Газоразрядный разрядник (GDT)

Газоразрядный разрядник — герметичная колба с инертным газом и электродами. Пока напряжение мало, это почти идеальный изолятор с ёмкостью около пикофарада, а при перенапряжении в нём зажигается дуга, которая замыкает импульс тока на землю.

Обновлено 1 ноября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Параметры
Сопровождающий ток
Место в защите

Газоразрядный разрядник (gas discharge tube, GDT, surge arrester) — элемент защиты от импульсных перенапряжений: два или три электрода в герметичном корпусе, заполненном инертным газом. TDK описывает его как переключатель, управляемый напряжением. Пока напряжение ниже напряжения пробоя, разрядник почти не влияет на цепь: сопротивление изоляции больше 10 ГОм, ёмкость около 1 пФ. Когда напряжение превышает порог, за наносекунды зажигается дуга, и разрядник замыкает импульс тока, удерживая на себе всего 10–35 В. Когда импульс спадает, дуга гаснет, и разрядник возвращается в исходное состояние.

Параметры

Параметр	Что означает	Диапазон по TDK
Статическое напряжение пробоя Vsdc	срабатывание при медленном росте, 100 В/с	70–7500 В, допуск от ±15 до ±30 %, у части типов несимметричный
Импульсное напряжение пробоя Vsi	срабатывание на фронте 100 В/мкс и 1 кВ/мкс	заметно выше Vsdc
Напряжение дуги	падение на разряднике после зажигания	10–35 В
Импульсный ток 8/20 мкс	наибольший ток импульса	до 100 кА у крупных типов
Ёмкость	при 1 МГц	около 1 пФ и меньше

Пример: SMD-разрядник TDK S25-A90X на 90 В ±20 % срабатывает на фронте 1 кВ/мкс при напряжении до 700 В, а его ёмкость меньше 0,5 пФ. Малая ёмкость — главное преимущество разрядника на линиях связи, где TVS-диод или варистор своей ёмкостью исказили бы сигнал.

Сопровождающий ток

Зажёгшись от импульса, разрядник продолжает проводить ток от самой защищаемой линии. В цепи переменного тока он обычно гаснет в ближайшем нуле напряжения, но от низкоомной сети ток до этого момента может достигать тысяч ампер. На постоянном напряжении разрядник гаснет, только если напряжение линии ниже напряжения дуги или источник не может поддержать дугу. Поэтому TDK запрещает ставить разрядник прямо в сеть, у которой рабочее напряжение выше его наименьшего напряжения пробоя, и для сети предлагает связку «разрядник последовательно с варистором»: для 230 В это EF470X и S20K250. Варистор в такой связке ограничивает сопровождающий ток.

Место в защите

TI в SLVAE37 относит разрядники к элементам для самых больших импульсов: у них наибольшая плотность рассеиваемой мощности, но долгое включение и плохое ограничение напряжения. Поэтому их ставят первой ступенью: разрядник принимает основной ток, а после последовательного сопротивления TVS-диод срезает остаток. Импульсы для проверки такой защиты задаёт стандарт IEC 61000-4-5, а сама схема ступеней описана в статье о помехоустойчивости к импульсам.

Безопасность. Корпус разрядника может сильно нагреться при длительном токе; у трёхэлектродных типов с замыкающей пружиной TDK не разрешает повторно использовать сработавший прибор.

Частые вопросы

Почему разрядник не ставят прямо в сеть 230 В?

Зажёгшись от импульса, он продолжает проводить ток от самой сети — это сопровождающий ток. Сеть низкоомная, ток может достигать тысяч ампер, разрядник не гаснет, перегревается и может поджечь соседние детали. TDK запрещает такое включение и для сети предлагает разрядник последовательно с варистором: например, EF470X с варистором S20K250 для 230 В.

Чем статическое напряжение пробоя отличается от импульсного?

Статическое Vsdc измеряют при медленном росте напряжения, 100 В/с: оно определяется зазором и газом. При быстром фронте газу не хватает времени ионизоваться, и разрядник срабатывает позже, при большем напряжении. Его импульсное напряжение пробоя TDK нормирует при 100 В/мкс и 1 кВ/мкс: у 90-вольтового S25-A90X оно до 700 В при 1 кВ/мкс.

Зачем после разрядника ставить TVS-диод?

Разрядник срабатывает медленно и пропускает фронт импульса с напряжением в сотни вольт, зато выдерживает большой ток. TVS-диод быстрый и ограничивает напряжение точно, но рассчитан на меньший ток. В многоступенчатой защите разрядник на входе принимает основную энергию, а TVS после последовательного сопротивления срезает остаток.

Источники

TDK Electronics. Surge Arresters and Switching Spark Gaps, Product Profile 2025 — с. 5, Cautions: не применять в сетях, где наибольшее рабочее напряжение выше наименьшего статического напряжения пробоя; сопровождающий ток ограничивать, иначе разрядник не гаснет, греется и может поджечь соседние детали; с. 6: дуга зажигается за наносекунды, дуговое напряжение почти не зависит от тока; статическое напряжение пробоя 70–7500 В, импульсный ток 8/20 мкс до 100 кА, дуга 10–35 В, сопротивление изоляции > 10 ГОм, ёмкость около 1 пФ; с. 8: тлеющий разряд 70–200 В при токе от десятков мА до 1,5 А, затем дуговой; с. 9: статическое напряжение пробоя Vsdc измеряют при 100 В/с, импульсное Vsi — при 100 В/мкс и 1 кВ/мкс, оно выше Vsdc; в сети переменного тока разрядник гаснет в нуле напряжения, но от низкоомной сети сопровождающий ток может достигать тысяч ампер; с. 10: на постоянном напряжении разрядник гаснет, только если рабочее напряжение ниже дугового (10–35 В) или ниже тлеющего (60–200 В) и источник не может поддержать дугу; с. 12: для сети — разрядник последовательно с варистором (110 В: EF270X + S20K150, 230 В: EF470X + S20K250); с. 19: допуск задают в процентах от номинального Vsdc; с. 26: S25-A90X — 90 В ±20 %, импульсное < 700 В при 1 кВ/мкс (99 % измерений), ёмкость < 0,5 пФ
Texas Instruments. How to select a Surge Diode (SLVAE37, January 2019) — табл. 1: газоразрядный разрядник — газ между пластинами ионизуется при большом выбросе напряжения; плюсы — наибольшая плотность рассеиваемой мощности и очень малая ёмкость, минусы — долгое включение, чувствительность к свету, большие размеры, плохое ограничение напряжения; разрядники, варисторы и тиристоры предпочитают для больших импульсов, TVS-диоды — для 2–250 А

Нашли ошибку?