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高压继电器的应用-1

点击:2997 时间:2010/12/24 字体大小:14px 12px
      一、前言
  缓冲回路通常用来保护低压电路里的继电器触头的,在高压电路里对继电器触头的保护就困难多了。
  切断低压回路相当简单。然而,当回路电压升高,切断电路就并不那么容易了。常规的开关和继电器由于会产生电弧,所以几乎不可能切断一个千伏级的电路。因为电压很高,触头之间的空气被电离而击穿导电。因此,即使触头是分离的,电离的气体也会使得回路导通。
  解决电弧方法之一就是把触头区域的电离空气除掉。这也就意味着高压开关工作在真空状态会有很好的效果。举例来说,10-6毫米汞柱的真空下,触点气隙每毫米的绝缘强度高达2000伏。
  真空绝缘为高压触点提供了稳定的切换环境,减少了氧化和腐蚀性,当真空管中出现电弧时,没有因空气或绝缘气体被分离而产生腐蚀性的副产品,而且在切断触点时会产生“吸除”作用。因为真空是不纯净的,它还存在一些杂质。在产生电弧的短时间内,一些杂质就从真空中分离出来,附着在真空管表面,从而提高了真空的纯净度。
  电极之间在绝对真空时会发生击穿现象。产生电弧的电子来源于触点本身的材料。产生电弧的温度点取决于触点材料的功函数。考虑到功函数的问题,触点材料经常使用钨和钼。
  功函数是指一定的触点气隙之间所能承受的最大绝缘静电场。注意在热环境的切换中,当接触气隙缩小至零的过程中,电弧就会被拉出,静电场强度增加。因此,当触点逐步的闭合时,某些点的静电场会非常的高,足以击穿余隙。
  真空中的电弧,除非强度非常大,一般都会自动熄灭。之所以能够熄灭,是因为电弧本身是蒸发的金属高压区,但它周围确是极度低压区。因为高低压之间没有物理上的分界线,压强会趋于相等,电弧的强度就会减弱,最终迅速熄灭。尽管时间很短,电弧也会引起触头的腐蚀。然而,这通常不会影响到触点电阻,因为所转移的是纯金属。
  二、惰性气体电介质
  并非所有的高压继电器都是真空型的。惰性气体电介质也用于高压元件和系统中。通过改变气体混合的比例和(或者)气压就可控制受压外壳中的击穿电压,因而使用灵活。气体加压灭弧是它的另一个优点,因为通常在几微秒的时间内就可以完成灭弧。 充气式继电器用于高压功率开关,其功能是关闭常开触点。原因之一是气体混合物和气压可以事先设定,在关闭触点之前电弧放电。此外,如果电路电压高于3500伏,即使由于触点抖动使得电路切断,电弧是仍然稳定,足以维持电流。这有助于延长充气继电器的使用寿命,有关这一点可在电容性放电电路里得到印证。