一、前言
　　緩沖回路通常用來保護低壓電路里的繼電器觸頭的,，在高壓電路里對繼電器觸頭的保護就困難多了,。
　　切斷低壓回路相當簡單。然而,，當回路電壓升高,，切斷電路就并不那么容易了。常規(guī)的開關(guān)和繼電器由于會產(chǎn)生電弧,，所以幾乎不可能切斷一個千伏級的電路,。因為電壓很高,，觸頭之間的空氣被電離而擊穿導(dǎo)電。因此,，即使觸頭是分離的,，電離的氣體也會使得回路導(dǎo)通。
　　解決電弧方法之一就是把觸頭區(qū)域的電離空氣除掉,。這也就意味著高壓開關(guān)工作在真空狀態(tài)會有很好的效果。舉例來說,，10-6毫米汞柱的真空下,，觸點氣隙每毫米的絕緣強度高達2000伏。
　　真空絕緣為高壓觸點提供了穩(wěn)定的切換環(huán)境,，減少了氧化和腐蝕性,，當真空管中出現(xiàn)電弧時，沒有因空氣或絕緣氣體被分離而產(chǎn)生腐蝕性的副產(chǎn)品,，而且在切斷觸點時會產(chǎn)生“吸除”作用,。因為真空是不純凈的，它還存在一些雜質(zhì),。在產(chǎn)生電弧的短時間內(nèi),，一些雜質(zhì)就從真空中分離出來，附著在真空管表面,，從而提高了真空的純凈度,。
　　電極之間在絕對真空時會發(fā)生擊穿現(xiàn)象。產(chǎn)生電弧的電子來源于觸點本身的材料,。產(chǎn)生電弧的溫度點取決于觸點材料的功函數(shù),。考慮到功函數(shù)的問題,，觸點材料經(jīng)常使用鎢和鉬,。
　　功函數(shù)是指一定的觸點氣隙之間所能承受的最大絕緣靜電場。注意在熱環(huán)境的切換中,，當接觸氣隙縮小至零的過程中,，電弧就會被拉出，靜電場強度增加,。因此,，當觸點逐步的閉合時，某些點的靜電場會非常的高,，足以擊穿余隙,。
　　真空中的電弧，除非強度非常大,，一般都會自動熄滅,。之所以能夠熄滅,，是因為電弧本身是蒸發(fā)的金屬高壓區(qū)，但它周圍確是極度低壓區(qū),。因為高低壓之間沒有物理上的分界線,，壓強會趨于相等，電弧的強度就會減弱,，最終迅速熄滅,。盡管時間很短，電弧也會引起觸頭的腐蝕,。然而,，這通常不會影響到觸點電阻，因為所轉(zhuǎn)移的是純金屬,。
二,、惰性氣體電介質(zhì)
　　并非所有的高壓繼電器都是真空型的。惰性氣體電介質(zhì)也用于高壓元件和系統(tǒng)中,。通過改變氣體混合的比例和（或者）氣壓就可控制受壓外殼中的擊穿電壓,，因而使用靈活。氣體加壓滅弧是它的另一個優(yōu)點,，因為通常在幾微秒的時間內(nèi)就可以完成滅弧,。 充氣式繼電器用于高壓功率開關(guān)，其功能是關(guān)閉常開觸點,。原因之一是氣體混合物和氣壓可以事先設(shè)定,，在關(guān)閉觸點之前電弧放電。此外,，如果電路電壓高于3500伏,，即使由于觸點抖動使得電路切斷，電弧是仍然穩(wěn)定,，足以維持電流,。這有助于延長充氣繼電器的使用壽命，有關(guān)這一點可在電容性放電電路里得到印證,。
　　當切斷電路時電離作用是有害的,。實際上，它延長了電弧并增強了觸點的腐蝕,。試驗表明：真空繼電器更適用于功率切斷,，因為它能抑制電弧（滅?。?。滅弧減小了腐蝕并延長了觸點壽命。
　　傳統(tǒng)繼電器的接觸電阻是隨使用次數(shù)而變化的,，但真空繼電器的接觸電阻是恒定的且阻值低,，在整個使用壽命期間其典型值為0.015歐姆,。這是因為使用標準的清潔部件，無氧化或污染,，在觸點部位使用純金屬,。由于觸點是密封在真空管內(nèi)的，在易爆或腐蝕性的環(huán)境中可實現(xiàn)安全通斷操作,。
　　充氣式繼電器的接觸電阻一般也很低,，但要比真空繼電器的電阻要高，穩(wěn)定性也差,。隨著測試方法的不同接觸阻值也不同,。在大容量和大電流的測試電路里測得的阻值較低。觸頭鍍金會提高充氣式繼電器的穩(wěn)定性,、降低接觸電阻。
三,、射頻應(yīng)用場合
　　好的絕緣質(zhì)量和低且穩(wěn)定的接觸電阻是在射頻轉(zhuǎn)換中應(yīng)用高壓真空繼電器的兩個重要因素,，然而任何繼電器在射頻應(yīng)用中都必須注意電流和電壓的限制。由于“集膚效應(yīng)”的影響,，也就是說隨著頻率的增加,，電流將由導(dǎo)體的中心向表面移動，即隨著頻率的增加,，傳導(dǎo)的導(dǎo)體表面的有效厚度卻在減小,，這樣會使更多的電流通過更小的截面。因而會導(dǎo)致導(dǎo)體的局部表面受熱升溫,。高溫會影響繼電器的密封性,。
　　當繼電器用作絕緣體時，將會在繼電器的常開觸點兩端和（或）是在觸點與地端之間存在射頻電壓,。在所有的實際應(yīng)用中,，繼電器存在一個高電壓電容，其范圍是在1PF到2PF之間,。流經(jīng)該電容的漏電流致使絕緣體的損耗部分發(fā)熱,，進而限制了加在其上的射頻電壓。
　　電流和電壓的限制使得在射頻應(yīng)用有必要降低電流和電壓的指標,，同時其工作頻率也要限制在32 MHz以下,。在選用某一個專用繼電器時，這些限制因素是必須要考慮的,。
四,、電力開關(guān)應(yīng)用
　　術(shù)語“電力開關(guān)”和“熱開關(guān)”指的是利用繼電器來斷開電源或是接通電源。當繼電器當作電力開關(guān)使用時,，在觸點開始閉合瞬間以及之后的觸點抖動中都產(chǎn)生電弧,。電弧會使觸點腐蝕,，若不采取一定的預(yù)防措施，可能會導(dǎo)致觸點熔結(jié),，輕則也會引起相當嚴重的觸點損傷,。因此，電弧的持續(xù)時間以及電流電壓的等級都是決定繼電器壽命和可靠性的決定因素,。
　　高電壓電力開關(guān)繼電器觸點通常是由鎢或鉬制成,，因為這些金屬硬度大且熔點高，可以耐受電弧高溫作用,。一些毫安級的高壓繼電器使用銅制觸點,，它們通常只作為“中繼”來用。
　　在選擇合適的繼電器時,，電路負載的類型是一個很重要的因素,，電路通常分為電容性、電感性和電阻性負載,。
　　電阻性負載——對于直流電阻性負載而言,，當開關(guān)斷開時，會在觸點分開的瞬間產(chǎn)生電弧,，并且將持續(xù)到觸點徹底分開為止,。在一定電壓和電流下，電弧的持續(xù)時間取決于觸點斷開的速度,，同樣也與觸點的冷卻速度和通過自感及分布電容的消電離作用有關(guān),。在相同電壓下，交流負載比直流負載更容易斷開,，因為交流在每半個周期會自行斷開一次,，極性轉(zhuǎn)換會防止金屬一直朝同一個方向轉(zhuǎn)移；而對于直流負載而言,，則會較早導(dǎo)致觸點故障,。
　　電感性負載 – 直流電感性負載的斷開比電阻性負載更不容易。因為在電感中存儲的能量 （1/2 LI2）能感應(yīng)出阻止電流變化的電動勢（（-L [di/dt]））,，直到電感中所存儲的能量耗盡才消失,。如果不采用專用快速斷路觸點或其他方式來切斷電感性負載的話，電弧的持續(xù)時間將直接取決于負載的時間常數(shù) （L/R）,。然而,，交流感性負載并不會出現(xiàn)這種問題，因為每半周期結(jié)束時會發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)迫使電流過零,。同時,，電流與電壓存在相位差，并且供電電壓在電流后半周期反相于自感電動勢,。
　　電容性負載 – 直流電路中為電容充放電而閉合觸點將會產(chǎn)生大浪涌電流,。對于觸點的影響取決于初始峰值電流幅值及電路的時間常數(shù),。類似情況在交流電路中是不常見的。要得到最佳效果,，繼電器應(yīng)置于負載的接地端,；否則，在觸點與殼體間會出現(xiàn)大電流電弧,，旁路負載,。電源是對浪涌電流的唯一限制。
　　在實際應(yīng)用中,，通常這三種成分都會存在,，但是具有大電容或大電感負載的電路由于其儲能作用，所以更難實現(xiàn)電路通斷,。比這種情況更糟的是,，某些電路存在大浪涌電流。在大浪涌電流的情況下,，觸點試圖在觸點抖動期間斷開極高的電流,，結(jié)果會出現(xiàn)強電弧致使觸點金屬熔化，最終導(dǎo)致觸點的熔結(jié),。正弦交流電會使得這種情況變得更糟,，因為對于相同交流負載電壓電流峰值分別比同等直流情形高41%,。
五,、結(jié)語
　　高壓繼電器也可用于其它場合，例如可考慮用于航空航天配電系統(tǒng),。研究表明 270V直流系統(tǒng)與傳統(tǒng)的115/200V,、400赫茲交流系統(tǒng)相比 ，其可靠性更高,，維護更方便,，重量更輕，壽命更長,。
　　目前,，傳統(tǒng)的28V 或115/200 V開關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)備需要大的改進才能可靠地實現(xiàn)270V直流負載的通斷。然而這些改進又會使其變的又大又笨,。對于專用場合,，這顯然是不實際的。在不增加尺寸和重量的情況下,，使用真空作為絕緣介質(zhì)來實現(xiàn)270V直流負載具有卓越的性能且其可靠性也得到提高,。
　　高壓繼電器的選擇并非像低壓繼電器那樣簡單。想要選擇合適的繼電器,，設(shè)計者應(yīng)當考慮電路情況以及繼電器的電氣,、機械和環(huán)境因素,。設(shè)計者還應(yīng)能綜合考慮繼電器各種工作特性并清楚繼電器術(shù)語是一種具有特殊含義的專業(yè)語言。