高压继电器在各种场合的应用

术语“电力开关”和“热开关”指的是利用继电器来断开电源或是接通电源。当继电器当作电力开关使用时，在触点开始闭合瞬间以及之后的触点抖动中都产生电唬电弧会使触点腐蚀，若不采取一定的预防措施，可能会导致触点熔结，轻则也会引起相当严重的触点损伤。因此，电弧的持续时间以及电流电压的等级都是决定继电器寿命和可靠性的决定因素。

　　高电压电力开关继电器触点通常是由钨或钼制成，因为这些金属硬度大且熔点高，可以耐受电弧高温作用。一些毫安级的高压继电器使用铜制触点，它们通常只作为“中继”来用。

　　在选择合适的继电器时，电路负载的类型是一个很重要的因素，电路通常分为电容性、电感性和电阻性负载。

　　电阻性负载——对于直流电阻性负载而言，当开关断开时，会在触点分开的瞬间产生电弧，并且将持续到触点彻底分开为止。在一定电压和电流下，电弧的持续时间取决于触点断开的速度，同样也与触点的冷却速度和通过自感及分布电容的消电离作用有关。在相同电压下，交流负载比直流负载更容易断开，因为交流在每半个周期会自行断开一次，极性转换会防止金属一直朝同一个方向转移；而对于直流负载而言，则会较早导致触点故障。

　　电感性负载 – 直流电感性负载的断开比电阻性负载更不容易。因为在电感中存储的能量 （1/2 LI2）能感应出阻止电流变化的电动势（（-L [di/dt]）），直到电感中所存储的能量耗尽才消失。如果不采用专用快速断路触点或其他方式来切断电感性负载的话，电弧的持续时间将直接取决于负载的时间常数 （L/R）。然而，交流感性负载并不会出现这种问题，因为每半周期结束时会发生极性翻转迫使电流过零。同时，电流与电压存在相位差，并且供电电压在电流后半周期反相于自感电动势。

　　电容性负载 – 直流电路中为电容充放电而闭合触点将会产生大浪涌电流。对于触点的影响取决于初始峰值电流幅值及电路的时间常数。类似情况在交流电路中是不常见的。要得到最佳效果，继电器应置于负载的接地端；否则，在触点与壳体间会出现大电流电弧，旁路负载。电源是对浪涌电流的唯一限制。

　　在实际应用中，通常这三种成分都会存在，但是具有大电容或大电感负载的电路由于其储能作用，所以更难实现电路通断。比这种情况更糟的是，某些电路存在大浪涌电流。在大浪涌电流的情况下，触点试图在触点抖动期间断开极高的电流，结果会出现强电弧致使触点金属熔化，最终导致触点的熔结。正弦交流电会使得这种情况变得更糟，因为对于相同交流负载电压电流峰值分别比同等直流情形高41%。

　　五、结语

　　高压继电器也可用于其它场合，例如可考虑用于航空航天配电系统。研究表明 270V直流系统与传统的115/200V、400赫兹交流系统相比 ，其可靠性更高，维护更方便，重量更轻，寿命更长。

　　目前，传统的28V 或115/200 V开关转换设备需要大的改进才能可靠地实现270V直流负载的通断。然而这些改进又会使其变的又大又笨。对于专用场合，这显然是不实际的。在不增加尺寸和重量的情况下，使用真空作为绝缘介质来实现270V直流负载具有卓越的性能且其可靠性也得到提高。

　　高压继电器的选择并非像低压继电器那样简单。想要选择合适的继电器，设计者应当考虑电路情况以及继电器的电气、机械和环境因素。设计者还应能综合考虑继电器各种工作特性并清楚继电器术语是一种具有特殊含义的专业语言。