淺談低壓交流接觸器的選用

焦振洋　陳曦　陳寶君

【摘? 要】現(xiàn)階段，隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，交流接觸器作為一種控制電器，因其具有頻繁通斷、遠(yuǎn)距離控制等優(yōu)點(diǎn)，在低壓配電系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。它不僅用于控制電動(dòng)機(jī)，還可控制電阻爐、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、白熾燈、電焊機(jī)等電力設(shè)備。合理選用接觸器對(duì)于電路安全和電力設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。為此，本文對(duì)接觸器展開(kāi)探討，重點(diǎn)對(duì)交流接觸器的選用進(jìn)行研究，以期為電氣設(shè)計(jì)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】低壓交流接觸器;選用;措施

引言

交流接觸器的線圈通以控制電源產(chǎn)生磁場(chǎng)而帶動(dòng)主電路接通或分?jǐn)?，線圈的工作電壓有多種選擇。接觸器因可頻繁操作必須具備長(zhǎng)使用壽命，機(jī)械壽命通常為數(shù)百萬(wàn)次至一千萬(wàn)次，電壽命一般則為數(shù)十萬(wàn)次至數(shù)百萬(wàn)次。作為廣泛使用的低壓電器產(chǎn)品，接觸器的功耗問(wèn)題引起了業(yè)界的關(guān)注。接觸器接入電路中產(chǎn)生的功耗主要是線圈部分的功耗。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗的整體要求的提高，對(duì)產(chǎn)品的能耗要求也將進(jìn)一步提高。接觸器線圈的功耗主要包括兩部分，起動(dòng)功耗（起動(dòng)功率）和維持功耗。起動(dòng)功率與所采用的節(jié)能方式有關(guān)，對(duì)于普遍采用的雙繞組節(jié)能方式，起動(dòng)功率一般不超過(guò)吸持功率的10倍，不同企業(yè)的節(jié)能方案不同，但相比于接觸器產(chǎn)品總的能耗，毫秒級(jí)的起動(dòng)過(guò)程的功率占比較小，通常為5%，可以忽略不計(jì)。

1選型依據(jù)

（1）根據(jù)負(fù)載類(lèi)型選擇。接觸器有交、直流之分。選用何種類(lèi)型的接觸器，應(yīng)該由負(fù)載類(lèi)型決定。當(dāng)負(fù)載所處電路為交流電時(shí)，應(yīng)選擇交流接觸器來(lái)控制;當(dāng)電路為直流電路時(shí)，則應(yīng)用直流接觸器來(lái)控制負(fù)載。（2）根據(jù)負(fù)載額定電壓、計(jì)算電流選擇。接觸器的額定電壓不得小于負(fù)載的額定電壓。在負(fù)載啟動(dòng)的瞬間，為防止接觸器觸頭熔焊，應(yīng)使接觸器的接通電流大于負(fù)載的啟動(dòng)電流;在負(fù)載斷開(kāi)的瞬間，為可靠滅弧，應(yīng)使接觸器分?jǐn)嚯娏鞔笥谪?fù)載斷電電流，即接觸器的額定電流應(yīng)大于負(fù)載各種工況下的計(jì)算電流。（3）根據(jù)負(fù)載操作頻率和工況選擇。負(fù)載的操作頻率應(yīng)在接觸器的許用操作頻率內(nèi)。當(dāng)超出其規(guī)定值時(shí)，則應(yīng)加大接觸器容量。對(duì)于不同工況下的負(fù)載，所選擇的接觸器容量也大有不同。重負(fù)載下的接觸器容量應(yīng)較輕負(fù)載的接觸器大1～2個(gè)等級(jí)。（4）根據(jù)輔助觸頭數(shù)選擇。接觸器輔助觸頭數(shù)量應(yīng)能滿足負(fù)載的控制要求，如當(dāng)控制電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)至少要有一個(gè)常開(kāi)觸頭，而控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)至少需要兩個(gè)常開(kāi)和兩個(gè)常閉觸頭。

2不同負(fù)載下的選用

（1）負(fù)載為電熱設(shè)備。當(dāng)交流接觸器控制電阻爐、加熱器等電熱設(shè)備時(shí)，由于此類(lèi)設(shè)備一般為無(wú)感或微感類(lèi)型，冷態(tài)電阻值較小，操作頻率低，因此其電流值波動(dòng)較小，可不用計(jì)算其啟動(dòng)電流。在選擇接觸器額定電流時(shí)，一般將該類(lèi)設(shè)備的額定電流放大1.2倍。（2）負(fù)載為電容設(shè)備。當(dāng)交流接觸器控制電容設(shè)備時(shí)，為防止接通瞬間電容器產(chǎn)生合閘涌流而燒蝕接觸器觸頭，在選擇接觸器額定電流時(shí)，需將該類(lèi)設(shè)備的額定電流放大1.5倍。（3）負(fù)載為變壓器類(lèi)設(shè)備。當(dāng)交流接觸器控制電焊機(jī)、感應(yīng)爐等變壓器類(lèi)設(shè)備時(shí)，要考慮短路電流的影響。當(dāng)變壓器二次繞組短路時(shí)，會(huì)在一次繞組端瞬間產(chǎn)生一個(gè)較大的短路電流，所選用的接觸器額定電流應(yīng)大于該電流。同時(shí)，考慮到該類(lèi)設(shè)備操作較為頻繁，在選擇接觸器額定電流時(shí)，一般將該類(lèi)設(shè)備的額定電流放大2倍。（4）負(fù)載為照明設(shè)備。當(dāng)交流接觸器控制白熾燈、汞燈等照明設(shè)備時(shí)，由于該類(lèi)設(shè)備種類(lèi)多樣，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短不一，對(duì)于啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的設(shè)備應(yīng)選額定電流較大的接觸器，時(shí)間短的則應(yīng)相應(yīng)小一些?？傊x接觸器額定電流一般為設(shè)備額定電流的1.1～1.4倍。（5）負(fù)載為電動(dòng)機(jī)。當(dāng)交流接觸器控制起重機(jī)、風(fēng)機(jī)、機(jī)床等電動(dòng)機(jī)類(lèi)設(shè)備時(shí)，要針對(duì)不同類(lèi)別和工況的電動(dòng)機(jī)分類(lèi)選取。對(duì)于操作頻率不高、啟動(dòng)時(shí)間很短的電動(dòng)機(jī)，在選接觸器時(shí)，只需1.5倍電動(dòng)機(jī)額定電流即可。對(duì)于工作在特殊工況下的電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)具體情況具體分析。

3關(guān)于接觸器能效規(guī)定的探討

在貫徹節(jié)能減排、淘汰落后產(chǎn)能的大背景下，中國(guó)能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)合理用電分委員會(huì)于2016年開(kāi)展了GB21518的修訂工作，關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)的能效要求引起了行業(yè)內(nèi)的熱烈討論。GB21518是涉及能效要求的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，因此標(biāo)準(zhǔn)確定的能效指標(biāo)必須滿足。我國(guó)低壓電器行業(yè)有500多家企業(yè)生產(chǎn)該產(chǎn)品，年產(chǎn)量達(dá)12700萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值約60億元。其中大容量產(chǎn)品通常采取電子控制或傳統(tǒng)控制方式。傳統(tǒng)控制方式在很多重要的場(chǎng)合如鋼廠因其穩(wěn)定、精準(zhǔn)的控制被廣泛使用，故始終得以與電子控制方式并存，并占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。小容量產(chǎn)品因其維持功率相對(duì)較低、且增加電子控制對(duì)成本影響很大。如若考慮大幅提高能效指標(biāo)，市場(chǎng)上現(xiàn)有的傳統(tǒng)控制方式的產(chǎn)品大部分將面臨被淘汰，對(duì)于國(guó)內(nèi)制造業(yè)而言是一個(gè)沉重的打擊，整個(gè)低壓接觸器行業(yè)和用戶也將會(huì)受到很大的影響，且產(chǎn)品供應(yīng)容易出現(xiàn)斷層，導(dǎo)致市場(chǎng)混亂，因此能效指標(biāo)的設(shè)定應(yīng)建立在大量的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，在考慮產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的前提下，結(jié)合實(shí)際的行業(yè)技術(shù)水平制定切實(shí)可行的能效指標(biāo)，引導(dǎo)行業(yè)能有序健康地發(fā)展。目前大多數(shù)低壓交流接觸器產(chǎn)品為直動(dòng)式，而轉(zhuǎn)動(dòng)式交流接觸器多用于重任務(wù)場(chǎng)合，如冶金、軋鋼企業(yè)起重機(jī)等電器設(shè)備中，作遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐罚⒆鳛榻涣麟妱?dòng)機(jī)頻繁的起動(dòng)、停止和反接等用途。由于其使用類(lèi)別和負(fù)載的特殊性，其能耗相對(duì)于直動(dòng)式接觸器要大得多，目前此類(lèi)產(chǎn)品的能效指標(biāo)無(wú)法達(dá)到現(xiàn)行3級(jí)能效要求。在行業(yè)內(nèi)，永磁產(chǎn)品可以達(dá)到比較優(yōu)秀的能效等級(jí)，但是在大眾范圍內(nèi)的認(rèn)知度仍太小，其性能沒(méi)有受到廣泛的了解，應(yīng)加強(qiáng)社會(huì)推廣。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了一種名為“剩磁”的方法，比永磁成本更小，卻擁有相同的性能。為保證使用壽命，交流接觸器需定期維護(hù)。應(yīng)定期檢查接觸器主觸點(diǎn)是否同時(shí)閉合同時(shí)斷開(kāi)，輔助觸點(diǎn)行程是否合理，各觸點(diǎn)有無(wú)燒蝕、脫落等現(xiàn)象;檢查鐵心接觸面間是否有灰塵，靜鐵心是否緊固，動(dòng)鐵心是否運(yùn)行順暢，短路環(huán)是否完好;檢查線圈絕緣部分是否完好無(wú)損，溫度是否適宜，引線是否連接牢固;檢查滅弧罩位置是否固定，外殼有無(wú)松動(dòng)，縫隙間有無(wú)雜物等，如有，應(yīng)及時(shí)修理。

結(jié)語(yǔ)

交流接觸器的選用并非單靠某一參數(shù)確定，需要統(tǒng)籌分析，綜合考慮。例如，在保證接觸器性能的同時(shí)，還要考慮其經(jīng)濟(jì)性、安裝位置等。作為電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷積累經(jīng)驗(yàn)，積極拓展思路，實(shí)現(xiàn)接觸器的性價(jià)比最大化。

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