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组件和系统中。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。
当切断电路时电离作用是有害的。实际上,它延长了电弧并增强了触点的腐蚀。试验表明:真空继电器更适用于功率切断,因为它能抑制电弧(灭弧)。灭弧减小了腐蚀并延长了触点寿命。
传统继电器的接触电阻是随使用次数而变化的,但真空继电器的接触电阻是恒定的且阻值低,在整个使用寿命期间其典型值为0.015奥姆。这是因为使用标准的清洁部件,无氧化或污染,在触点部位使用纯金属。由于触点是密封在真空管内的,在易爆或腐蚀性的环境中可实现安全通断操作。
充气式继电器的接触电阻一般也很低,但要比真空继电器的电阻要高,稳定性也差。随着测试方法的不同接触阻值也不同。在大容量和大电流的测试电路里测得的阻值较低。触头镀金会提高充气式继电器的稳定性、降低接触电阻。
射频应用场合
好的绝缘质量和低且稳定的接触电阻是在射频转换中应用高压真空继电器的两个重要因素,然而任何继电器在射频应用中都必须注意电流和电压的限制。由于“集肤效应”的影响,也就是说随着频率的增加,电流将由导体的中心向表面移动,即随着频率的增加,传导的导体表面的有效厚度却在减小,这样会使更多的电流通过更小的截面。因而会导致导体的局部表面受热升温。高温会影响继电器的密封性。
当继电器用作绝缘体时,将会在继电器的常开触点两端和(或)是在触点与地端之间存在射频电压。在所有的实际应用中,继电器存在一个高电压电容,其范围是在1PF到2PF之间。流经该电容的漏电流致使绝缘体的损耗部分发热,进而限制了加在其上的射频电压。
电流和电压的限制使得在射频应用有必要降低电流和电压的指针,同时其工作频率也要限制在32 MHz以下。在选用某一个专用继电器时,这些限制因素是必须要考虑的。