家用及類似用途機(jī)電式接觸器在建筑配電中的應(yīng)用及參數(shù)分析

摘要： 主要研究家用及類似用途機(jī)電式接觸器在建筑電氣設(shè)計中的參數(shù)選擇問題。指出同一型號的接觸器在不同使用類別下的參數(shù)不同。通過實(shí)際案例分析了家用及類似用途機(jī)電式接觸器在照明回路中的配電故障，指出了接觸器標(biāo)稱額定電流與負(fù)載特性不匹配造成的故障原因。整理了各類建筑負(fù)載和各種光源的電流特性，并提出了選擇接觸器額定電流的原則。比較了不同品牌家用及類似用途機(jī)電式接觸器的產(chǎn)品樣本，分析各類負(fù)載的允許電流。根據(jù)研究結(jié)果提出了選用家用及類似用途機(jī)電式接觸器時的注意事項(xiàng)和建議。關(guān)鍵詞： 家用及類似用途機(jī)電式接觸器; 模數(shù)化接觸器; 照明; 配電

中圖分類號： TU852文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B文章編號： 1674-8417（2024）10-0056-04

DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.10.010

0引言

接觸器作為一種重要的電氣控制元件，在建筑配電及控制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，工程中家用及類似用途機(jī)電式接觸器的選擇和應(yīng)用時常存在一些問題。本文旨在對家用及類似用途機(jī)電式接觸器在建筑配電中的應(yīng)用問題進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的選型參數(shù)優(yōu)化建議，以提高家用及類似用途機(jī)電式接觸器配電回路的設(shè)計可靠性。

1通用接觸器與家用及類似用途機(jī)電式接觸器的對比為便于工程應(yīng)用，簡要對比常用的通用接觸器及家用及類似用途機(jī)電式接觸器，具體如下：① 通用 （工業(yè)）接觸器，一般為三相產(chǎn)品，外形尺寸與塑殼斷路器匹配。② 家用及類似用途機(jī)電式接觸器（或稱模數(shù)化接觸器），有單相及三相產(chǎn)品，外形尺寸與微型斷路器匹配。本文主要研究第2類家用及類似用途機(jī)電式接觸器在建筑配電設(shè)計中的參數(shù)。

對于通用接觸器而言，GB/T 14048.4—2020《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第4-1部分：接觸器和電動機(jī)起動器 機(jī)電式接觸器和電動機(jī)起動器（含電動機(jī)保護(hù)器》中的表1將接觸器分為AC-1～AC-8b，DC-1/3/5/6共17個使用類別［1］。該規(guī)范中的表7和表10說明了各種使用類別的接觸器需滿足不同的接通與分?jǐn)鄺l件。

對于家用及類似用途機(jī)電式接觸器而言，GB/T 17885—2016《家用及類似用途機(jī)電式接觸器》中的表1中規(guī)定其使用類別僅包含AC-7a（微感負(fù)載），AC-7b（電動機(jī)負(fù)載），AC-7c（帶補(bǔ)償?shù)姆烹姛艨刂频耐〝啵?］。該規(guī)范中的表7和表9也明確了不同使用類別下不同的接通與分?jǐn)鄺l件。

同一型號的接觸器在不同使用類別情況下，能滿足的通斷電流等參數(shù)是不一樣的。建筑電氣設(shè)計接觸器選型時，除了選定額定電流等參數(shù)外，還需特別注意該標(biāo)稱電流是在哪種使用類別條件下的電流參數(shù)。

通用接觸器產(chǎn)品樣本中，一般是標(biāo)出AC-3使用類別的額定工作電流，或以AC-3使用類別下的額定電流作為型號名稱的參數(shù)基準(zhǔn)，部分樣本手冊會標(biāo)出AC-1等其他類別的額定工作電流（如ABB的AX系列）。ABB AX系列接觸器額定電流表如表1所示。

由表1可以看出，同一型號的接觸器在AC-1類別負(fù)荷時的額定電流普遍大于AC-3。

在建筑電氣設(shè)計領(lǐng)域，通用接觸器大多數(shù)應(yīng)用場景為風(fēng)機(jī)、水泵的控制，按AC-3類型的額定電流進(jìn)行選型可以滿足大多數(shù)工程情況。

家用及類似用途機(jī)電式接觸器在建筑電氣中一般應(yīng)用于控制插座回路、照明回路，以及一些小型電動機(jī)回路（如小型風(fēng)機(jī)等），與通用接觸器不同，廠家標(biāo)注額定電流時，一般是以AC-7a類型為參數(shù)基準(zhǔn)標(biāo)注額定電流如ABB的ESB系列（施耐德ICT、西門子5TT5、正泰NCH8等系列類似）。ABB ESB系列接觸器額定電流表如表2所示。

使用家用及類似用途機(jī)電式接觸器時，需特別注意AC-7b類型負(fù)荷的額定電流僅為AC-7a類型的30%～50%。在使用家用及類似用途機(jī)電式接觸器對一些小功率電機(jī)進(jìn)行控制時，需按AC-7b類型額定電流進(jìn)行選型。

從AC-7a的定義來看，可以匹配一些電加熱、家用插座等回路，但AC-7a/AC-7b對常用的照明控制回路卻不大匹配。

2照明回路實(shí)際案例及原因分析

重慶某住宅項(xiàng)目曾發(fā)生故障：項(xiàng)目戶內(nèi)回路采用家用及類似用途機(jī)電式接觸器進(jìn)行一鍵關(guān)燈集中控制，后發(fā)生接觸器觸頭燒毀故障。設(shè)備廠家現(xiàn)場勘查后給出故障原因：故障接觸器后端設(shè)備為LED燈，實(shí)際電流7 A，LED燈工作原理類似家用電動機(jī)高感負(fù)載（負(fù)載類別AC-7b），接觸器需要對照負(fù)載類別AC-7b參數(shù)，額定觸頭電流需由20 A降到6～9 A，且LED燈頻警啟停，導(dǎo)致接觸器長時間過載和頻繁動作拉弧燒毀觸頭。

調(diào)查報告中雖將LED燈負(fù)載分類為AC-7b，但可能并不準(zhǔn)確，這個故障的根本原因還是因?yàn)榧矣眉邦愃朴猛緳C(jī)電式接觸器標(biāo)稱額定電流與負(fù)載特性不匹配造成的。

合理地在照明回路中選擇家用及類似用途機(jī)電式接觸器型號，可參考施耐德電氣《照明電路選擇與設(shè)計技術(shù)手冊》中對各類光源的上電過程、預(yù)熱過程、穩(wěn)態(tài)過程3個階段的電流分析［3］。

上電過程中，通電起動時均存在不同程度的沖擊性負(fù)載。對直接起動的鹵素?zé)?，因燈絲未加熱時電阻極低，通電時峰值沖擊為額定電流的10～15倍。對電子鹵素?zé)?、電子?zhèn)流器熒光燈等回路中有電容特性的燈具而言，因電容初始充電效應(yīng)，電容回路在充電初期近似于回路短路狀態(tài)，因此通電時會產(chǎn)生較大峰值沖擊電流（約額定電流的30～100倍）。LED燈因存在整流及電容濾波電路，起動時會產(chǎn)生峰值沖擊電流（不同型號燈具峰值電流倍數(shù)及持續(xù)時間各不相同，一般約額定電流的4～15倍）。預(yù)熱過程中，熒光燈、氣體放電燈等燈具運(yùn)行電流值為額定電流的1.1～2倍。光源-電流特性表如表3所示。

對照明回路接觸器額定電流選定須按以下原則考慮：① 接觸器的額定電流選擇應(yīng)大于等于照明電路的額定電流。② 確定接觸器額定電流的標(biāo)準(zhǔn)，不能按照所有燈具的標(biāo)稱電流參數(shù)，因?yàn)闊艟哌\(yùn)行引起的電路過渡進(jìn)程變化多樣錯綜復(fù)雜（開燈時的沖擊電流、預(yù)熱電流、熄燈過程的過電流等）。③ 設(shè)備廠家對各種類型的燈具和照明電路進(jìn)行了大量規(guī)范的測試研究，對各類燈具負(fù)載和各型額定電流的接觸器，給出了能夠控制的最大燈具數(shù)量，可參照此廠家數(shù)據(jù)進(jìn)行選型。

3家用及類似用途機(jī)電式接觸器對照明回路的控制參數(shù)

對比ABB ESB、施耐德ICT、西門子5TT5、正泰NCH8這4個系列家用及類似用途機(jī)電式接觸器的產(chǎn)品樣本，對AC-7c類型負(fù)載，各家產(chǎn)品樣本中均未標(biāo)出額定電流。針對不同類型燈具，各個廠家分別列出了不同規(guī)格接觸器能接入各類光源的數(shù)量，或各類光源最大電流。

比如施耐德ICT-16A接觸器，最大允許接入燈具為外部電子鎮(zhèn)流器的緊湊熒光燈5 W（單燈功率）×210（數(shù)量），18 W×66;普通白熾燈40 W×38 200 W×10。ABB的ESB16接觸器，電燈開關(guān)期間允許最大負(fù)荷電流為電子鎮(zhèn)流器的熒光燈回路4 A;白熾燈回路4 A。

將允許接入某個數(shù)量光源的回路，按光源總功率和功率因數(shù)進(jìn)行回路運(yùn)行電流的計算，得出的該回路運(yùn)行電流稱為該接觸器回路的允許電流，并將允許電流和接觸器在AC-7a類型的標(biāo)稱額定電流進(jìn)行統(tǒng)計對比得出以下結(jié)論。對于常用的照明回路而言，若采用家用及類似用途機(jī)電式接觸器作為控制元件，產(chǎn)品標(biāo)注的AC-7a負(fù)載額定電流必須經(jīng)過大比例降容后，方能選用。白熾燈回路的允許電流一般為額定電流的30%～60%，電子鎮(zhèn)流器熒光燈回路的允許電流一般為額定電流的25%～50%，帶并聯(lián)補(bǔ)償?shù)臒晒鉄艋芈返脑试S電流一般為額定電流的7%～30%，LED燈回路的允許電流一般為額定電流的12%～50%。允許電流的比例下限一般出現(xiàn)在接觸器額定電流小，燈具單燈功率小、數(shù)量多的回路，比例上限出現(xiàn)在接觸器額定電流大，燈具單燈功率大、數(shù)量少的回路。

4結(jié)語

建筑配電中選用接觸器時，需要注意負(fù)荷特性，并根據(jù)接觸器在不同使用類別下的額定電流進(jìn)行型號選擇，切不可一律按型號標(biāo)注的額定電流直接選擇。

照明回路中回路電流受多種因素影響，包括開燈時的沖擊電流、預(yù)熱電流、熄燈過程的過電流、燈具壽命末期造成的過電流等。實(shí)際回路元件需耐受的運(yùn)行電流比燈具額定電流大很多。

采用家用及類似用途機(jī)電式接觸器控制照明回路時，盡量按產(chǎn)品樣本給出的回路允許燈具數(shù)來選定型號，如樣本無明確數(shù)據(jù)，可參考本文的統(tǒng)計數(shù)據(jù)按允許電流進(jìn)行類比選取。對于目前常用的LED燈回路，接觸器允許電流與標(biāo)稱額定電流比例甚至低至12%～15%，工程中需特別注意。

［1］國家市場監(jiān)督管理總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第4-1部分：接觸器和電動機(jī)起動器機(jī)電式接觸器和電動機(jī)起動器（含電動機(jī)保護(hù)器）：GB/T 14048.4—2020［S］.北京：中國質(zhì)檢出版社，2020.

［2］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.家用及類似用途機(jī)電式接觸器：GB/T 17885—2016［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

［3］照明電流選擇與設(shè)計技術(shù)手冊［Z］.施耐德電氣中國，2009.

收稿日期： 20240517

Application and Parameter Analysis of Electromechanical Contactors for

Household and Similar Purposes in Building Power Distribution

ZHOU Xingyue

（Zhejiang Greenton Architectural Design Co.， Ltd.， Chongqing Branch， Chongqing 401121， China）

Abstract： This paper studies the parameter selection problem of electromechanical contactors for household and similar purposes in building electrical design.It points out that the parameters of the contactor are different under different usage categories.Through actual cases，it analyzes the power distribution faults and causes of such contactors in lighting circuits.It sorts out the current characteristics of various building loads and light sources，and proposes the principle for selecting the rated current of contactors.It compares different brands of contactors and analyzes the currents of various loads.Finally，it gives precautions and suggestions for selection of contactors.

Key words： electromechanical contactors for household and similar purposes; modular contactors; lighting; power distribution