低压交流接触器的选型与使用.doc

接触器的选型与使用
前言
接触器是一种自动电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。接触器的主要控制对象是电动机，也可用于其他负载，如电热设备、电焊机以及电容器组等。接触器在电气控制电路中不仅用量大，而且起着至关重要的作用，有时仅仅因为接触器的损坏，就可能造成电气设备损坏或是整个生产系统瘫痪。因此，现代生产对各种接触器提出了新的要求：性能可靠，使用寿命长，安装快捷简便。
针对上述要求，一方面要求生产企业不断地设计、生产出高品质、高性能的接触器；另一方面要求使用者正确的选型、选容（即接触器额定电流容量），合理的使用以达到接触器高可靠，长寿命的运行，降低接触器的故障率。
　1、交流接触器的结构与参数
　　　接触器按主触头通过电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。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、110、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头常开常闭各有几对，根据控制需要选择。
　　其他参数还有接通及分断次数、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
　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，接触器应降低容量使用，以获得较高的电寿命。
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
　 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。
　　对于一般设备用电动机，工作电流小于额定电流，启动电流虽然达到额定电流的4～7倍，但时间短，对接触器的触头损伤不大，接触器在设计时已考虑此因数，一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。如电动葫芦属于冲击性负载，重载启停频繁，反接制动等，所以计算工作电流要乘以相应倍数，由于重载启停频繁，选用4倍电动机额定电流，通常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产生瞬态充电过程，出现很大的合闸涌流，同时伴随着很高的电流频率振荡，此电流由电网电压、电容器的容量和电路中的电抗决定（即与此馈电变压器和连接导线有关），因此触头闭合过程中可能烧蚀严重，应当按计算出的电容器电路中最大稳态电流和实际电力系统中接通时可能产生的最大涌流峰值进行选择，这样才能保证正确安全的操作使用。
　　5、交流接触器的安装
交流接触器在吸合、断开时振动比较大，安装时尽量不要和振动要求比较严格的电气设备安装在一个柜子里，否则要采用防震措施，一般尽量安装在柜子下部。安装尺寸应该符合电气安全距离、接线规程，而且要检修方便。
交流接触器的安装环境要符合产品要求。对于在恶劣环境下工作的接触器，如在有酸性气体、导电粉尘的环境下、潮湿度大、环境温度高的场所，应根据现场的不同情况对接触器电寿命加以修正。
6、结论
　　交流接触器的选用不仅和所通断的负载有关，还和负载类型、控制方式、使用环境及使用要求有关，所以选择交流接触器时要全面考虑，逐步计算各参数数值，达到合理选用，只有这样才能降低接触器的故障率，提高其使用寿命。