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本文僅對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中常用到的低壓電源避雷器、網(wǎng)絡(luò)避雷器、信號(hào)避雷器、同軸電纜避雷器、插拔式信號(hào)避雷器等中的抗浪涌能力較強(qiáng)的器件做一介紹。

一、氣體放電管

氣體放電管是一種間隙式的防雷保護(hù)元件，它在信息系統(tǒng)的防雷保護(hù)中已獲得了廣泛應(yīng)用。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)，起泄放雷電暫態(tài)過電流和限制過電壓作用。由于放電管的極間絕緣電阻很大，寄生電容很小，對(duì)高頻電子線路的雷電防護(hù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

放電管的工作原理是氣體放電。當(dāng)放電管兩極之間施加一定電壓時(shí)，便在極間產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)，在此電場(chǎng)作用下，管內(nèi)氣體開始游離，當(dāng)外加電壓增大到使極間場(chǎng)強(qiáng)超過氣體的絕緣強(qiáng)度時(shí)，兩極之間的間隙將放電擊穿，由原來的絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電狀態(tài)，導(dǎo)通后放電管兩極之間的電壓維持在放電弧道所決定的殘壓水平，這種殘壓一般很低，從而使得與放電管并聯(lián)的電子設(shè)備免受過電壓的損壞。

在采用合適的材料后，放電管可以做到導(dǎo)通10kA、8/20ps電流數(shù)百次。在電弧區(qū)，放電管兩端的電壓基本上與通過的電流無關(guān)，在管內(nèi)充以不同惰性氣體并具有不同的氣壓，電弧壓降常在10~30V。管子工作在電弧區(qū)就可以將電壓箝制在較低的水平，從而達(dá)到過電壓保護(hù)的目的。

二、壓敏電阻

壓敏電阻是一種以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，它對(duì)電壓十分敏第4章安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端配套設(shè)備感，所以稱為壓敏電阻。氧化鋅晶粒是一種導(dǎo)電性能良好的材料，其電阻率約為0.003Ω?m，而晶界層的電阻率高達(dá)108~109Ω?m。當(dāng)晶界層上的電場(chǎng)強(qiáng)度較低時(shí)，只有少量的電子靠熱激發(fā)才能夠穿過晶界層的勢(shì)壘，所以此時(shí)的壓敏電阻呈現(xiàn)出高阻狀態(tài)。當(dāng)晶界層上的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，產(chǎn)生隧道效應(yīng)，大量電子可以通過晶界層，電阻將大幅度降低。

由于壓敏電阻具有非線性特性好、通流容量大、常態(tài)泄漏電流小、殘壓水平低、動(dòng)作響應(yīng)快和無續(xù)流等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備的雷電防護(hù)中。

壓敏電阻在通過持續(xù)大電流后其自身的性能要退化，將壓敏電阻與放電管并聯(lián)起來，可以克服這一缺點(diǎn)。因?yàn)樵诜烹姽苌形捶烹妼?dǎo)通之前，壓敏電阻就開始動(dòng)作，對(duì)暫態(tài)過電壓進(jìn)行箝位，泄放大電流。當(dāng)放電管放電導(dǎo)通后，它將與壓敏電阻進(jìn)行并聯(lián)分流，減小了對(duì)壓敏電阻的通流壓力，從而縮短了壓敏電阻通大電流時(shí)間，有助于減緩壓敏電阻的性能退化。但這種并聯(lián)組合電路并沒有解決放電管可能產(chǎn)生的續(xù)流問題，因此不宜應(yīng)用于交流電源系統(tǒng)的保護(hù)。

由于放電管的寄生電容很小，而壓敏電阻有較大的寄生電容，它們串聯(lián)可使總電容減到幾個(gè)微微法。在這種串聯(lián)支路中，放電管起開關(guān)作用，當(dāng)沒有暫態(tài)過電壓作用時(shí)，它能夠?qū)好綦娮枧c系統(tǒng)隔離開，使壓敏電阻中幾乎無泄漏電流，這就能降低壓敏電阻的參考電壓，從而能較為有效地減緩壓敏電阻性能的衰退。

三、暫態(tài)抑制二極管

（1）齊納二極管與雪崩二極管。由于齊納二極管和雪崩二極管具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快等顯著優(yōu)點(diǎn)，它們特別適用多級(jí)保護(hù)電路中的最末幾級(jí)保護(hù)元件，也能與其他保護(hù)元件配套組成專用的防雷保護(hù)裝置。相對(duì)于氣體放電管和壓敏電阻來說，齊納二極管和雪崩二極管的響應(yīng)時(shí)間是比較短的，可達(dá)數(shù)十個(gè)ps。齊納二極管的額定擊穿電壓（規(guī)定為1mA時(shí)的擊穿電壓）一般在2.9~4.7V，由于擊穿電壓較低，這種管子比較適合于那些耐壓水平低的微電子器件（如高速CMOS集成電路）的暫態(tài)過電壓保護(hù)。雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6~200V范圍，一般用于多級(jí)保護(hù)電路的最末級(jí)，保護(hù)那些比較脆弱的電子器件。由于雪崩二極管的擊穿電壓較高，這種管子基本上不適應(yīng)于保護(hù)耐壓水平低的高速集成電路器件。

為了抑制正、負(fù)兩種極性的暫態(tài)過電壓，可以把兩只雪崩二極管的陰極串聯(lián)起來，并封裝成一體即構(gòu)成一只雙陽極管子，如圖1所示。

圖1 雙陽極管

這種雙陽極管子的擊穿電壓與其中單個(gè)管子的擊穿電壓基本相同（偏差不超過±10%）。采用這種組裝方式可以減小單個(gè)管子間連線的寄生電感，改善箝位效果，同時(shí)也能減小體積，目前已廣泛應(yīng)用。