電氣設(shè)計(jì)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(dòng)力設(shè)備，接通斷開設(shè)備電源時(shí)避免人身傷害。交流接觸器選用對(duì)動(dòng)力設(shè)備和電力線路正常運(yùn)行非常重要。

1、交流接觸器結(jié)構(gòu)與參數(shù)

◆結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，動(dòng)靜觸頭磁吹裝置良好，滅弧效果好，達(dá)到零飛弧，溫升小。

◆滅弧方式分為空氣式和真空式，操動(dòng)方式分為電磁式、氣動(dòng)式和電磁氣動(dòng)式。

◆接觸器額定電壓分為高壓和低壓，低壓一般為380、500、660、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、分?jǐn)嚯娏?、輔助觸頭約定發(fā)熱電流及接觸器短時(shí)耐受電流等。

如CJ20-63，主觸頭額定工作電流分為63A，40A，型號(hào)參數(shù)中63指是約定發(fā)熱電流；

約定發(fā)熱電流，它和接觸器外殼絕緣結(jié)構(gòu)有關(guān)，而額定工作電流和選定負(fù)載電流、電壓等級(jí)有關(guān)。

• 交流接觸器線圈電壓分為36、127、220、380V等。
• 接觸器極數(shù)：2、3、4、5極等。
• 輔助觸頭常開常閉各有幾對(duì)，控制需要選擇。其他參數(shù)還有接通、分?jǐn)啻螖?shù)、機(jī)械壽命、電壽命、zui大允許操作頻率、zui大允許接線線徑以及外形尺寸和安裝尺寸等。

使用類別代號(hào) 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(dòng)機(jī)啟動(dòng)、分?jǐn)?起重機(jī)，壓縮機(jī)，提升機(jī)等

AC－3 籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、分?jǐn)?風(fēng)機(jī)，泵等

AC－4 籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、反接制動(dòng)或密接通斷電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)，泵，機(jī)床等

AC－ 放電燈通斷 高壓氣體放電燈如汞燈、鹵素?zé)舻?/strong>

AC－5b 白熾燈通斷 白熾燈

AC－6a 變壓器通斷 電焊機(jī)

AC－6b 電容器通斷 電容器

AC－7a 家用電器和類似用途低感負(fù)載 微波爐、烘手機(jī)等

AC－7b 家用電動(dòng)機(jī)負(fù)載 電冰箱、洗衣機(jī)等電源通斷

AC－8a 具有手動(dòng)復(fù)位過載脫扣器密封制冷壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)

AC－8b 具有手動(dòng)復(fù)位過載脫扣器密封制冷壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)

2、交流接觸器選用原則

接觸器【作為通斷負(fù)載電源設(shè)備】選用應(yīng)按滿足被控制設(shè)備要求進(jìn)行，除額定工作電壓與被控設(shè)備額定工作電壓相同外，被控設(shè)備負(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(jì)性是選擇依據(jù)。選用原則如下：

（1）交流接觸器電壓等級(jí)要和負(fù)載相同，選用接觸器類型要和負(fù)載相適應(yīng)。

（2）負(fù)載計(jì)算電流要符合接觸器容量等級(jí)，即計(jì)算電流小于等于接觸器額定工作電流。接觸器接通電流大于負(fù)載啟動(dòng)電流，分?jǐn)嚯娏鞔笥谪?fù)載運(yùn)行時(shí)分?jǐn)嘈枰娏鳎?fù)載計(jì)算電流要考慮實(shí)際工作環(huán)境和工況，啟動(dòng)時(shí)間長負(fù)載，半小時(shí)峰值電流不能超過約定發(fā)熱電流。

（3）按短時(shí)動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。線路三相短路電流不應(yīng)超過接觸器允許動(dòng)、熱穩(wěn)定電流，當(dāng)使用接觸器斷開短路電流時(shí)，還應(yīng)校驗(yàn)接觸器分?jǐn)嗄芰Α?/p>

（4）接觸器吸引線圈額定電壓、電流及輔助觸頭數(shù)量、電流容量應(yīng)滿足控制回路接線要求。要考慮接接觸器控制回路線路長度，一般推薦操作電壓值，接觸器要能夠85～110％額定電壓值下工作。線路過長，電壓降太大，接觸器線圈對(duì)合閘指令有可能不起反映；線路電容太大，可能對(duì)跳閘指令不起作用。

（5）操作次數(shù)校驗(yàn)接觸器所允許操作頻率。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(hù)元件參數(shù)應(yīng)該和接觸器參數(shù)配合選用。選用時(shí)可參見樣本手冊(cè)，樣本手冊(cè)一般給出是接觸器和熔斷器配合表。

接觸器和空氣斷路器配合要空氣斷路器過載系數(shù)和短路保護(hù)電流系數(shù)來決定。接觸器約定發(fā)熱電流應(yīng)小于空氣斷路器過載電流，接觸器接通、斷開電流應(yīng)小于斷路器短路保護(hù)電流，這樣斷路器才能保護(hù)接觸器。

實(shí)際中接觸器一個(gè)電壓等級(jí)下約定發(fā)熱電流和額定工作電流比值1～1.38之間，而斷路器反時(shí)限過載系數(shù)參數(shù)比較多，不同類型斷路器不一樣，兩者間配合很難有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，不能形成配合表，需要實(shí)際核算。

（7）接觸器和其它元器件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)載下交流接觸器選用

接觸器不會(huì)發(fā)生觸頭粘連燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器要躲過負(fù)載啟動(dòng)zui大電流，還要考慮到啟動(dòng)時(shí)間長短等不利因數(shù)，要對(duì)接觸器通斷運(yùn)行負(fù)載進(jìn)行分析，負(fù)載電氣特點(diǎn)和此電力系統(tǒng)實(shí)際情況，對(duì)不同負(fù)載啟停電流進(jìn)行計(jì)算校合。

3.1控制電熱設(shè)備用交流接觸器選用

這類設(shè)備有電阻爐、調(diào)溫設(shè)備等，其電熱元件負(fù)載中用繞線電阻元件，接通電流可達(dá)額定電流1.4倍，考慮到電源電壓升高等，電流還會(huì)變大。此類負(fù)載電流波動(dòng)范圍很小，按使用類別屬于AC-1，操作頻繁，選用接觸器時(shí)接觸器額定工作電流Ith等于或大于電熱設(shè)備工作電流1.2倍即可。

3.2控制照明設(shè)備用接觸器選用

照明設(shè)備種類很多，不同類型照明設(shè)備、啟動(dòng)電流和啟動(dòng)時(shí)間一樣。此類負(fù)載使用類別為AC-或AC-5b。啟動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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。

3.3控制電焊變壓器用接觸器選用

當(dāng)接通低壓變壓器負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電極短路而出現(xiàn)短時(shí)陡峭大電流，一次側(cè)出現(xiàn)較大電流，可達(dá)額定電流15～20倍，它與變壓器繞組布置及鐵心特性有關(guān)。當(dāng)電焊機(jī)頻繁產(chǎn)生突發(fā)性強(qiáng)電流，使變壓器初級(jí)側(cè)開關(guān)承受巨大應(yīng)力和電流，必須變壓器額定功率下電極短路時(shí)一次側(cè)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(shí)一次側(cè)電流。此類負(fù)載使用類別為AC-6a。

3.4電動(dòng)機(jī)用接觸器選用

電動(dòng)機(jī)用接觸器電動(dòng)機(jī)使用情況及電動(dòng)機(jī)類別可分別選用AC-2～4，啟動(dòng)電流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(jī)水泵等，可采用查表法及選用曲線法，樣本及手冊(cè)選用，不用再計(jì)算。繞線式電動(dòng)機(jī)接通電流及分?jǐn)嚯娏鞫际?.5倍額定電流，一般啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子中串入電阻以限制啟動(dòng)電流，增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使用類別AC-2，可選用轉(zhuǎn)動(dòng)式接觸器。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于點(diǎn)動(dòng)、需反向運(yùn)轉(zhuǎn)及制動(dòng)時(shí)，接通電流為6Ie，使用類別為AC-4，它比AC-3嚴(yán)酷多?？墒褂妙悇eAC-4下列出電流大小計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率。公式如下：

Pe=3UeIeCOS￠η,Ue：電動(dòng)機(jī)額定電流，Ie：電動(dòng)機(jī)額定電壓，COS￠：功率因數(shù)，η：電動(dòng)機(jī)效率。

允許觸頭壽命縮短，AC-4電流可適當(dāng)加大，很低通斷頻率下改為AC-3類。

電動(dòng)機(jī)保護(hù)配合要求，堵轉(zhuǎn)電流以下電流應(yīng)該由控制電器接通和分?jǐn)?。大多?shù)Y系列電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)電流≤7Ie，選擇接觸器時(shí)要考慮分、合堵轉(zhuǎn)電流。規(guī)范規(guī)定：電動(dòng)機(jī)運(yùn)行AC-3下，接觸器額定電流不大于630A時(shí)，接觸器應(yīng)當(dāng)能承受8倍額定電流至少10秒。一般設(shè)備用電動(dòng)機(jī)，工作電流小于額定電流，啟動(dòng)電流達(dá)到額定電流4～7倍，但時(shí)間短，對(duì)接觸器觸頭損傷不大，接觸器設(shè)計(jì)時(shí)已考慮此因數(shù)，一般選用觸頭容量大于電動(dòng)機(jī)額定容量1.25倍即可。特殊情況下工作電動(dòng)機(jī)要實(shí)際工況考慮。如電動(dòng)葫蘆屬于沖擊性負(fù)載，重載啟停頻繁，反接制動(dòng)等，計(jì)算工作電流要乘以相應(yīng)倍數(shù)，重載啟停頻繁，選用4倍電動(dòng)機(jī)額定電流，通常重載下反接制動(dòng)電流為啟動(dòng)電流2倍，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(shí)電容器產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程，出現(xiàn)很大合閘涌流，同時(shí)伴很高電流頻率振蕩，此電流由電網(wǎng)電壓、電容器容量和電路中電抗決定（即與此饋電變壓器和連接導(dǎo)線有關(guān)），觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)按計(jì)算出電容器電路中zui大穩(wěn)態(tài)電流和實(shí)際電力系統(tǒng)中接通時(shí)可能產(chǎn)生zui大涌流峰值進(jìn)行選擇，這樣才能保證正確安全操作使用。

選用普通型交流接觸器要考慮接通電容器組時(shí)涌流倍數(shù)、電網(wǎng)容量、變壓器、回路及開關(guān)設(shè)備阻抗、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(jì)算時(shí)比較煩瑣，可以參見文獻(xiàn)1。電容器組沒有放電裝置， 可選用帶強(qiáng)制泄放電阻電路接觸器， 如ABB.gkcity.com'target='_blank'>ABB公司B25C、B275C系列。國產(chǎn)CJ19系列切換電容器接觸器專為電容器而設(shè)計(jì)，也采用了串聯(lián)電阻抑制涌流措施。

選用時(shí)參見樣本，還要考慮無功補(bǔ)償裝置標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。電容器投入瞬間產(chǎn)生涌流峰值應(yīng)限制電容器組額定電流20倍以下（JB7113－1993低壓并聯(lián)電容器裝置規(guī)定）；還應(yīng)考慮zui大穩(wěn)態(tài)電流下電容器運(yùn)行，電容器組運(yùn)行時(shí)諧波電壓加上高達(dá)1.1倍額定工作時(shí)工頻過電壓，會(huì)產(chǎn)生較大電流。電容器組電路中設(shè)備器件應(yīng)能額定頻率、額定正弦電壓所產(chǎn)生均方根值不超過1.3倍額定電流下連續(xù)運(yùn)行，實(shí)際電容器電容值可能達(dá)到額定電容值1.1倍，故此電流可達(dá)1.43倍額定電流，選擇接觸器額定發(fā)熱電流應(yīng)不小于此zui大穩(wěn)態(tài)電流。

4、有特殊要求情況下交流接觸器選用

4.1、防晃電型交流接觸器

電力系統(tǒng)雷擊、短路后重合閘以及單相人為短時(shí)故障接后自動(dòng)恢復(fù)等原因使供電系統(tǒng)晃電，晃電時(shí)間一般幾秒以下。

有連續(xù)性生產(chǎn)要求情況下，工藝上不允許設(shè)備電源短時(shí)中斷（晃電）就造成設(shè)備跳閘停電，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(jī)械裝置，具有體積小、可靠性高，它采用強(qiáng)力吸合裝置，雙繞組線圈，接觸器吸合釋放時(shí)無有害抖動(dòng)，避免了電網(wǎng)失壓時(shí)觸頭抖動(dòng)引起燃弧熔焊，減少了觸頭磨損。接觸器線圈帶有儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，當(dāng)晃電發(fā)生時(shí)，接觸器線圈延遲釋放，其輔助觸點(diǎn)延遲發(fā)出斷開控制信號(hào)，由此躲開晃電時(shí)間，晃電時(shí)間由負(fù)載性質(zhì)和斷電長短決定，接觸器延時(shí)時(shí)間可調(diào)。

4.2、節(jié)能型交流接觸器

交流接觸器節(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(shí)所消耗有功、無功功率。交流接觸器操作電磁系統(tǒng)一般采用交流控制電源，我國現(xiàn)有63A以上交流接觸器，吸持時(shí)所消耗有功功率數(shù)十瓦至幾百瓦之間，無功功率數(shù)十乏至幾百乏之間，一般所耗有功功率鐵芯約占65～75％，短路環(huán)約占25～30％，線圈約占3～5％，可以將交流吸持電流改為直流吸持，采用機(jī)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)中所占大部分功率損耗，還可消除、降低噪聲，改善環(huán)境。

原理一般分為三大類：節(jié)電器、節(jié)點(diǎn)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(shí)缺點(diǎn)，如國產(chǎn)CJ40系列。

4.3帶有附加功能交流接觸器

電子技術(shù)應(yīng)用可以很方便接觸器中增添主電路保護(hù)功能，如欠、過電壓保護(hù)，斷相保護(hù)、漏電保護(hù)等。電動(dòng)機(jī)燒毀事故中，接觸器一相接觸不良占11％，選擇帶有斷相保護(hù)斷路器、接觸器等電氣器件也是十分必接觸器加輔助模塊可以滿足一些特殊要求。加機(jī)械連鎖可以構(gòu)成可逆接觸器，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反可逆旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)接觸器加機(jī)械連鎖實(shí)現(xiàn)主電路電氣互鎖，可用于變頻器變頻/工頻切換；加氣延時(shí)頭和輔助觸頭組可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)星－三角啟動(dòng)；加空氣延時(shí)頭可以構(gòu)成延時(shí)接觸器。

可以選用交流接觸器電磁線圈做電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)，其控制回路宜由電動(dòng)機(jī)主回路供電，如由其他電源供電，則主回路失壓時(shí)，應(yīng)自動(dòng)斷開控制電源。

5、交流接觸器安裝

交流接觸器吸合、斷開時(shí)振動(dòng)比較大，安裝時(shí)盡量不要和振動(dòng)要求比較嚴(yán)格電氣設(shè)備安裝一個(gè)柜子里，否則要采用防震措施，一般盡量安裝柜子下部。交流接觸器安裝環(huán)境要符合產(chǎn)品要求，安裝尺寸應(yīng)該符合電氣安全距離、接線規(guī)程，要檢修方便。

結(jié)論：

交流接觸器選用和所通斷負(fù)載有關(guān)，和接觸器所回路電力系統(tǒng)各阻抗參數(shù)有關(guān)，還和控制方式、使用環(huán)境及使用要求有關(guān)，選擇交流接觸器時(shí)要全面考慮，逐步計(jì)算各參數(shù)數(shù)值，達(dá)到選用合理、使用方便。