电气设计中低压交流接触器的选用

电气设计中低压交流接触器的选用

　　 低压交流接触器主要用于通断电气设备电源，可以远距离控制动力设备，在接通断开设备电源时避免人身伤害。交流接触器的选用对动力设备和电力线路正常运行非常重要。

　　1、交流接触器的结构与参数

　　一般使用中要求交流接触器装置结构紧凑，使用方便，动静触头的磁吹装置良好，灭弧效果好，最好达到零飞弧，温升小。按照灭弧方式分为空气式和真空式，按照操动方式分为电磁式、气动式和电磁气动式。

　　接触器额定电压参数分为高压和低压，低压一般为380V，500V，660V，1140V等。

　　电流按型式分为交流、直流。电流参数有额定工作电流、约定发热电流、接通电流及分断电流、辅助触头的约定发热电流及接触器的短时耐受电流等。一般接触器型号参数给出的是约定发热电流，约定发热电流对应的额定工作电流有好几个。比如CJ20-63，主触头的额定工作电流分为63A，40A，型号参数中63指的是约定发热电流，它和接触器的外壳绝缘结构有关，而额定工作电流和选定的负载电流、电压等级有关。

　　交流接触器线圈按照电压分为36、127、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头根据常开常闭各有几对，根据控制需要选择。

　　其他参数还有接通、分断次数、机械寿命、电寿命、最大允许操作频率、最大允许接线线径以及外形尺寸和安装尺寸等。接触器的分类见表1

　　表1 常用接触器类型

使用类别代号 适用典型负载举例 典型设备
AC－1 无感或微感负载，电阻性负载 电阻炉，加热器等
AC－2 绕线式感应电动机的启动、分断 起重机，压缩机，提升机等
AC－3 笼型感应电动机的启动、分断 风机，泵等
AC－4 笼型感应电动机的启动、反接制动或密接通断电动机 风机，泵，机床等
AC－5a 放电灯的通断 高压气体放电灯如汞灯、卤素灯等
AC－5b 白炽灯的通断 白炽灯
AC－6a 变压器的通断 电焊机
AC－6b 电容器的通断 电容器
AC－7a 家用电器和类似用途的低感负载 微波炉、烘手机等
AC－7b 家用的电动机负载 电冰箱、洗衣机等电源通断
AC－8a 具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机 压缩机
AC－8b 具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机 压缩机

　　2、交流接触器的选用原则

　　接触器作为通断负载电源的设备，接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行，除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外，被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的依据。选用原则如下：

　　（1）交流接触器的电压等级要和负载相同，选用的接触器类型要和负载相适应。

　　（2）负载的计算电流要符合接触器的容量等级，即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流，分断电流大于负载运行时分断需要电流，负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况，对于启动时间长的负载，半小时峰值电流不能超过约定发热电流。

　　（3）按短时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热稳定电流，当使用接触器断开短路电流时，还应校验接触器的分断能力。

　　（4）接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。要考虑接在接触器控制回路的线路长度，一般推荐的操作电压值，接触器要能够在85～110％的额定电压值下工作。如果线路过长，由于电压降太大，接触器线圈对合闸指令有可能不起反映；由于线路电容太大，可能对跳闸指令不起作用。

　　(5) 根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值，额定电流应该加大一倍。

　　（6）短路保护元件参数应该和接触器参数配合选用。选用时可参见样本手册，样本手册一般给出的是接触器和熔断器的配合表。

　　接触器和空气断路器的配合要根据空气断路器的过载系数和短路保护电流系数来决定。接触器的约定发热电流应小于空气断路器的过载电流，接触器的接通、断开电流应小于断路器的短路保护电流，这样断路器才能保护接触器。实际中接触器在一个电压等级下约定发热电流和额定工作电流比值在1～1.38之间，而断路器的反时限过载系数参数比较多，不同类型断路器不一样，所以两者间配合很难有一个标准，不能形成配合表，需要实际核算。

　　（7）接触器和其它元器件的安装距离要符合相关国标、规范，要考虑维修和走线距离。

　　3、不同负载下交流接触器的选用

　　为了使接触器不会发生触头粘连烧蚀，延长接触器寿命，接触器要躲过负载启动最大电流，还要考虑到启动时间的长短等不利因数，因此要对接触器通断运行的负载进行分析，根据负载电气特点和此电力系统的实际情况，对不同的负载启停电流进行计算校合。

　　3.1控制电热设备用交流接触器的选用

　　这类设备有电阻炉、调温设备等，其电热元件负载中用的绕线电阻元件，接通电流可达额定电流的1.4倍，如果考虑到电源电压升高等，电流还会变大。此类负载的电流波动范围很小，按使用类别属于AC-1，操作也不频繁，选用接触器时只要按照接触器的额定工作电流Ith等于或大于电热设备的工作电流1.2倍即可。

　　3.2控制照明设备用的接触器的选用

　　照明设备的种类很多，不同类型的照明设备、启动电流和启动时间也不一样。此类负载使用类别为AC-5a或AC-5b。如果启动时间很短，可选择其发热电流Ith等于照明设备工作电流1.1倍。启动时间较长以及功率因数较低，可选择其发热电流Ith比照明设备工作电流大一些。表2为不同照明设备用接触器选用原则。

　　表2 不同照明设备用接触器选用原则

序号 照明设备名称 启动电源 功率因数 启动时间 接触器选用原则
1 白炽灯 15Ie 1 Ith≥1.1 Ie
2 混合照明 1.3 Ie ≈1 3 Ith≥1.1 ×1.3Ie
3 荧光灯 ≈2.1 Ie 0.4～0.6 Ith≥1.1 Ie
4 高压水银灯 ≈1.4 Ie 0.4～0.6 3～5 Ith≥1.1 ×1.4Ie
5 金属卤素灯 1.4 Ie 0.4～0.5 5～10 Ith≥1.1 ×2Ie
6 带功率印数补偿的灯 20Ie 0.5～0.6 5～10 按补偿电容启动电流选用

　　3.3控制电焊变压器用接触器的选用

　　当接通低压变压器负载时，变压器因为二次侧的电极短路而出现短时的陡峭大电流，在一次侧出现较大电流，可达额定电流的15～20倍，它与变压器的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁地产生突发性的强电流，从而使变压器的初级侧的开关承受巨大的应力和电流，所以必须按照变压器的额定功率下电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器，即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用类别为AC-6a。

　　3.4电动机用接触器的选用

　　电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2～4，对于启动电流在6倍额定电流，分断电流为额定电流下可选用AC-3，如风机水泵等，可采用查表法及选用曲线法，根据样本及手册选用，不用再计算。

　　绕线式电动机接通电流及分断电流都是2.5倍额定电流，一般启动时在转子中串入电阻以限制启动电流，增加启动转矩，使用类别AC-2，可选用转动式接触器。

　　当电动机处于点动、需反向运转及制动时，接通电流为6Ie，使用类别为AC-4，它比AC-3严酷的多。可根据使用类别AC-4下列出电流大小计算电动机的功率。公式如下：

　　Pe=3UeIeCOS￠η,

　　Ue：电动机额定电流，Ie：电动机额定电压，COS￠：功率因数，η：电动机效率。

　　如果允许触头寿命缩短，AC-4电流可适当加大，在很低的通断频率下改为AC-3类。