李寶莉

（上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院，上海 200090）

多級(jí)氣體放電管與氧化鋅壓敏電阻并聯(lián)配合的輝光弧光放電性能分析

李寶莉

（上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院，上海 200090）

針對(duì)多級(jí)氣體放電管（GDT）與ZnO壓敏電阻的并聯(lián)配合使用的問(wèn)題，根據(jù)多級(jí)GDT及ZnO壓敏電阻的工作原理，把ZnO壓敏電阻依次并聯(lián)多電級(jí)GDT不同級(jí)數(shù)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，并聯(lián)級(jí)數(shù)越多，越能有效拉低點(diǎn)火電壓，并具有擊穿后能分流的特性。利用氣體放電理論進(jìn)行工頻電壓下的組合器件輝光、弧光放電試驗(yàn)，在分析了輝光、弧光放電電壓、時(shí)延、電流與工頻電壓之間的關(guān)系后，得出并聯(lián)不同級(jí)數(shù)時(shí)，組合器件的靜態(tài)參數(shù)與輝光、弧光各參數(shù)的匹配效果對(duì)泄流影響：靜態(tài)參數(shù)中壓敏電壓與并聯(lián)的GDT管點(diǎn)火電壓相差越大，放電特性越容易從開關(guān)型SPD向限壓型SPD轉(zhuǎn)變。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)解釋輝光、弧光各參數(shù)與工頻電壓和靜態(tài)參數(shù)間關(guān)系，提出可用工頻電壓源下輝光、弧光測(cè)試ZnO壓敏電阻與多級(jí)GDT并聯(lián)使用性能對(duì)比方法，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)選擇復(fù)合型SPD有一定的參考價(jià)值。

輝光；弧光；工頻電壓；ZnO壓敏電阻；氣體放電管

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣和電子產(chǎn)品越來(lái)越多的被使用，由于直擊雷或雷電感應(yīng)對(duì)這些設(shè)備的危害很大，尤其是精密的電子設(shè)備對(duì)強(qiáng)大的雷電電磁脈沖很敏感，并且很容易受到損壞。因而在電子設(shè)備系統(tǒng)前端、供電系統(tǒng)上安裝浪涌保護(hù)器是減少雷擊損失的重要措施之一。浪涌保護(hù)器（SPD）分為開關(guān)型、限壓型、復(fù)合型3種，開關(guān)型SPD具有通流量大，無(wú)漏流，殘壓低的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，而限壓型SPD具有響應(yīng)時(shí)間短，通流量大的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是殘壓高，有漏流[1-3]；因此，實(shí)際生活中常用復(fù)合型SPD來(lái)保護(hù)電氣電子設(shè)備。

目前，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于已有設(shè)計(jì)開關(guān)型SPD，內(nèi)部設(shè)計(jì)大多數(shù)采用氣體間隙、少部分用其他間隙，比如石墨間隙，但都有缺陷：沒法解決工頻續(xù)流問(wèn)題。因此，一般用拉大間隙距離來(lái)減少續(xù)流，但同時(shí)也使得擊穿電壓變高；如今，一方面發(fā)展了羊角間隙，其原理是磁吹式滅弧，并且廣泛應(yīng)用于高壓輸電線路[4]。另一方面，采用在拉大氣體間隙距離的同時(shí)用一些元件來(lái)降低電壓保護(hù)水平。Scheibe[5]利用多級(jí)石墨間隙SPD在電容脈沖電流下的瞬時(shí)短路特性，提出石墨間隙逐級(jí)觸發(fā)方法來(lái)拉低擊穿難度。張小青[6]分析了Zn0壓敏電阻與GDT管并聯(lián)配合使用的性能特性。李祥超等[7]通過(guò)開路電壓波（1.2/50 μs）、8/20 μs和組合波（1.2/50 μs，8/20 μs）對(duì)多級(jí)氣體放電管和ZnO壓敏電阻并聯(lián)后進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，得出并聯(lián)后，能加快GDT管放電速度的結(jié)論，提出組合器件的匹配方法。周中山等[8]利用輝光、弧光放電測(cè)試裝置得出開關(guān)型電涌保護(hù)器各參數(shù)的邏輯關(guān)系，提出輝光、弧光放電性能的試驗(yàn)分析對(duì)開關(guān)電涌保護(hù)器設(shè)計(jì)與運(yùn)用的參考意見。

雖然很多學(xué)者對(duì)SPD沖擊特性進(jìn)行了研究，但都缺少了對(duì)限壓型與開關(guān)型SPD配合時(shí)的輝光、弧光性能試驗(yàn)研究。因此，本文根據(jù)氣體放電理論和多級(jí)氣體放電管及ZnO壓敏電阻的工作原理，通過(guò)多級(jí)氣體放電管與ZnO壓敏電阻的并聯(lián)配合試驗(yàn)，分析靜態(tài)參數(shù)與輝光、弧光各參數(shù)關(guān)系，比較壓敏電阻與多級(jí)GDT管的并聯(lián)位置不同時(shí)的配合效果。

1 輝光、弧光原理分析

1.1 正常輝光放電結(jié)構(gòu)與分布

當(dāng)電壓到達(dá)擊穿電壓VS時(shí)，放電管點(diǎn)火，發(fā)生電子雪崩，電流迅速增大，由于外電路電阻的限流作用，放電穩(wěn)定在EF部分的正常輝光放電區(qū)，并且在有電場(chǎng)分布的管軸方向上，氣體放電管發(fā)光區(qū)域表現(xiàn)出明暗相間的光層分布，分別為陰極區(qū)、負(fù)輝區(qū)、法拉第暗區(qū)、正柱區(qū)和陽(yáng)極區(qū)[9-11]。

輝光放電時(shí)，其放電正柱管壁處的電位:

式中：VR為放電管壁上電位；VO為放電軸上的電位；電子溫度Te是不變量；Z是在單位體積內(nèi)一個(gè)電子與原子碰撞每秒鐘產(chǎn)生電離的數(shù)目；R為放電管的半徑，以軸線為對(duì)稱軸，取單位長(zhǎng)度的一小段圓柱筒，該小圓筒內(nèi)半徑即為r；Da為雙極性擴(kuò)散系數(shù)。而放電正柱中徑向電位的分布為

1.2 弧光放電結(jié)構(gòu)與分布

在正常輝光放電階段，當(dāng)電離程度增強(qiáng)后，減小了氣體間隙電阻，開始只是陰極表面發(fā)射電子區(qū)域增加，但是極間電壓保持不變；若在增加電流，電壓在峰值后急速下跌，此區(qū)被稱為反常輝光，并維持低電壓，大電流的放電，這就是弧光放電[12]。

在弧光放電時(shí)，放電管可以明顯地劃分為3個(gè)區(qū)域：陰極區(qū)（陰極，陰極斑點(diǎn)，陰極鞘層），正柱區(qū)，陽(yáng)極區(qū)（陽(yáng)極，陽(yáng)極斑點(diǎn)，陽(yáng)極鞘層）。

弧光放電時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度：

式中：VC為陰極位降；ji=nieVi；je=neeVe；在陰極x=0處，V=0，則那里的電場(chǎng)強(qiáng)度E0服從下式：

2 多級(jí)氣體放電管與ZnO壓敏電阻并聯(lián)實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)電路模型

圖1為多級(jí)GDT管并聯(lián)ZnO壓敏電阻時(shí)的電路模型圖，圖中壓敏電阻并在5級(jí)串聯(lián)GDT管的一級(jí)處；電源是工頻電壓源；電流表是測(cè)總電流，其在實(shí)物圖以羅格夫斯基原理的電流探頭來(lái)代替，其為10倍衰減；電壓表測(cè)量組合器件的總電壓，其實(shí)物圖是用1 000倍衰減的電壓探頭來(lái)測(cè)量。

圖1 實(shí)驗(yàn)電路模型Fig.1 Experimental circuit model

2.2 組合器件靜態(tài)參數(shù)

圖2反映ZnO壓敏電阻并聯(lián)在5級(jí)串聯(lián)氣體放電管的不同級(jí)數(shù)時(shí)，分別在并聯(lián)與不并聯(lián)壓敏電阻時(shí)，以型號(hào)為K-31623靜態(tài)參數(shù)測(cè)試儀，測(cè)出的的點(diǎn)火電壓對(duì)比圖。由此圖可知，并聯(lián)壓敏電阻后的點(diǎn)火電壓整體低于不并聯(lián)壓敏電阻后的點(diǎn)火電壓，并且在并聯(lián)三、四級(jí)時(shí)尤為明顯。這是因?yàn)槎嗉?jí)氣體放電管上并聯(lián)ZnO壓敏電阻能拉低GDT管的點(diǎn)火電壓，其解釋為ZnO壓敏電阻與GDT管相互并聯(lián)時(shí)接受工頻電壓的沖擊時(shí)，其兩器件基本上是同時(shí)動(dòng)作，兩者并聯(lián)后的總電壓值取決于具有電壓降低的器件，由于GDT管的陰極位降區(qū)電壓較高，而ZnO壓敏電阻兩端的U1mA較低，因而并聯(lián)后的動(dòng)作電壓取決于壓敏電阻兩端的電壓[13-15]。這點(diǎn)在并聯(lián)三級(jí)、四級(jí)時(shí)具體體現(xiàn)出來(lái)了。

靜態(tài)參數(shù)關(guān)系圖見圖2。由圖2可看出，在并聯(lián)處放電管尚未導(dǎo)通之前，壓敏電阻開始動(dòng)作，對(duì)工頻電壓進(jìn)行箝位并泄放電流，而當(dāng)GDT放電導(dǎo)通后，會(huì)與壓敏電阻共同分流，減小了對(duì)壓敏電阻的通流壓力，從圖中看出，并一級(jí)時(shí)，氣體放電管的電火電壓為198V，而ZnO壓敏電阻的壓敏電壓為631V，由此可以看出，一級(jí)時(shí)比起與其并聯(lián)的壓敏電阻，一級(jí)的GDT管更容易導(dǎo)通，因此此時(shí)ZnO壓敏電阻影響很小，還有可能壓敏電阻可能一直沒能完全導(dǎo)通。而二級(jí)時(shí)，氣體放電管的點(diǎn)火電壓為683.6 V，而壓敏電阻的壓敏電壓為631.9 V，并且壓敏電阻的壓敏電壓小，由于兩者點(diǎn)火電壓差距很小，為52 V，此時(shí)，導(dǎo)通情況是壓敏電阻先導(dǎo)通，導(dǎo)通以后由于壓敏電阻兩端的大電流放電電壓（壓敏電壓）很高，即631 V，因此能促使氣體放電管動(dòng)作，來(lái)泄放大電流。因此并一、二級(jí)時(shí)，并聯(lián)處主要是通過(guò)氣體放電管來(lái)泄放大電流。

圖2 靜態(tài)參數(shù)關(guān)系圖Fig.2 Static parameter diagram

而并三級(jí)、四級(jí)以后，其ZnO壓敏電阻的壓敏特性得以體現(xiàn)出來(lái)，并聯(lián)壓敏電阻后，其點(diǎn)火電壓下降很大，并三級(jí)差值為563 V，并四級(jí)時(shí)差值為694 V。并且級(jí)數(shù)上升時(shí)，并聯(lián)后的點(diǎn)火電壓沒有變化，維持在616.5 V，說(shuō)明此時(shí)的點(diǎn)火電壓與壓敏電阻密切相關(guān)，而與間隙距離的增大對(duì)點(diǎn)火電壓影響幾乎為零。其原因可能是壓敏電阻的箝壓性質(zhì)，說(shuō)明此時(shí)由于與壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管的級(jí)數(shù)上升，即間隙距離增大，由此導(dǎo)致與壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管更難導(dǎo)通，于是主要并聯(lián)處是通過(guò)壓敏電阻來(lái)泄放大電流。

2.3 輝光、弧光測(cè)試裝置測(cè)試分析

2.3.1 工頻電壓與電流峰值

為了呈現(xiàn)出并聯(lián)級(jí)數(shù)不同時(shí)，在弧光放電階段，泄放大電流時(shí)的特性，因此把電流峰值與工頻電壓的關(guān)系畫在圖3中，來(lái)理解多級(jí)GDT管與壓敏電阻并聯(lián)配合使用時(shí)的放電性能優(yōu)劣。峰值電流出現(xiàn)在弧光放電階段，這是因?yàn)闅怏w放電管的導(dǎo)通后，主要經(jīng)過(guò)輝光放電和弧光放電兩個(gè)階段。在輝光放電階段，在極間電場(chǎng)下電子和正離子分別向陽(yáng)極、陰極漂移，并積聚在GDT兩極附近，形成空間電荷區(qū)，但正離子比電子質(zhì)量大很多，則電子的漂移速度遠(yuǎn)大于正離子，因而正電荷區(qū)比電子區(qū)密度大得多，由此整個(gè)GDT電壓集中在陰極附近的狹窄區(qū)域內(nèi)；并且特征為輝光電流?。◣缀涟玻x光階段溫度低，GDT管內(nèi)有特別的亮區(qū)和暗區(qū)；而在弧光放電階段，是氣體高溫下放電，電壓不高，電流較大，因而電流峰值出現(xiàn)在弧光放電期間。就圖3來(lái)說(shuō)，上升關(guān)系呈現(xiàn)兩個(gè)梯隊(duì)，并且由圖可看出，第一梯隊(duì)體現(xiàn)出氣體放電管工作特性的三組（不并聯(lián)、并一、二級(jí)）和第二梯隊(duì)中體現(xiàn)ZnO壓敏電阻工作特性的兩組（并三、并四級(jí)）近乎平行，其整體的平均上升斜率近似為1.3；這兩個(gè)梯度間的平均相差值為0.3 A左右。

圖3 工頻電壓與電流峰值Fig.3 Frequency voltage and current peak

2.3.2 工頻電壓與電壓峰值

圖4反映各級(jí)并聯(lián)時(shí)，峰值電壓，也就是組合器件內(nèi)部電子雪崩瞬間整個(gè)器件的大電流放電電壓與工頻電壓的關(guān)系，此關(guān)系反映了多級(jí)GDT管與ZnO壓敏電阻的并聯(lián)配合使用時(shí)，并聯(lián)級(jí)數(shù)不同，其這一型號(hào)（631.95V）的ZnO壓敏電阻對(duì)不同點(diǎn)火電壓的GDT的箝位能力，它與ZnO壓敏電阻的壓敏電壓直接相關(guān)。

圖4 工頻電壓與大電流放電電壓（峰值電壓）關(guān)系Fig.4 Power frequency voltage and high current discharge voltage（peak voltage）relationship

圖4中一方面，隨著工頻電壓的上升，其峰值電壓隨著并聯(lián)級(jí)數(shù)的增多（在氣體放電管工作特性內(nèi)）迅速降低，并且落差梯度也在上升，在不并聯(lián)時(shí)，降低的落差值在0.38 kV左右，在1.32～1.7kV之間，并一級(jí)時(shí)，降低的落差值在0.58 kV左右，在1～1.58 kV之間，并二級(jí)時(shí)，降低的落差值在0.6 kV左右，在0.6～1.2kV，其斜率也分別為-0.27、-0.42、-0.42。說(shuō)明不并聯(lián)與并聯(lián)后，在氣體放電管的工作特性內(nèi)，其大電流放電電壓的限制程度不同，不并時(shí)，因?yàn)闆]有壓敏電阻的箝壓能力，隨著工頻電壓上升，其大電流放電電壓的減小要比并聯(lián)壓敏電阻時(shí)小，由此，可看出，其壓敏電阻的箝壓能力在并聯(lián)后顯示出來(lái)了，并且其并一，并二級(jí)后的斜率近似相同，可以知道，壓敏電阻的箝壓效果幾乎相同。

另一方面，隨著并聯(lián)級(jí)數(shù)的上升，導(dǎo)通深度加強(qiáng)，其兩端大電流放電電壓呈下降趨勢(shì)，無(wú)并聯(lián)時(shí)，即有5級(jí)氣體放電管上直接施加工頻電壓時(shí)，其由于間隙距離長(zhǎng)，因此其導(dǎo)通瞬間電壓很高，因此其峰值電壓最高，而并一、二級(jí)時(shí)，由于ZnO壓敏電阻有拉低氣體放電管動(dòng)作電壓的能力，因此其大電流放電電壓在下降。很明顯，并二級(jí)時(shí)，整體的大電流放電電壓是所有并聯(lián)中最低的，這可能是因?yàn)槎?jí)的氣體放電管的點(diǎn)火電壓為683 V，在此二級(jí)處并聯(lián)的此型號(hào)的ZnO壓敏電阻的壓敏電壓是631 V，而在其他處時(shí)（并一級(jí)、并三級(jí)、并四級(jí)），兩者電壓差值都在400 V以上，因此氣體放電管的點(diǎn)火電壓與并聯(lián)的壓敏電阻的壓敏電壓差距不大時(shí)，則說(shuō)明箝壓能力最強(qiáng)。

2.3.3 工頻電壓與輝光放電時(shí)延

圖5反映的是工頻電壓與并聯(lián)級(jí)數(shù)不同時(shí)，輝光放電時(shí)延的變化關(guān)系，輝光放電時(shí)延是一個(gè)重要的參數(shù)，它能反應(yīng)出組合器件在不同工頻電壓下導(dǎo)通后，從小電流轉(zhuǎn)化為大電流放電的快慢程度。輝光放電時(shí)延主要與氣體間隙的距離、氣體種類、氣壓大小、電場(chǎng)強(qiáng)度的大小有關(guān)，在這里假設(shè)氣壓、氣體種類都不變。因此只與輝光放電時(shí)延、氣體間隙距離和電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。

圖5 工頻電壓與輝光放電時(shí)延關(guān)系圖Fig.5 Power frequency voltage and glow discharge delay diagram

在圖5中，隨著工頻電壓的上升，輝光放電時(shí)延呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)?，組合器件導(dǎo)通后，隨著工頻電壓增大，兩極間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，則促進(jìn)了電離，因此氣體放電管就越容易導(dǎo)通；而輝光放電是指不完全導(dǎo)通，也就是氣體只有微弱的電離，也就是輝光放電電流較小，因此其決定于施加的工頻電壓的大小，兩級(jí)間電壓越大，則電場(chǎng)越強(qiáng)，則電子越容易加速運(yùn)動(dòng)，碰撞更多中性原子或分子，獲得更多地正離子和電子，GDT管內(nèi)的電離加強(qiáng)，則導(dǎo)通時(shí)間就變短了。因此也能解釋其輝光放電時(shí)間呈下降趨勢(shì)。

對(duì)于不并聯(lián)的5級(jí)氣體放電管來(lái)說(shuō)，在相同的工頻電壓下，輝光放電時(shí)延是最長(zhǎng)的，原因是由于多級(jí)GDT串聯(lián)，等效可以看成是放電間隙距離最大，因此要讓這個(gè)長(zhǎng)間隙完成大電流放電，在相同的電壓下需要更長(zhǎng)的時(shí)間，也就意味著要更長(zhǎng)的輝光放電時(shí)間。

在分析了工頻電壓與峰值電壓、峰值電流、輝光放電時(shí)延后，從3個(gè)圖中可看出，隨著工頻電壓增大，并二級(jí)時(shí)的導(dǎo)通效果是最好的。有3個(gè)方面的解釋：1）從峰值電壓分析，其大電流放電電壓是所有情況中最低的，也就意味著，其導(dǎo)通時(shí)的大電流放電電壓最低，2）從峰值電流分析，隨著工頻電壓的抬升，其峰值電流在第一梯隊(duì)，也就是展現(xiàn)氣體放電管導(dǎo)通特性的這一梯隊(duì)，也就意味著其泄放大電流能力很強(qiáng)。3）從輝光放電時(shí)延分析，因?yàn)檩x光放電時(shí)延展現(xiàn)的是其氣體放電管實(shí)現(xiàn)大電流泄放快慢的物理量，若輝光時(shí)延越短，則進(jìn)入弧光階段越快，由圖5得到并二級(jí)時(shí)其輝光放電時(shí)延是最短的。綜上所述，這一型號(hào)（壓敏電壓631.95 V）的氧化鋅壓敏電阻并此種多級(jí)氣體放電管的二級(jí)（點(diǎn)火電壓680.3 V）上其導(dǎo)通能力是最優(yōu)的。說(shuō)明當(dāng)ZnO壓敏電阻的壓敏電壓與GDT的點(diǎn)火電壓相差不大時(shí)，配合效果最好。

2.3.4 工頻電壓與弧光放電時(shí)延

圖6分析了隨著工頻電壓的抬升，弧光放電時(shí)延呈上升趨勢(shì)，但其弧光放電時(shí)延都是剛開始增加很快（在平均工頻電壓抬升值為0.27 kV時(shí)，平均值從5.7 ms上升到7.9 ms，同時(shí)平均斜率近似為8.1 ms/kV左右），后面開始增加速度變緩（在平均工頻電壓抬升值為1.1 kV時(shí)，平均值是從7.9 ms到9 ms，同時(shí)平均斜率近似為1 ms/kV），由這些數(shù)據(jù)可以得出弧光放電時(shí)間，在施加電壓較小時(shí)，弧光時(shí)間較短，并且在工頻電壓小且上升幅度很小時(shí)，其弧光放電時(shí)間有很大的抬升空間，而當(dāng)工頻電壓施加到一定值以后，工頻電壓再抬升時(shí)，其弧光放電時(shí)間抬升很少。原因可能是在工頻電壓小時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度小，導(dǎo)致氣體放電管內(nèi)電離小，所以電流小，放電整個(gè)周期中，大部分維持在輝光放電階段，則相比之下，弧光放電時(shí)間就短了。而此時(shí)當(dāng)電壓有微小的增加時(shí)，其氣體放電管兩極間所需的電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)很明顯，由此電子加速很快，碰撞中性原子和分子得到了更多正離子和電子；因此輝光時(shí)間瞬間縮短，由此弧光放電時(shí)間也因此增加。而當(dāng)電壓上升到0.27 kV左右，再繼續(xù)增加電壓，雖然能繼續(xù)縮短完全導(dǎo)通時(shí)間，但由于氣體分子或原子電離后的離子數(shù)量不再隨著電壓的加大而增加，因此弧光放電時(shí)間增加變化不大。

圖6 工頻電壓與弧光放電時(shí)延圖Fig.6 Power frequency voltage and arc discharge delay map

3 結(jié)論

針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中多級(jí)GDT管與ZnO壓敏電阻的并聯(lián)性能匹配問(wèn)題，通過(guò)對(duì)多級(jí)氣體放電管與氧化鋅壓敏電阻的不同配合方式進(jìn)行工頻電壓源下輝光、弧光放電試驗(yàn)，找出多級(jí)氣體放電管與ZnO壓敏電阻的配合方法，得出以下結(jié)論：

1）當(dāng)ZnO壓敏電阻與GDT管并聯(lián)時(shí)，ZnO壓敏電阻的壓敏電壓與GDT管相近時(shí)，其峰值電流最大，大電流放電電壓（峰值電壓）最低，弧光放電時(shí)間最長(zhǎng)，輝光放電電流也大，因此泄流效果較好，對(duì)選取SPD配合選擇有一定的參考價(jià)值。

2）GDT管并聯(lián)ZnO壓敏電阻時(shí)，當(dāng)壓敏電壓不高，且在并聯(lián)級(jí)數(shù)低時(shí)，體現(xiàn)氣體放電管工作特性；并聯(lián)級(jí)數(shù)高時(shí)（壓敏電阻的U1mA與并聯(lián)處的氣體放電管的點(diǎn)火電壓相差很大），體現(xiàn)壓敏特性，而此時(shí)，對(duì)壓敏電阻的老化、劣化是不利的。并且，前者的峰值電流要比后者要大。

3）輝光放電電流隨著工頻電壓的上升而上升，它與輝光放電時(shí)延有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明它與整個(gè)器件點(diǎn)火電壓、并聯(lián)的氣體放電管的點(diǎn)火電壓有關(guān)，等效的間隙距離（點(diǎn)火電壓）越大，則輝光放電電流就越高。

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Performance Analysis of Glow and Arc Discharge for Multistage Gas Discharge Tube in Parallel with Zinc Oxide Varistor

LI Baoli
（School of Electrical Engineering，Shanghai University of Electric Power，Shanghai 200090，China）

For multistage gas discharge tube（GDT）and ZnO varistor μsed parallel problems，ac?cording to the working principle of the multi-level GDT and ZnO varistor，when the ZnO varistor in paral?lel with a series of GDT，the more parallel series，the more can effectively lower ignition voltage，and the characteristics of the shunt after breakdown.Using the theory of gas discharge device under power fre?quency voltage of glow，arc discharge test，After analyzing the relationship between glow，arc discharge voltage，time delay，current and power frequency voltage，it is concluded that the discharge influence of the static parameters of different series parallel combination device and the parameters of glow，arc matching effect;the greater between Static parameters of the pressure sensitive voltage difference and parallel GDT tube ignition voltage，the discharge characteristics of the easier from the switch type SPD to type pressure limiting type SPD.From experimental data the relationship between glow，arc parameters and the power frequency voltage and static parameters are explained，the glow，arc tests under 50 Hz voltage source，ZnO varistor in parallel with multistage GDT performance comparison method are put for?ward，in the practical application of the choice of the compound type SPD has a certain reference value.

glow；arc；the gas discharge tube；zno varistor；power frequency voltag

10.16188/j.isa.1003-8337.2017.06.025

2017-05-19

李寶莉（1991—），女，在讀碩士，研究方向：電力系統(tǒng)可靠性。