在電氣設(shè)計中低壓交流接觸器的選用

1、在電氣設(shè)計中低壓交流接觸器的選用低壓交流接觸器主要用于通斷電氣設(shè)備電源，可以遠(yuǎn)距離控制動力設(shè)備，在接通斷開 設(shè)備電源時避免人身傷害。交流接觸器的選用對動力設(shè)備和電力線路正常運行非常重要。1、交流接觸器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)一般使用中要求交流接觸器裝置結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，動靜觸頭的磁吹裝置良好，滅 弧效果好，最好達(dá)到零飛弧，溫升小。按照滅弧方式分為空氣式和真空式，按照操動方式 分為電磁式、氣動式和電磁氣動式。接觸器額定電壓參數(shù)分為高壓和低壓，低壓一般為380V , 500V , 660V , 1140V等。電流按型式分為交流、直流。電流參數(shù)有額定工作電流、約定發(fā)熱電流、接通電流及 分?jǐn)嚯娏?、輔助觸頭的約定

2、發(fā)熱電流及接觸器的短時耐受電流等。一般接觸器型號參數(shù)給 出的是約定發(fā)熱電流，約定發(fā)熱電流對應(yīng)的額定工作電流有好幾個。比如 CJ20-63 ,主觸 頭的額定工作電流分為 63A , 40A ,型號參數(shù)中63指的是約定發(fā)熱電流，它和接觸器的 外殼絕緣結(jié)構(gòu)有關(guān)，而額定工作電流和選定的負(fù)載電流、電壓等級有關(guān)。交流接觸器線圈按照電壓分為36、127、220、380V等。接觸器的極數(shù)分為2、3、4、5極等。輔助觸頭根據(jù)常開常閉各有幾對，根據(jù)控制需要選擇。其他參數(shù)還有接通、分?jǐn)啻螖?shù)、機械壽命、電壽命、最大允許操作頻率、最大允許接線線徑以及外形尺寸和安裝尺寸等。接觸器的分類見表1表1常用接觸器類型使用類別代號

3、適用典型負(fù)載舉例典型設(shè)備AC-1無感或微感負(fù)載，電阻性負(fù)載電阻爐，加熱器等AC-2繞線式感應(yīng)電動機的啟動、分?jǐn)嗥鹬貦C，壓縮機，提升機等AC 3籠型感應(yīng)電動機的啟動、分?jǐn)囡L(fēng)機，泵等AC-4籠型感應(yīng)電動機的啟動、反接制動或密接通斷電動機風(fēng)機，泵，機床等AC 5a放電燈的通斷高壓氣體放電燈如汞燈、鹵素?zé)舻華C 5b白熾燈的通斷白熾燈AC 6a變壓器的通斷電焊機AC 6b電容器的通斷電容器AC 7a家用電器和類似用途的低感負(fù)載微波爐、烘手機等AC 7b家用的電動機負(fù)載電冰箱、洗衣機等電源通斷AC-8a具有手動復(fù)位過載 脫扣器的密封制冷壓縮機的電動機壓縮機AC - 8b具有手動復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓

4、縮機的電動機壓縮機2、交流接觸器的選用原則接觸器作為通斷負(fù)載電源的設(shè)備，接觸器的選用應(yīng)按滿足被控制設(shè)備的要求進行，除 額定工作電壓與被控設(shè)備的額定工作電壓相同外，被控設(shè)備的負(fù)載功率、使用類別、控制 方式、操作頻率、工作壽命、安裝方式、安裝尺寸以及經(jīng)濟性是選擇的依據(jù)。選用原則如 下：(1)交流接觸器的電壓等級要和負(fù)載相同，選用的接觸器類型要和負(fù)載相適應(yīng)。(2)負(fù)載的計算電流要符合接觸器的容量等級，即計算電流小于等于接觸器的額定 工作電流。接觸器的接通電流大于負(fù)載的啟動電流，分?jǐn)嚯娏鞔笥谪?fù)載運行時分?jǐn)嘈枰?流，負(fù)載的計算電流要考慮實際工作環(huán)境和工況，對于啟動時間長的負(fù)載，半小時峰值電 流不能超過

5、約定發(fā)熱電流。(3)按短時的動、熱穩(wěn)定校驗。線路的三相短路電流不應(yīng)超過接觸器允許的動、熱 穩(wěn)定電流，當(dāng)使用接觸器斷開短路電流時，還應(yīng)校驗接觸器的分?jǐn)嗄芰Α?4)接觸器吸引線圈的額定電壓、電流及輔助觸頭的數(shù)量、電流容量應(yīng)滿足控制回 路接線要求。要考慮接在接觸器控制回路的線路長度，一般推薦的操作電壓值，接觸器要 能夠在85110 %的額定電壓值下工作。如果線路過長，由于電壓降太大，接觸器線圈對 合閘指令有可能不起反映；由于線路電容太大，可能對跳閘指令不起作用。(5)根據(jù)操作次數(shù)校驗接觸器所允許的操作頻率。如果操作頻率超過規(guī)定值，額定 電流應(yīng)該加大一倍。(6)短路保護元件參數(shù)應(yīng)該和接觸器參數(shù)配合選用

6、。選用時可參見樣本手冊，樣本 手冊一般給出的是接觸器和熔斷器的配合表。接觸器和空氣斷路器的配合要根據(jù)空氣斷路器的過載系數(shù)和短路保護電流系數(shù)來決定。接 觸器的約定發(fā)熱電流應(yīng)小于空氣斷路器的過載電流，接觸器的接通、斷開電流應(yīng)小于斷路 器的短路保護電流，這樣斷路器才能保護接觸器。實際中接觸器在一個電壓等級下約定發(fā) 熱電流和額定工作電流比值在11.38之間，而斷路器的反時限過載系數(shù)參數(shù)比較多，不同類型斷路器不一樣，所以兩者間配合很難有一個標(biāo)準(zhǔn)，不能形成配合表，需要實際核算。(7)接觸器和其它元器件的安裝距離要符合相關(guān)國標(biāo)、規(guī)范，要考慮維修和走線距 離。3、不同負(fù)載下交流接觸器的選用為了使接觸器不會發(fā)生

7、觸頭粘連燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器要躲過負(fù)載啟動最大 電流，還要考慮到啟動時間的長短等不利因數(shù)，因此要對接觸器通斷運行的負(fù)載進行分析， 根據(jù)負(fù)載電氣特點和此 電力系統(tǒng)的實際情況，對不同的負(fù)載啟停電流進行計算校合。3.1 控制電熱設(shè)備用交流接觸器的選用這類設(shè)備有電阻爐、調(diào)溫設(shè)備等，其電熱元件負(fù)載中用的繞線電阻元件，接通電流可 達(dá)額定電流的1.4倍，如果考慮到電源電壓升高等，電流還會變大。此類負(fù)載的電流波動 范圍很小，按使用類別屬于AC-1 ,操作也不頻繁，選用接觸器時只要按照接觸器的額定工作電流Ith等于或大于電熱設(shè)備的工作電流1.2倍即可。3.2 控制照明設(shè)備用的接觸器的選用照明設(shè)備的種類很

8、多，不同類型的照明設(shè)備、啟動電流和啟動時間也不一樣。此類負(fù) 載使用類別為AC-5a或AC-5b.如果啟動時間很短，可選擇其發(fā)熱電流 Ith等于照明設(shè)備 工作電流1.1倍。啟動時間較長以及功率因數(shù)較低，可選擇其發(fā)熱電流Ith比照明設(shè)備工作電流大一些。表2為不同照明設(shè)備用接觸器選用原則。表2不同照明設(shè)備用接觸器選用原則序號照明設(shè)備名稱啟動電源功率因數(shù)啟動時間接觸器選用原則1 白熾燈 15Ie1Ith >1.1Ie2 混合照明 1.3Ie =13Ith >1.1 X1.3Ie3 熒光燈=2.1Ie0.4 0.6Ith >1.1Ie4 高壓水銀燈 =1.4Ie0.4 0.63 51t

9、h >1.1 X 1.4Ie5 金屬鹵素?zé)?1.4Ie0.4 0.55 101th >1.1 X2Ie6帶功率印數(shù)補償?shù)臒?20Ie0.50.6510按補償電容啟動電流選用6 .3控制電焊變壓器用接觸器的選用當(dāng)接通低壓變壓器負(fù)載時，變壓器因為二次側(cè)的電極短路而出現(xiàn)短時的陡峭大電流， 在一次側(cè)出現(xiàn)較大電流，可達(dá)額定電流的 1520倍，它與變壓器的繞組布置及鐵心特性 有關(guān)。當(dāng)電焊機頻繁地產(chǎn)生突發(fā)性的強電流，從而使變壓器的初級側(cè)的開關(guān)承受巨大的應(yīng)力和電流，所以必須按照變壓器的額定功率下電極短路時一次側(cè)的短路電流及焊接頻率來選擇接觸器，即接通電流大于二次側(cè)短路時一次側(cè)電流。此類負(fù)載使用類別

10、為AC-6a.7 .4電動機用接觸器的選用電動機用接觸器根據(jù)電動機使用情況及電動機類別可分別選用AC-24,對于啟動電流在6倍額定電流，分?jǐn)嚯娏鳛轭~定電流下可選用AC-3 ,如風(fēng)機水泵等，可采用查表法及選用曲線法，根據(jù)樣本及手冊選用，不用再計算。繞線式電動機接通電流及分?jǐn)嚯娏鞫际?.5倍額定電流，一般啟動時在轉(zhuǎn)子中串入電阻以限制啟動電流，增加啟動轉(zhuǎn)矩，使用類別AC-2 ,可選用轉(zhuǎn)動式接觸器。當(dāng)電動機處于點動、需反向運轉(zhuǎn)及制動時，接通電流為6Ie ,使用類別為AC-4 ,它比AC-3嚴(yán)酷的多?？筛鶕?jù)使用類別AC-4下列出電流大小計算電動機的功率。公式如下：Pe=3UeIeCOS 0 打，Ue :

11、電動機額定電流，Ie :電動機額定電壓，COS0:功率因數(shù)， 不電動機效率。如果允許觸頭壽命短，AC-4電流可適當(dāng)加大，在很低的通斷頻率下改為AC-3類。根據(jù)電動機保護配合的要求，堵轉(zhuǎn)電流以下電流應(yīng)該由控制電器接通和分?jǐn)唷４蠖鄶?shù)Y系列電動機的堵轉(zhuǎn)電流 < 7Ie,因此選擇接觸器時要考慮分、合堵轉(zhuǎn)電流。規(guī)范規(guī)定：電 動機運行在AC-3下，接觸器額定電流不大于 630A時，接觸器應(yīng)當(dāng)能承受 8倍額定電流 至少10秒。對于一般設(shè)備用電動機，工作電流小于額定電流，啟動電流雖然達(dá)到額定電流的 47倍，但時間短，對接觸器的觸頭損傷不大，接觸器在設(shè)計時已考慮此因數(shù)，一般選用 觸頭容量大于電動機額定容量

12、的1.25倍即可。對于在特殊情況下工作的電動機要根據(jù)實際工況考慮。如電動葫蘆屬于沖擊性負(fù)載，重載啟停頻繁，反接制動等，所以計算工作電 流要乘以相應(yīng)倍數(shù)，由于重載啟停頻繁，選用4倍電動機額定電流，通常重載下反接制動電流為啟動電流2倍，所以對于此工況要選用 8倍額定電流。3.5電容器用接觸器選用電容器接通時電容器產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程，出現(xiàn)很大的合閘涌流，同時伴隨著很高的電 流頻率振蕩，此電流由電網(wǎng)電壓、電容器的容量和電路中的電抗決定（即與此饋電變壓器 和連接導(dǎo)線有關(guān)），因此觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)按計算出的電容器電路中最 大穩(wěn)態(tài)電流和實際電力系統(tǒng)中接通時可能產(chǎn)生的最大涌流峰值進行選擇，這樣才能

13、保證正 確安全的操作使用。選用普通型交流接觸器要考慮接通電容器組時的涌流倍數(shù)、電網(wǎng)容量、變壓器、回路 及開關(guān)設(shè)備的阻抗、并聯(lián)電容器組放電狀態(tài)以及合閘相角等，一般達(dá)到50至100額定電流，計算時比較煩瑣，可以參見文獻(xiàn) 1.如果電容器組沒有放電裝置，可選用帶強制泄放電阻電路的專用接觸器，如 ABB公 司的B25C、B275C系列。國產(chǎn)的CJ19系列切換電容器接觸器專為電容器而設(shè)計，也采 用了串聯(lián)電阻抑制涌流的措施。選用時參見樣本，而且還要考慮無功補償裝置標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。電容器投入瞬間產(chǎn)生的涌流峰值應(yīng)限制在電容器組額定電流的20倍以下（JB7113 -1993低壓并聯(lián)電容器裝置規(guī)定）；還應(yīng)考慮最大穩(wěn)態(tài)

14、電流下電容器運行，電容器組運行時的諧波電壓加上高達(dá)1.1倍額定工作時的工頻過電壓，會產(chǎn)生較大的電流。電容器組電路中的設(shè)備器件應(yīng)能在額定 頻率、額定正弦電壓所產(chǎn)生的均方根值不超過1.3倍額定電流下連續(xù)運行，由于實際電容器的電容值可能達(dá)到額定電容值1.1倍，故此電流可達(dá)1.43倍額定電流，因此選擇接觸器的額定發(fā)熱電流應(yīng)不小于此最大穩(wěn)態(tài)電流。4、有特殊要求情況下交流接觸器的選用4.1、 防晃電型交流接觸器電力系統(tǒng)由于雷擊、短路后重合閘以及單相人為短時故障接地后自動恢復(fù)等原因使供 電系統(tǒng)晃電，晃電時間一般在幾秒以下。在有連續(xù)性生產(chǎn)要求的情況下，工藝上不允許設(shè)備在電源短時中斷（晃電）就造成設(shè)備跳 閘停電

15、，可以采用新型電控設(shè)備：FS系列防晃電交流接觸器。FS系列防晃電接觸器不依賴輔助工作電源，不依賴輔助機械裝置，具有體積小、可靠 性高，它采用強力吸合裝置，雙繞組線圈，接觸器在吸合釋放時無有害抖動，避免了電網(wǎng) 失壓時觸頭抖動引起的燃弧熔焊，因此減少了觸頭磨損。接觸器線圈帶有儲能機構(gòu)，當(dāng)晃 電發(fā)生時，接觸器線圈延遲釋放，其輔助觸點延遲發(fā)出斷開的控制信號，由此躲開晃電時 間，晃電時間由負(fù)載性質(zhì)和斷電長短決定，接觸器延時時間可調(diào)。4.2、 節(jié)能型交流接觸器交流接觸器的節(jié)電是指采用各種節(jié)電技術(shù)來降低操作電磁系統(tǒng)吸持時所消耗的有功、 無功功率。交流接觸器的操作電磁系統(tǒng)一般采用交流控制電源，我國現(xiàn)有63A以

16、上交流接觸器，在吸持時所消耗的有功功率在數(shù)十瓦至幾百瓦之間，無功功率在數(shù)十乏至幾百乏之 間，一般所耗有功功率鐵芯約占6575%,短路環(huán)約占2530%,線圈約占35%,所以可以將交流吸持電流改為直流吸持，或者采用機械結(jié)構(gòu)吸持、限電流吸持等方法，可 以節(jié)省鐵芯及短路環(huán)中所占的大部分功率損耗，還可消除、降低噪聲，改善環(huán)境。根據(jù)原理一般分為三大類：節(jié)電器、節(jié)點線圈、節(jié)電型交流接觸器。電磁系統(tǒng)采用節(jié)電裝置，使電磁無噪聲及溫升低，并解決了使用節(jié)電裝置有釋放延時 的缺點，如國產(chǎn)的 CJ40系列。4.3、 有附加功能的交流接觸器電子技術(shù)的應(yīng)用可以很方便的在接觸器中增添主電路保護功能，如欠、過電壓保護， 斷相保護、漏電保護等。電動機燒毀事故中，接觸器一相接觸不良的占11 %,所以選擇帶有斷相保護的斷路器、接觸器等電氣器件也是十分必要的。接觸器加輔助模塊可以滿足一些特殊要求。加機械連鎖可以構(gòu)成可逆接觸器，實現(xiàn)電 動機正反可逆旋轉(zhuǎn)，或者兩個接觸器加機械連鎖實現(xiàn)主電路電氣互鎖，可用于變頻器的變頻/工頻切換；加氣延時頭和輔助觸頭組可以實現(xiàn)電動機星一三角啟動；加空氣延時頭可以 構(gòu)成延時接觸器?？梢赃x用交流接觸器的 電磁線圈做電動機的低電壓保護，其控制回路宜由電動機主回 路供電