电气设计中低压交流接触器的选用

摘要：本文分析了在分歧负载下选用低压交流接触器的要求，给出了选用原则，并对一些特殊用途低压交流接触器的选用做了说明。
关头词：低压交流接触器选用
　　低压交流接触器主要用于通断电气装备电源，可以远距离控制动力装备，在接通断开装备电源时避免人身危险。交流接触器的选用对动力装备和电力线路正常运行很是重要。　　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配结构紧凑，使用利便，消息触头的磁吹装配秀，灭弧效果好，好到达零飞弧，温升小。依照灭弧方式分为空气式和真空式，依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，低压通常是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、约定发烧电流、接通电流及分断电流、辅助触头的约定发烧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烧电流，约定发烧电流对应的额定工作电流有好几个。好比CJ20-63，主触头的额定工作电流分为63A，40A，型号参数中63指的是约定发烧电流，它和接触器的外壳尽缘结构有关，而额定工作电流和选定的负载电流、电压品级有关。　　交流接触器线圈依照电压分为36、127、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头凭据常开常闭各有几对，凭据控制需要选择。　　其他参数还有接通、分断次数、机械寿命、电寿命、年夜允许操作频率、年夜允许接线线径和外形尺寸和安装尺寸等。接触器的分类见表1　　表1经常使用接触器类型使用种别代号适用典型负载举例典型装备AC－1无感或微感负载，电阻性负载电阻炉，加热器等AC－2绕线式感应电念头的启动、分断起重机，压缩机，提升机等AC－3笼型感应电念头的启动、分断风机，泵等AC－4笼型感应电念头的启动、反接制动或密接通断电念头风机，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家用的电念头负载电冰箱、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念头压缩机AC－8b具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电念头压缩机　　2、交流接触器的选用原则　　接触器作为通断负载电源的装备，接触器的选用应按知足被控制装备的要求进行，除额定工作电压与被控装备的额定工作电压不异外，被控装备的负载功率、使用种别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸和经济性是选择的依据。选用原则以下：　　（1）交流接触器的电压品级要和负载不异，选用的接触器类型要和负载相顺应。　　（2）负载的计较电流要合适接触器的容品级，即计较电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流年夜于负载的启动电流，分断电流年夜于负载运行时分断需要电流，负载的计较电流要斟酌现实工作情况和工况，对于启动时间长的负载，半小时峰值电流不能跨越约定发烧电流。　　（3）按短时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应跨越接触器允许的动、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目、电流容应知足控制回路接线要求。要斟酌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。若是线途经长，由于电压降太年夜，接触器线圈对合闸指令有可能不起反映；由于线路电容太年夜，可能对跳闸指令不起作用。　　(5)凭据操作次数校验接触器所允许的操作频率。若是操作频率跨越划定值，额定电流应当加年夜一倍。　　（6）短路庇护元件参数应当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凭据空气断路器的过载系数和短路庇护电流系数来决议。接触器的约定发烧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庇护电流，这样断路器才能庇护接触器。现实中接触器在一个电压品级下约定发烧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力多，分歧类型断路器纷歧样，所以两者间配合很难有一个尺度，不能形成配合表，需要现实核算。　　（7）接触器和其它元器件的安装距离要合适相关国标、规范，要斟酌维修和走线距离。　　3、分歧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年夜电流，还要斟酌到启动时间的长短等晦气因数，是以要对接触器通断运行的负载进行分析，凭据负载电气特点和此电力系统的现实情况，对分歧的负载启停电流进行计较校合。　　3.1控制电热装备用交流接触器的选用　　这类装备有电阻炉、调温装备等，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，若是斟酌到电源电压升高等，电流还会变年夜。此类负载的电流波动范围很小，按使用种别属于AC-1，操作也不频仍，选用接触器时只要依照接触器的额定工作电流I_th等于或年夜于电热装备的工作电流1.2倍即可。　　3.2控制照明装备用的接触器的选用　　照明装备的种类很多，分歧类型的照明装备、启动电流和启动时间也纷歧样。此类负载使用种别为AC-5a或AC-5b。若是启动时间很短，可选择其发烧电流I_th等于照明装备工作电流1.1倍。启动时间较长和功率因数较低，可选择其发烧电流I_th对照明装备工作电流年夜一些。表2为分歧照明装备用接触器选用原则。　　表2分歧照明装备用接触器选用原则序号照明装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15Ie1I_th≥1.1Ie2夹杂照明1.3Ie≈13I_th≥1.1×1.3Ie3荧光灯≈2.1Ie0.4～0.6I_th≥1.1Ie4高压水银灯≈1.4Ie0.4～0.63～5I_th≥1.1×1.4Ie5金属卤素灯1.4Ie0.4～0.55～10I_th≥1.1×2Ie6带功率印数抵偿的灯20Ie0.5～0.65～10按抵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，变压器由于二次侧的电极短路而泛起短时的峻峭年夜电流，在一次侧泛起较年夜电流，可达额定电流的15～20倍，它与变压器的绕组安插及铁心特征有关。当电焊机频仍地发生突发性的强电流，从而使变压器的低级侧的开关承受庞大的应力和电流，所以必需依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，即接通电流年夜于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用种别为AC-6a。　　3.4电念头用接触器的选用　　电念头用接触器凭据电念头使用情况及电念头种别可划分选用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，凭据样本及手册选用，不用再计较。　　绕线式电念头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进电阻以限制启动电流，增加启动转矩，使用种别AC-2，可选用转动式接触器。　　当电念头处于点动、需反向运转及制动时，接通电流为6Ie，使用种别为AC-4，它比AC-3严酷的多。可凭据使用种别AC-4下列出电流年夜小计较电念头的功率。公式以下：　　Pe=3UeIeCOS￠η,　　Ue：电念头额定电流，Ie：电念头额定电压，COS￠：功率因数，η：电念头效率。　　若是允许触头寿命缩短，AC-4电流可适当加年夜，在很低的通断频率下改成AC-3类。　　凭据电念头庇护配合的要求，堵转电流以下电流应当由控制电器接通和分断。年夜大都Y系列电念头的堵转电流≤7Ie，是以选择接触器时要斟酌分、合堵转电流。规范划定：电念头运行在AC-3下，接触器额定电流不年夜于630A时，接触器应当能承受8倍额定电流至少10秒。　　对于一般装备用电念头，工作电流小于额定电流，启动电流虽然到达额定电流的4～7倍，但时间短，对接触器的触头损伤不年夜，接触器在设计时已斟酌此因数，一般选用触头容年夜于电念头额定容的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电念头要凭据现实工况斟酌。如电动葫芦属于冲击性负载，重载启停频仍，反接制动等，所以计较工作电流要乘以响应倍数，由于重载启停频仍，选用4倍电念头额定电流，凡是重载下反接制动电流为启动电流2倍，所以对于此工况要选用8倍额定电流。　　3.5电容器用接触器选用　　电容器接通时电容器发生瞬态充电进程，泛起很年夜的合闸涌流，同时陪伴着很高的电流频率振荡，此电流由电网电压、电容器的容和电路中的电抗决议（即与此馈电变压器和毗连导线有关），是以触头闭合进程中可能烧蚀严重，应当按计较出的电容器电路中年夜稳态电流和现实电力系统中接通时可能发生的年夜涌流峰值进行选择，这样才能保证准确平安的操作使用。　　选用普通型交流接触器要斟酌接通电容器组时的涌流倍数、电网容、变压器、回路及开关装备的阻抗、并联电容器组放电状态和合闸相角等，一般到达50至100额定电流，计较时比力烦琐，可以参见文献1。　　若是电容器组没有放电装配，可选用带强制泄放电阻电路的用接触器，如ABB公司的B25C、B275C系列。国产的CJ19系列切换电容器接触器为电容器而设计，也采用了串联电阻抑制涌流的措施。　　选用时参见样本，而且还要斟酌无功抵偿装配尺度中的划定。电容器投进瞬间发生的涌流峰值应限制在电容器组额定电流的20倍以下（JB7113－1993低压并联电容器装配划定）；还应斟酌年夜稳态电流下电容器运行，电容器组运行时的谐波电压加上高达1.1倍额定工作时的工频过电压，会发生较年夜的电流。电容器组电路中的装备器件应能在额定频率、额定正弦电压所发生的均方根值不跨越1.3倍额定电流下接连运行，由于现实电容器的电容值可能到达额定电容值1.1倍，故此电流可达1.43倍额定电流，是以选择接触器的额定发烧电流应不小于此年夜稳态电流。　　4、有特殊要求情况下交流接触器的选用　　4.1、防晃电型交流接触器　　电力系统由于雷击、短路后重合闸和单相工钱短时故障接地后自动恢复等缘由使供电系统晃电，晃电时间一般在几秒以下。　　在有接连性生产要求的情况下，工艺上不允许装备在电源短时中断（晃电）就造成装备跳闸停电，可以采用新型电控装备：FS系列防晃电交流接触器。　　FS系列防晃电接触器不依赖辅助工作电源，不依赖辅助机械装配，具有体积小、靠得住性高，它采用强力吸合装配，双绕组线圈，接触器在吸合释放时无有害发抖，避免了电网失压时触头发抖引发的燃弧熔焊，是以削减了触头磨损。接触器线圈带有储能机构，当晃电发生时，接触器线圈延迟释放，其辅助触点延迟发出断开的控制旌旗灯号，由此躲开晃电时间，晃电时间由负载性和断电长短决议，接触器延不时间可调。　　4.2、节能型交流接触器　　交流接触器的节电是指采用各类节电技术来下降操作电磁系统吸持时所消耗的有功、无功功率。交流接触器的操作电磁系统一般采用交流控制电源，我国现有63A以上交流接触器，在吸持时所消耗的有功功率在数十瓦至几百瓦之间，无功功率在数十乏至几百乏之间，一般所耗有功功率铁芯约占65～75％，短路环约占25～30％，线圈约占3～5％，所以可以将交流吸持电流改成直流吸持，或采用机械结构吸持、限电流吸持等方式，可以节省铁芯及短路环中所占的年夜部门功率消耗，还可消除、下降噪声，改善情况。　　凭据原理一般分为三年夜类：节电器、节点线圈、节电型交流接触器。　　电磁系统采用节电装配，使电磁无噪声及温升低，并解决了使用节电装配有释放延时的错误谬误，如国产的CJ40系列。　　4.3带有附加功能的交流接触器　　电子技术的运用可以很利便的在接触器中增添主电路庇护功能，如欠、过电压庇护，断相庇护、漏电庇护等。电念头烧毁事故中，接触器一相接触不良的占11％，所以选择带有断相庇护的断路器、接触器等电气器件也是十分需要的。　　接触器加辅助模块可以知足一些特殊要求。加机械连锁可以组成可逆接触器，实现电念头正反可逆旋转，或两个接触器加机械连锁实现主电路电气互锁，可用于变频器的变频/工频切换；加气延时头和辅助触头组可以实现电念头星－三角启动；加空气延时头可以组成延时接触器。　　可以选用交流接触器的电磁线圈做电念头的低电压庇护，其控制回路宜由电念头主回路供电，如由其他电源供电，则主回路失压时，应自动断开控制电源。　　5、交流接触器的安装　　交流接触器的吸合、断开时振动比力年夜，在安装时尽不要和振动要求比力严酷的电气装备安装在一个柜子里，否则要采用防震措施，一般尽安装在柜子下部。交流接触器的安装情况要合适产物要求，安装尺寸应当合适电气平安距离、接线规程，而且要检修利便。　　结论：　　交流接触器的选用不仅和所通断的负载有关，和接触器所在回路的电力系统各阻抗参数有关，还和控制方式、使用情况及使用要求有关，所以选择交流接触器时要周全斟酌，慢慢计较各参数数值，到达选用合理、使用利便。　　参考文献：　　[1]《电》，2001年合订本.P387.上海.2001.　　[2]《工与平易近用配电设计手册》第二版.中国航空工计划设计研究院编.1999.