殘壓

3.4.3MOV與GDT或空氣間隙的串聯運用

MOV與GDT或空氣間隙的串聯運用見圖2.14-18。由于兩種元件流過同樣的電流，因

此它們的額定放電能力應相同。當浪涌侵入時這個串聯組合的工作過程是這樣的：

*在浪涌侵入的初始時刻

o

t，串聯組合兩端的電壓按兩個元件的電容量分配，由于MOV

的電容量有幾百到幾千PF,而GDT只有1-2PF，因此電壓幾乎全部加在GDT上，GDT在

1

t時

刻擊穿導通（如果MOV本身的電容量不夠大，可以在MOV上再并聯一個電容）。

*GDT擊穿導通后，它兩端的電壓跌落到弧光放電電壓Ua，而MOV上的電壓突升到一個

與此刻電流相應的數值

1z

U。串聯組合兩端的電壓=

1z

U+Ua。

*串聯組合導通后，MOV兩端的電壓隨著浪涌電流的變化有不大的變化，而GDT上的電

壓基本上保持為Ua。這種狀態一直維持到浪涌電流減小到小于GDT的維持電流時，串聯

組合關斷（

3

t時刻）。

從上面的分析可以看出，串聯組合兩端的電壓，在一開始基本上等于GDT或空氣間隙

的擊穿電壓，以后基本上取決于MOV的鉗位電壓。

使用這個串聯組合的目的在于：

1.切斷GDT或空氣間隙擊穿導通后的續流。在這個串聯組合中，當組合兩端交流電

壓的瞬時值低于MOV的壓敏電壓時，流入組合的電流小于GDT的維持電流時，因而很快截

止。

2.切斷MOV的漏電流，使MOV在正常工作時不承受電壓應力，從而延緩了MOV的老

化，延長了MOV的工作壽命，同時大幅度地降低了MOV電容量對系統工作的影響。

3.降低了單獨用MOV時的限制電壓。例如，設計一個用于50Hz/220V單相電源，標

稱放電電流In=10kA的SPD：

若僅用MOV，則選用直徑32mm，壓敏電壓620V的MOV元件，它在In=10kA時的限壓

比大體是2.3,限制電壓=2.3x620V=1426V。

若采用GDT與MOV的串聯組合,可選用直流擊穿電壓Udc=330V-380V,對8/20雷電流

的放電能力能In=10kA,Imax=20kA的GDT,和壓敏電壓=470V,直徑為32mm的MOV。按照

GB18802.1的規定，這個串聯組合的限制電壓是下面兩個數值中的大值：一是GDT的沖擊

擊穿電壓，它小于900V；二是在In=10kA時MOV的限制電壓與GDT的弧光放電電壓之和，

即2.3x470+50=1131V,因此該組合的限制電壓是1131V，比僅用MOV時的1426V低

了295V。

圖2.14-18MOV與GDT或空氣間隙的串聯

4.提高放電電流能力。僅僅是GDT是不能用并聯的辦法來提高放電能力的，因為當

并聯組合中的一只GDT首先擊穿導通后，電壓就降到弧光放電電壓，其他GDT就不可能再

擊穿了。但采用GDT與MOV的串聯組合就可以并聯（圖2.14-18），為此應選用這樣的MOV，

使得當任何一個串聯組合擊穿導通后，在放電電流小于串聯組合In的條件下，該組合兩

端的電壓都能迫使其他串聯組合也擊穿導通，這樣每個串聯組合中的電流都不會過載。

順便指出，將GDT與MOV串聯，再將這樣的串聯組合并聯，以提高放電電流能力的這

種做法中，也可不用MOV而用其他阻抗，如線性電阻器，電感器，或它們的組合。