لوله‌های تخلیه گاز (GDT) یکی از تجهیزات حفاظتی مهم برای محافظت مدارهای الکتریکی و الکترونیکی در برابر نوسانات ولتاژ و اضافه ولتاژهای گذرا هستند. این قطعات با استفاده از گاز یونیزه شده، جریان‌های الکتریکی ناشی از اضافه ولتاژ را منحرف می‌کنند تا از آسیب به تجهیزات جلوگیری کنند. در این مطلب به ساختار، عملکرد، و کاربردهای GDTها می‌پردازیم.

لوله‌های تخلیه گاز چیستند؟

لوله‌های تخلیه گاز یا Gas Discharge Tubes (GDT)، قطعاتی هستند که برای حفاظت از مدارهای الکتریکی در برابر پدیده‌هایی همچون سرج ولتاژ، صاعقه و دیگر افزایش‌های ناگهانی و کوتاه مدت ولتاژ استفاده می‌شوند. این لوله‌ها از یک گاز رسانا مانند نئون یا آرگون در یک محیط بسته استفاده می‌کنند که در صورت بروز اضافه ولتاژ، گاز یونیزه شده و جریان اضافی را به زمین هدایت می‌کند.

نحوه عملکرد لوله‌های تخلیه گاز

هنگامی که ولتاژ اعمال شده به یک مدار بیش از حد مجاز افزایش یابد، گاز داخل GDT یونیزه می‌شود. این یونیزاسیون باعث ایجاد یک مسیر کم‌مقاومت برای جریان الکتریکی شده و ولتاژ اضافی به سرعت تخلیه می‌شود. به این ترتیب، ولتاژ اضافی به تجهیزات حیاتی نمی‌رسد و از آسیب‌های الکتریکی به مدار جلوگیری می‌شود. پس از تخلیه ولتاژ اضافی، گاز به حالت طبیعی خود بازمی‌گردد و GDT به صورت خودکار به حالت آماده‌باش برمی‌گردد.

ساختار لوله‌های تخلیه گاز

لوله‌های تخلیه گاز معمولاً شامل:

دو الکترود که در دو انتهای لوله قرار دارند.
یک محفظه شیشه‌ای یا سرامیکی که درون آن گاز یونیزه شده قرار دارد.
گاز خاص که ممکن است نئون، آرگون یا ترکیبی از گازهای دیگر باشد.

این ساختار باعث می‌شود که در شرایط عادی، جریان الکتریکی از GDT عبور نکند، اما در شرایط اضافه ولتاژ، گاز یونیزه شده و مسیر هدایت جریان شکل می‌گیرد.

CG8 & CG9 Gas Discharge Tubes - Littelfuse | Mouser

مقایسه GDT با سایر تجهیزات حفاظتی

ویژگی	GDT	دیود TVS	وارستور
سرعت پاسخ	متوسط	بسیار سریع	سریع
ظرفیت دفع انرژی	بالا	متوسط	بالا
قابلیت بازگشت به حالت عادی	بله	خیر	خیر
مناسب برای ولتاژهای …	بالا	پایین و متوسط	متوسط

کاربردهای لوله‌های تخلیه گاز

GDT‌ها به طور گسترده در موارد زیر به کار می‌روند:

محافظت در برابر صاعقه:
GDTها در سیستم‌های مخابراتی و برق به منظور محافظت از تجهیزات حساس در برابر صاعقه به کار می‌روند.
حفاظت از مدارهای الکترونیکی حساس:
بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی و الکتریکی حساس مانند تجهیزات شبکه، مودم‌ها، و تجهیزات پزشکی از GDT‌ها برای محافظت در برابر نوسانات ناگهانی ولتاژ استفاده می‌کنند.
استفاده در تابلوی برق:
در تابلوهای برق صنعتی و ساختمانی، GDT‌ها برای حفاظت از کل سیستم در برابر اضافه ولتاژهای ناگهانی نصب می‌شوند.

مزایا و معایب GDT‌ها

مزایا:

عمر طولانی:
GDT‌ها به دلیل عدم وجود قطعات متحرک و ساختار ساده، طول عمر بسیار بالایی دارند.
توان بالا در مقابله با اضافه ولتاژ:
این قطعات می‌توانند حجم زیادی از انرژی ناشی از نوسانات ولتاژ را به سرعت دفع کنند.
بازگشت به حالت عادی پس از عمل:
پس از عبور نوسان ولتاژ، GDT به حالت اولیه خود بازمی‌گردد و نیازی به تعویض یا تنظیم مجدد ندارد.

معایب:

سرعت پاسخ نسبتاً کند:
در مقایسه با سایر قطعات حفاظتی مانند دیودهای TVS، GDT‌ها ممکن است کمی کندتر عمل کنند.
مناسب برای ولتاژهای بالا:
این قطعات بیشتر برای حفاظت در برابر ولتاژهای بالا مانند صاعقه مناسب هستند و در مواردی که ولتاژهای پایین‌تری مورد نیاز است، ممکن است عملکرد ضعیف‌تری داشته باشند.

مشاهده تامین کنندگان این کالا در تکصان

سوالات متداول

آیا لوله‌های تخلیه گاز نیاز به تعویض دارند؟
معمولاً خیر. GDT‌ها پس از هر بار عمل، به حالت اولیه بازمی‌گردند و نیازی به تعویض نیست مگر اینکه به دلیل آسیب مکانیکی خراب شده باشند.
در چه ولتاژهایی GDT‌ها عمل می‌کنند؟
GDT‌ها بسته به نوع طراحی می‌توانند در ولتاژهای مختلفی مانند 90V، 230V یا حتی بالاتر عمل کنند.

آشنایی با سایر لوازم مرتبط با حفاظت مدار

منبع

Littelfuse – Gas Discharge Tubes (GDT)

لوله تخلیه گاز چیست؟