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气体放电管怎么判断好坏?万用表不通不代表好,90V、200V、400V三档怎么测

断电量短路、测绝缘电阻、限流升压测直流击穿,三步判断GDT好坏

沃虎技术团队 ·发布 ·约 12 分钟阅读
要点速览
  1. 01万用表只能抓短路:好件本来就不通,读数接近0才能判定坏
  2. 02兆欧表电压要低于直流击穿:90V档用50V、200V档用100V、400V档用250V
  3. 03限流升压读直流击穿:串100kΩ慢慢升压,电压跳变前的最高读数就是击穿点
  4. 04600V~900V冲击击穿台面测不了:换料后回到原浪涌等级复测

做网口、RS485 口和户外设备维修的工程师,经常在打完雷击浪涌、或者现场返修时碰到同一个问题:板子上的气体放电管(GDT)到底还能不能用?拿万用表一量,两端不通,有人记下“正常”,有人却说“开路了,坏了”;还有人把整块板子拿去做绝缘测试,500V 兆欧表一打,读数接近 0,于是认定 GDT 击穿短路,换了一颗新的,结果新的照样“测不过”。

这几种判断都有问题。GDT 平时就是一个几乎开路的器件,万用表只有几伏电压,根本碰不到它的导通点,“不通”是好件的正常读数;而兆欧表的测试电压一旦高过 GDT 的直流击穿电压,好件也会被打通。下面用沃虎电子(VOOHU)官网 GDT 分类下的三颗贴片 GDT,把断电量短路、测绝缘电阻、测直流击穿电压这三步讲清楚,最后给出换料步骤和核对清单。

#一、先说结论:万用表只能抓短路,好坏要看绝缘电阻和直流击穿

判断 GDT 好坏,按下面三步走,前一步能下结论就不用往后测:

步骤用什么能判断什么判断不了什么
第一步万用表电阻档或蜂鸣档两端是否短路不通时分不出好件和开路件
第二步兆欧表,测试电压低于直流击穿绝缘有没有变差、有没有漏电导通点是否还在标称值附近
第三步可调直流电源 + 限流电阻 + 电压表直流击穿电压有没有偏移冲击击穿电压(600V~900V)

一句话:读数接近 0 才能判定坏;读数“不通”只说明没短路,还要看绝缘电阻和直流击穿电压。冲击击穿电压要用冲击发生器按标准测,维修台上一般测不了,第六节单独说。

#二、官网三档 GDT 参数:先认清你手上的是哪一档

沃虎电子官网 GDT 分类 下的两脚贴片 GDT 有三个电压档,封装、结电容和工作温度都一样,区别只在击穿电压:

料号直流击穿电压冲击击穿电压结电容封装工作温度
WHGD090V1P0B90V600V1pF3.2mm×2.7mm-40℃~85℃
WHGD200V1P0B200V650V1pF3.2mm×2.7mm-40℃~85℃
WHGD400V1P0B400V900V1pF3.2mm×2.7mm-40℃~85℃

三颗封装尺寸完全一样,返修时很容易拿错档。测之前先按 BOM 或原理图确认料号,因为后面每一步的测试电压都要按直流击穿电压来定:90V 档用 250V 兆欧表会被打通,400V 档用 250V 就不会。

WHGD090V1P0B
保护器件 · GDTWHGD090V1P0B2PIN 击穿电压90DC.V 冲击击穿电压600V 寄生电容1pf
2 PIN9060013.2mm*2.7mm-40℃~85℃

#三、第一步:断电量短路,这是万用表唯一能下结论的地方

先断电,等板上电容放完电,用电阻档或蜂鸣档量 GDT 两端,正反各量一次。GDT 没有极性,两个方向读数应当一样。结果按下表判断:

万用表读数结论下一步
两个方向都接近 0,蜂鸣档响疑似短路断开一端再量;断开后仍接近 0,判定损坏
有一个明确的阻值,不是“不通”疑似漏电或板上并联通路拆下单独量,再进入第二步
两个方向都不通没有短路,好坏还不能确定进入第二步测绝缘电阻

GDT 被大浪涌打坏后,一种常见的失效是两极之间烧熔连在一起,变成短路,这种情况万用表就能抓到。麻烦的是读数“不通”的情况:好件不通,内部损坏、击穿点漂移的件,用万用表量也是不通。所以万用表这一步只用来排除短路,不能用来判定“正常”。

#四、第二步:测绝缘电阻,测试电压一定要低于直流击穿

排除短路后,用兆欧表测 GDT 两端的绝缘电阻,看它在不导通的状态下有没有漏电。这一步最容易出错的是测试电压:兆欧表常见 50V、100V、250V、500V、1000V 几档,只要选的电压高过 GDT 的直流击穿电压,好件也会被打通,读数掉到很低,看起来就像“击穿短路”。

兆欧表测试电压与沃虎电子三档贴片气体放电管WHGD090V1P0B、WHGD200V1P0B、WHGD400V1P0B的直流击穿电压90V、200V、400V和冲击击穿电压600V、650V、900V对比柱状图,500V测试电压高于三档直流击穿
兆欧表测试电压与三档 GDT 直流击穿电压对比

按官网的直流击穿电压,三档建议这样选测试电压:

料号直流击穿电压兆欧表测试电压说明
WHGD090V1P0B90V50V100V 及以上都高于 90V,会把好件打通
WHGD200V1P0B200V100V250V 及以上都高于 200V
WHGD400V1P0B400V250V500V、1000V 都高于 400V

读数怎么看:绝缘电阻的合格值以规格书为准;手上有同批次没用过的好件时,用同一块表、同一个测试电压各量一次,被测件明显低于好件,就说明已经漏电,不要再用。测完按兆欧表的说明先放电,再拆线。

#五、第三步:限流电源慢慢升压,读出直流击穿电压

绝缘电阻正常,还要看导通点有没有漂移。GDT 每承受一次大浪涌,电极都会有损耗,直流击穿电压可能变低,也可能变高:变低了,线路正常工作时就可能被误触发;变高了,保护动作就会推迟。这一步不需要专门的 GDT 测试仪,一台最高输出高于被测档位的可调直流电源、一颗限流电阻和一块电压表就能做,耐压测试仪的直流缓升档也可以,记得把电流上限设小。

用可调直流电源串联100kΩ限流电阻慢慢升压测试气体放电管直流击穿电压的接线示意图,以及GDT两端电压随时间上升、到直流击穿电压后突然跌落的读数曲线
限流升压测 GDT 直流击穿电压的接线和读数

具体做法:

1)把 GDT 拆下来,与限流电阻串联后接到电源上,电压表并在 GDT 两端。限流电阻的作用是 GDT 导通后把电流限住,比如串 100kΩ,400V 档导通后电流也只有几毫安,不会把器件测坏。

2)电压从 0 开始慢慢往上升,眼睛盯着电压表。升得太快,读到的数会偏高。

3)电压升到某一点后,GDT 两端电压会突然掉下来,掉之前的最高读数就是这颗 GDT 的直流击穿电压。

4)读到之后马上把电源降回 0,GDT 会自己熄灭。同一颗可以重复测两三次,看读数是否稳定。

结果怎么判断:读数和官网标称值(90V、200V、400V)的允许偏差以规格书为准,同时测一颗同批次好件做对比。读数明显偏低,说明性能已经变差;电压升到远高于标称值还不导通,说明内部已经损坏。这两种都要换。400V 档测试电压较高,接线前先断电,测试时手不要碰夹子和器件。

#六、600V~900V 的冲击击穿测不了,也不用在维修台上测

官网表里的冲击击穿电压(600V、650V、900V)是在快速上升的冲击电压下测出来的,代表浪涌来时 GDT 真正动作的电压,要用冲击发生器按标准测试,普通电源和兆欧表都测不出来。

维修判断时不需要测它。前三步都正常,维修判断上就可以继续使用;如果板子是在浪涌测试后出问题的,换料后要回到原来的浪涌等级和测试条件下复测,并在测试后再按第三、四、五节查一遍 GDT,这才算验证通过。

这里还有一个常被忽略的数据:WHGD200V1P0B 的直流击穿是 WHGD090V1P0B 的两倍多,冲击击穿却只高 50V(650V 对 600V)。所以返修时如果拿 200V 档顶替 90V 档,平时更不容易误动作,浪涌下动作电压变化却不大;反过来拿 90V 档顶替 200V 档,线路电压较高时就可能在正常工作中被打通。换档之前一定要按线路最高电压重新核对。

#七、什么情况下不用测,直接换

下面这些情况,不用走完三步,直接更换:

现象原因和处理
GDT 本体开裂、发黑,焊盘附近有烧痕承受过超出能力的浪涌,内部结构已经受损,直接换
万用表量两端接近 0两极烧熔短路,直接换,同时检查同一路的保险丝和后级器件
浪涌测试后线路对地绝缘明显变低,拆下 GDT 后恢复GDT 已经漏电,换新件
同一位置的 GDT 反复损坏不是 GDT 质量问题,要回头核对档位、接地路径和后级防护配合

最后一种情况最值得注意。同一位置反复坏,常见原因是档位选低了、接地线太长太细、或者 GDT 用在了直流电源口上又没有串压敏电阻,浪涌过后电源继续给它供电造成续流。这时候换一颗同样的 GDT 解决不了问题,要从防护方案查起。

#八、焊在板上能不能直接测?做整机绝缘测试要注意什么

在板测只适合做第一步,也就是看有没有短路。GDT 往往和 TVS、ESD、压敏电阻或者变压器中心抽头的电容在同一路上,其他器件的通路会混进读数:万用表量到一个阻值,不一定是 GDT 漏电,可能是并联的器件在导通。测绝缘电阻和直流击穿电压,都要把 GDT 拆下来,至少断开一端再测。

另一个常见误判是整机绝缘测试或耐压测试。板上带着 GDT 做 500V 绝缘测试,读数掉下来,往往只是 GDT 按设计导通了,并不代表它坏了,也不代表绝缘不合格。正确做法是先看 GDT 跨接在哪两点之间:跨在被测两点之间的,测试前先断开,或者把测试电压选在直流击穿电压以下;测试后再按第三、四节复查一遍。压敏电阻和 TVS 管也有同样的问题,判断方法可以看《压敏电阻、TVS管怎么判断好坏?》。

#九、确认坏了怎么换:四步法和打样核对清单

第一步,先确认原来是哪一档:按 BOM 找料号,不要凭外观判断,三档外形完全一样。

第二步,核对线路最高电压:直流击穿电压要高于线路上可能出现的最高电压并留出余量。信号线一般用 90V 档;线路电压较高、或者设备要做较高电压的绝缘测试时,再考虑 200V、400V 档。

WHGD200V1P0B
保护器件 · GDTWHGD200V1P0B2PIN 击穿电压200DC.V 冲击击穿电压650V 寄生电容1pf
2 PIN20065013.2mm*2.7mm-40℃~85℃

第三步,核对后级防护:冲击击穿电压决定浪涌下 GDT 什么时候接手,在它动作之前的尖峰要靠后级 TVS/ESD 压住。换档后冲击击穿变了,后级器件和中间的电阻、电感也要一起核对。几类防护器件怎么分工,可以看《保护器件有哪些?》。

WHGD400V1P0B
保护器件 · GDTWHGD400V1P0B2PIN 击穿电压400DC.V 冲击击穿电压900V 寄生电容1pf
2 PIN40090013.2mm*2.7mm-40℃~85℃

第四步,直流电源口单独核对:GDT 用在 24V、48V 这类直流电源口时,不要单独并在电源上,要串一颗压敏电阻再接地,例如 48V 电源口可以配可承受直流 65V 的 WHM0082VA,避免浪涌后续流。

WHM0082VA
保护器件 · MOVWHM0082VA容忍电压65DC.V 钳位电压135V 额定功率0.1W
651350.1D14-40℃~125℃
序号核对项依据
01按 BOM 确认原料号和电压档BOM、原理图
02直流击穿电压高于线路最高电压,留出余量电路设计值、官网参数
03封装 3.2mm×2.7mm、两脚,与原焊盘一致官网参数、规格书
04工作温度 -40℃~85℃ 满足整机要求官网参数
05结电容 1pF 对线路速率的影响已确认官网参数、信号完整性测试
06后级 TVS/ESD 和中间阻抗按新档位的冲击击穿核对官网参数、后级规格书
07直流电源口有串联压敏,不单独用 GDT原理图
08接地路径短而粗,直接回到保护地或机壳地PCB 布局
09新料按第四、五节抽测绝缘电阻和直流击穿,留底测试记录、规格书
10换料后回到原浪涌等级复测,测后再查一次 GDT项目测试要求
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#十、常见问题(FAQ)

万用表量气体放电管不通,是坏了吗?

不能这样判断。万用表只有几伏电压,远低于 WHGD090V1P0B 的 90V 直流击穿电压,好件本来就不通。读数接近 0 才能判定短路;不通时要测绝缘电阻和直流击穿电压。

气体放电管有正负极吗?

两脚 GDT 没有极性,两个方向测出来的结果应当一样。如果正反两次读数差别很大,先查是不是板上并联了其他器件。

用 500V 兆欧表测,读数接近 0,是不是击穿短路了?

不一定。500V 高于官网三档 GDT 的直流击穿电压(90V、200V、400V),好件也会被打通。要按档位换成 50V、100V、250V 测试电压重测,或者拆下来用万用表确认是否真的短路。

90V 的 GDT 测出来 90V 才导通,为什么浪涌时后级还是坏了?

90V 是电压慢慢升高时的导通点。浪涌这种快速上升的电压下,WHGD090V1P0B 的动作电压会明显高于 90V,官网标的冲击击穿电压是 600V,在它导通之前的这段尖峰要靠后级 TVS 或 ESD 压住。后级坏了,要查后级防护和中间阻抗,不一定是 GDT 的问题。

200V 的 GDT 能代替 90V 的用吗?

要看线路最高电压。200V 档直流击穿高了一倍多,平时更不容易误动作;冲击击穿是 650V,比 90V 档的 600V 高 50V,所以浪涌下后级 TVS 或 ESD 要多扛这 50V 左右的尖峰。换档前按 650V 重新核对后级器件和中间阻抗,换档后回到原浪涌等级复测。

气体放电管坏了能直接去掉吗?

去掉以后设备一般还能工作,但线路就失去了泄放大浪涌的通路,雷击或浪涌时能量会全部落到后级 TVS 和芯片上。只能作为临时排查手段,确认后要换回同档 GDT,并回到原测试条件复测。

如果你正在排查网口、RS485 口或电源口的 GDT 是否损坏,或者想确认换档方案,可以把原理图、线路最高电压、浪涌测试等级和后级器件型号发给我们,沃虎电子 FAE 会帮你核对直流击穿、冲击击穿和后级防护的配合,并安排 WHGD090V1P0B、WHGD200V1P0B、WHGD400V1P0B 的样品。

——— VOOHU 沃虎电子 技术团队

技术支持邮箱:fae.thorne@voohu.cn | 电话:400-1048-018

苏州沃虎电子科技有限公司 | www.voohu.cn

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