控制系統中低壓交流接觸器的選擇

張啟龍

（蘭州長城電工股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 引言

在低壓控制系統的設計中，正確選用接觸器是一個關鍵問題。但在實際選用時，仍有一些用戶及設計工作者，由于對控制對象的工作情況以及接觸器的性能不夠了解，在設計及產品營銷中出現一些偏失或誤解。本文通過對交流接觸器負載類型、工作制兩方面進行較為全面的介紹，使其對用戶在選擇及營銷人員在推介產品時有所幫助。

交流接觸器是一種控制電器、是一種遙控開關，適用于遠距離頻繁的接通和分斷交流主電路的電器，其主要控制負載對象；第一是電動機，用作控制交流感應電動機的起動、停止、反轉、調速，并與熱繼電器或其它適當的保護裝置組合，保護電動機可能發生的過載或斷相。第二是非電動機負載，如電焊機、電容器組、電熱裝置、照明設備等其它負載。

選擇接觸器時應首先根據線路和負載的要求（屬于輕載、一般負載還是重載）即使用類別，選擇合適的結構型式，然后再根據負載的額定值和極限值、操作頻率選擇主要技術參數，包括主回路參數、輔助回路參數、根據控制回路的要求選擇接觸器的線圈參數，再根據接觸器控制對象的工作參量如工作電壓、工作電流、控制功率、操作頻率、工作制等確定接觸器的容量等級等。

2 按使用類別選用相應的接觸器

按接通分斷能力來區分使用類別：交流接觸器的接通和分斷能力隨著用途和控制對象的不同有很大的差異，它是正確設計和選用接觸器的主要依據，按國際標準 IEC947－1、國家標準 GB14048.4－2010《低壓開關設備和控制設備低壓機電式接觸器和電動機起動器》規定，交流接觸器主觸頭可劃分為 AC－1、AC－2、AC－3…等類，輔助觸頭可劃分為AC－11等類，見GB14048.1附錄A。使用類別的制定為各種應用規定了考核條件，并為用戶選擇提供了參考。因為通斷能力是接觸器的關鍵性能指標之一，是接觸器在規定條件下，能在給定電壓下接通和分斷的預期電流值，接通能力是指開關閉合時不造成觸頭容焊的能力，斷開能力是指開關斷開時能可靠滅弧的能力，各使用類別的通斷條件見 GB14048.4 表 7 和 GB14048.5 表 4。

2.1 電動機負載

按電動機負載的輕重程度選用：以使用類別為基礎，把電動機負載的輕重程度分為一般任務、重任務、特重任務三類。

（1）一般任務：主要運行于AC－3使用類別，其操作頻率不高，用以接通籠型電動機或繞線轉子電動機，在滿速運轉時斷開，并伴有少量的點動。屬于這一類的典型機械有：壓縮機、泵、通風機、閘門、沖床等，選配接觸器時，只要使被選用接觸器的額定電壓和額定電流等于或稍大于電動機的額定電壓和額定電流即可。

（2）重任務：主要運行于包括90%AC－3和10%AC－4或 50%AC－1和 50%AC－2的混合使用類別，操作頻率可達100h－1，用于起動籠型或繞線轉子電動機，并不時運行于點動、反接制動、反向和從低速時斷開。屬于這一類的典型機械有：工作母機（車、鉆等）、升降設備、扎機輔助社備、破碎機。

（3）特重任務：主要運行于乎100%的AC－4或100%AC－2的使用類別，操作頻率可達600～1200h－1，個別的甚至達到 3000h－1，用于起動籠型或繞線轉子電動機的頻繁點動、反接制動和可逆運轉。屬于這一類的典型機械有：印刷機、拉絲機、鏜床、港口起重設備等，選用時應特別注意。

（4）按交流接觸器的電壽命和使用類別選用：交流接觸器的觸頭電壽命和分斷電流有密切關系，有些生產廠家的樣本及使用說明書中提供觸頭電壽命次數和分斷電流的關系曲線，選擇時可根據控制的電極功率及電壽命次數從曲線族中選用額定電流合適的交流接觸器。

在實際使用中，交流接觸器通常是在AC－3和AC－4或AC－2和AC－4混合使用類別下工作，對含有不同比例的AC－4使用類別下工作的交流接觸器的電壽命為：

低溫等離子體凈化法的原理是在外加電場的作用下，通過介質放電產生大量的高能粒子，高能粒子與有機污染物分子發生一系列復雜的等離子體物理-化學反應，從而將有機污染物降解為無毒無害的物質[16]；該法是一種新型的凈化工藝，可以處理甲苯廢氣等。低溫等離子體凈化法適用于處理VOCs質量分數低（1～1000 μL/L）的有機廢氣，與傳統方法相比具有處理效率高、反應流程短等優點，但該技術還不成熟，容易造成二次污染，且能耗較高。

2.2 非電動機負載時的正確選用

選擇此類負載時用接觸器，除考慮接通容量外，還應考慮使用中可能出現的過電流。

（1）電熱設備：如電阻爐、調溫加熱設備等，電流波動最大值不超過1.4Ie，選用時可按接觸器的額定發熱電流Ith來選擇，但考慮到實際使用環境條件可能超過使用條件等因素，因此要按Ith等于或稍大于1.2倍的電熱設備額定電流選取接觸器。一般的接觸器名牌上都會注明Ith值，如果沒有則按工作電流相等原則選用。

（2）控制變壓器：應按接觸器AC－6a額定工作電流不小于變壓器的額定工作電流選用，但是，當通斷浪涌電流峰值不大于額定電流30倍時，可用下列公式根據AC－3額定工作電流來確定AC－6a額定工作電流Ie6a＝0.45Ie3。控制電焊機變壓器時，應考慮到電焊機上電極短路情況。焊接時的分斷電流平均比接通電流大2－4倍，而且為單相負載，因此所用接觸器的三極可考慮并聯。

（3）控制照明裝置：如照明燈具為放電燈或白燈，則分別按接觸器AC－5a或AC－6a的額定工作電流不小于相應燈具的額定工作電流選用。

當選用具有AC－1使用類別額定電流的接觸器時，須考慮到照明裝置的類型、電路圖、起動電流和長期工作電流。由于電壓增大使工作電流增大，因此選用時不得超過接觸器AC－1額定電流的90%，對于鎢絲燈和有功率因數補償的照明裝置，要充分注意到它們具有較大的起動電流。

（4）控制電容器：一般應按接觸器的AC－6b額定工作電流不小于電容器的額定工作電流選用，也可根據交流接觸器AC－3額定工作電流Ie3按下列公式確定切換電容器的AC－6b額定工作電流Ie6b，Ie6b＝ik×x2/（x－1）2（A），式中x＝13.3 Ie3/ik（Ω）。ik＞205 Ie3（A）。注：上述公式適用于通斷單獨的電容器組，且電容器安裝處的預期短路電流為ik的場合。

一般沒有特殊要求的，均應采用空氣電磁式結構。在三相電路一般為三極交流接觸器，單相系統中，則采用單極、兩極交流接觸器，也常采用由三極并聯的接觸器。兩極電路并聯允許通過1.6Ie額定工作電流；三極電路并聯允許通過2.25Ie額定工作電流，但電容性負載，由于觸頭不能絕對同時閉合，因此不能用于電容性負載中。接線方式如表1所示。

表1 兩極三極并聯接線方式及容量關系

3 按工作制及操作頻率選擇相應的接觸器

3.1 八小時工作制

八小時工作制是接觸器的基本工作制，接觸器的約定發熱電流參數就是按此工作制確定的，在這種工作制下，接觸器的主觸頭承載穩定電流足夠長時間，但八小時必須斷開，一般而言接觸器是按照此工作制進行設計和考核的。當接觸器按基本工作制工作時，按照用戶樣本選擇接觸器則可。

3.2 不間斷工作制

即長期工作制、沒有空載期的工作制。這種工作制下的接觸器是連續運行的、不間斷的，接觸器主觸頭載流通路通以穩定持續的電流，通電時間可以遠遠大于八小時也不分斷。雖然工作情況比八小時工作要嚴酷，但主要參數與八小時工作制相同，只是考慮到長期通電會使觸頭氧化，積塵會導致觸頭散熱條件劣化，故接觸器用于此工作制時，必須適當降容使用或特殊設計。如果工作條件允許，可以采用在每個工作班內關合和分斷數次的方法來解決克服接觸器主觸頭氧化和積塵的問題。

3.3 斷續工作制

又稱為反復短時工作制，其有載時間與空載時間循環交替。斷續周期工作制的典型參數是通電持續率和操作頻率。通電持續率（又稱負載因數）的標準值為15%、25%、40%、60%四種。操作頻率共分14級，每一級的數字就表示該級的每小時操作循環數。斷續工作制的工作周期，一般可理解為不超過10min。一般接觸器多適用于斷續周期工作制，接觸器每小時操作循環數對觸頭的燒損影響很大，選用時應予以注意，接觸器的技術參數中給出了適用的操作頻率。當用電設備的實際操作頻率高于給定數值時，接觸器必需降容使用。

3.4 短時工作制

這種工作制下工作的接觸器，其有載時間與空載時間互相交替，且有載時間比空載時間短，短時工作制的接觸器主觸頭通電時間標準值為10、30、60和90min四種。

4 按電源頻率選擇相應的交流接觸器

對于主電路而言，頻率的變化影響集膚效應，頻率高時集膚效應增大，對大多數的產品來說50Hz與60Hz對導電回路的溫升影響不是很大。但對于吸引線圈而言就需要予以注意，50Hz設計的吸引線圈用于60Hz時電磁線的磁通將減少，吸力也將有所減少，是否能用要看其設計的裕度。一般情況下，用戶最好按其標定值使用，訂貨時按使用的操作電源頻率訂貨。

5 工作電壓與容量關系選擇接觸器

接觸器使用在不同的工作電壓時，一般按控制功率相等的原則計算接觸器的工作電流，但在較低的工作電壓下，工作電流不應超過同一接觸器的約定發熱電流；在高工作電壓下，接觸器的控制功率可能有所增加或減少，主要取決于其觸頭滅弧系統性能的好壞。一般生產廠家在產品樣本上均列有不同工作電壓下控制功率，可作為選用的依據。

6 結束語

交流接觸器的選用不僅和所通斷的負載有關，和接觸器所在回路的電力系統各阻抗參數有關，還和控制方式、使用環境及使用要求有關，所以選擇交流接觸器時要全面考慮，逐步計算各參數數值，達到選用合理、使用方便。

［1］GB14048.1－2006，低壓開關設備和控制設備總則［S］.

［2］GB14048.4－2010，機電式接觸器和電動機起動器［S］.

［3］李茂林.低壓電器及配電電控設備選用手冊［M］.遼寧科學技術出版社，1998.

［4］鄭銘芳.低壓電器選用維修手冊［M］.北京：機械工業出版社，1995.