機、網(wǎng)線、移動通訊設(shè)備等等。選用氣體放電管中的微型管與中小通流容量的組合設(shè)備，可以對上述設(shè)備起到較好的信號保護作用。
總之，陶瓷氣體放電管性能優(yōu)越，線路保護性能好，是目前線路防雷等任務中十分常用的放電管類型。其適用領(lǐng)域廣泛，應用效果好，在各相關(guān)行業(yè)內(nèi)受到越來越廣泛的應用。因此，必須不斷加強對陶瓷氣體放電管的研發(fā)投入，更加深入地掌握該類型放電管的特性以及其在實際應用中的注意事項，同時不斷開發(fā)其新屬性、新性能，實現(xiàn)設(shè)備提升，并最終將其更好地投入到線路保護工作之中。