隨著郵電通信、廣播電視、各類(lèi)家用電器、設(shè)備儀表、計(jì)算機(jī)設(shè)備等的發(fā)展，陶瓷氣體放電管作為防雷及過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)設(shè)施，正日益得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
因放電管的極間絕緣電阻很大，寄生電容很小，對(duì)高頻信號(hào)線(xiàn)路的雷電防護(hù)有明顯的優(yōu)勢(shì)，放電管常用于多級(jí)保護(hù)電路中的第一級(jí)或前兩級(jí)，起到泄放雷電、瞬時(shí)過(guò)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(dǎo)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(hù)組件，它在通信系統(tǒng)的防雷保護(hù)中已獲得了廣泛的應(yīng)用。
上世紀(jì) 80 年代開(kāi)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(lèi)型的放電管，陶瓷氣體放電管管身體積小、工作功率大、運(yùn)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(jiǎn)稱(chēng)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(lèi)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(jí)到歐姆級(jí)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(guò)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(dú)使用在非電源線(xiàn)路，可對(duì)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(hù)設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種開(kāi)關(guān)器件，無(wú)論是交直流電源的防雷還是各種信號(hào)電路的防雷，都可以用它來(lái)將雷電流泄放入大地。其主要特點(diǎn)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(yīng)速度較慢。按電極數(shù)分，有二極放電管和三級(jí)放電管（相當(dāng)于兩個(gè)二極放電管串聯(lián)）兩種。其外形為圓柱形，有帶引線(xiàn)和不帶引線(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)形式（有的還帶有過(guò)熱時(shí)短路的保護(hù)卡）。
2. 陶瓷氣體放電管的組成
放電管是一個(gè)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(jí)、三級(jí)或多級(jí)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(huà)有導(dǎo)電帶（碳線(xiàn)），電極由Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni合金或無(wú)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(dǎo)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(lèi)、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(dòng)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(gè)確定的誤差范圍內(nèi)。當(dāng)其兩端電壓升高到大于放電電壓時(shí)，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(yīng)用是瞬間過(guò)壓時(shí)的保護(hù)作用，除此之外，還在點(diǎn)火時(shí)也會(huì)有所應(yīng)用。相比于其他類(lèi)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(jiàn)陶瓷氣體放電管是一類(lèi)性能較為優(yōu)越的放電管設(shè)備。
當(dāng)通電線(xiàn)路在遭遇雷擊等狀況下出現(xiàn)瞬時(shí)突變高壓狀況時(shí)，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(shí)內(nèi)呈現(xiàn)幾乎線(xiàn)路短路的狀態(tài)。此時(shí)，陶瓷氣體放電管可將過(guò)大的電流進(jìn)行放泄，即通過(guò)設(shè)備中的線(xiàn)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(shí)高壓狀況之下對(duì)線(xiàn)路及線(xiàn)路中的各個(gè)設(shè)備起到了保護(hù)作用。
4. 陶瓷氣體放電管的應(yīng)用分析
陶瓷氣體放電管應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，在室外分線(xiàn)盒的過(guò)壓保護(hù)、通訊設(shè)備線(xiàn)路保護(hù)、空調(diào)大功率保護(hù)、電源保護(hù)、信號(hào)防護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域均可起到相應(yīng)作用。
在線(xiàn)路保護(hù)方面，陶瓷氣體放電管主要適用于幫助類(lèi)電壓較低的電器電源、插線(xiàn)、空氣開(kāi)關(guān)等的雷暴天氣進(jìn)行防雷工作，同時(shí)也可以起到對(duì)于潛水泵、電氣系統(tǒng)、各類(lèi)傳動(dòng)設(shè)備等的浪涌電壓的保護(hù)作用。
在信號(hào)保護(hù)方面，陶瓷氣體放電管主要可以應(yīng)用于各類(lèi)通訊網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)保護(hù)，如電話(huà)、傳真機(jī)、網(wǎng)線(xiàn)、移動(dòng)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(duì)上述設(shè)備起到較好的信號(hào)保護(hù)作用。
總之，陶瓷氣體放電管性能優(yōu)越，線(xiàn)路保護(hù)性能好，是目前線(xiàn)路防雷等任務(wù)中十分常用的放電管類(lèi)型。其適用領(lǐng)域廣泛，應(yīng)用效果好，在各相關(guān)行業(yè)內(nèi)受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，必須不斷加強(qiáng)對(duì)陶瓷氣體放電管的研發(fā)投入，更加深入地掌握該類(lèi)型放電管的特性以及其在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)，同時(shí)不斷開(kāi)發(fā)其新屬性、新性能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備提升，并最終將其更好地投入到線(xiàn)路保護(hù)工作之中。