Типичная осциллограмма тока и напряжения на контактах сэмр при размыкании индуктивной нагрузки

Следующий за дугой тлеющий разряд (см. рис) может возникать и самостоятельно без предшествующей длинной дуги, когда ток индуктивной нагрузки меньше требуемого при данных условиях тока дугообразования. Тлеющий разряд образуется вслед за дугой, когда энергии, запасенной в индуктивной нагрузке, недостаточно для продолжения горения дуги, но хватает для поддержания слаботочного тлеющего разряда, который характеризуется большим, чем у дуги катодным падением напряжения (300 В). Кроме дуги и тлеющего разряда при размыкании контактов СЭМР часто наблюдаются кратковременные (менее 1 мкс) ливневые разряды, вызванные колебательным процессом при заряде-разряде собственной емкости индуктивной нагрузки. В момент расхождения контактов емкость нагрузки заряжается до напряжения пробоя начального расстояния между контактами и колебательно разряжается. Этот процесс повторяется много раз до тех пор, пока не израсходуется основная часть индуктивной энергии и пока расстояние между контактами не станет слишком большим для пробоя. В процессе прохождения ливневых разрядов амплитуда напряжения на контактах будет постепенно увеличиваться до 1000 В и более. При тлеющем разряде от поверхности контакта-катода отрываются отдельные частицы материала контакта, представляющие собой преимущественно нейтральные атомы. Интенсивность катодного распыления обратно пропорциональна работе выхода атомов из кристаллической решетки металла. Направление эрозии при тлеющем разряде аналогично направлению массопереноса при дуговом разряде. Таким образом, устойчивая дуга может зажечься от источника значительно меньшего напряжения, чем минимальный потенциал зажигания газа в промежутке между электродами. Но для горения дуги необходима минимальная энергия (минимальное напряжение дуги Uд и минимальный ток дуги Iд,), которая может быть запасена не только в источнике питания нагрузки, но и в ее индуктивности. Предупредить развитие устойчивой дуги, можно схемным путем, искусственно замедляя нарастание напряжения в межконтактном промежутке. Например, параллельно промежутку можно подсоединить с помощью коротких проводов конденса­тор достаточной емкости, который настолько задержит нарастание напряжения на разрядном промежутке, что промежуток успеет деионизоваться после первой же короткой дуги. Контакты за это время должны разойтись на такое расстояние, чтобы не могла возникнуть и новая дуга, даже если к разрядному промежутку окажется приложенным полное напряжение источника. Следует понимать, что горит дуга в парах металла контактов. Поэтому наличие вакуума во внутреннем объеме реле не «гасит» дугу, а является лишь проблемой для ее зажигания. Понижение давления газовой среды внутри реле при его разгерметизации в вакууме согласно закону Пашена будет способствовать зажиганию дуги и переходу ее в устойчивое состояние. При коммутации переменного тока низкой частоты, соизмеримой со временем перелета контактов (1–2 мс), дуга при переходе тока через «ноль» гаснет и, загораясь вновь, меняет направление эрозии. Результирующая эрозия контактов в этом случае выражена значительно слабее, чем при коммутации постоянного тока и переменного тока меньшей или большей частоты, чем оптимальная. Действие высокочастотного тока аналогично постоянному току, так как время прохождения тока через нулевое значение недостаточно для деионизации воздушного зазора.