電氣設計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備電源，可以遠距離控制動力設備，接通斷開設備電源時避免人身傷害。交流接觸器選用對動力設備和電力線路正常運行非常重要。

1、交流接觸器結構與參數(shù)

◆結構緊湊，使用方便，動靜觸頭磁吹裝置良好，滅弧效果好，達到零飛弧，溫升小。

◆滅弧方式分為空氣式和真空式，操動方式分為電磁式、氣動式和電磁氣動式。

◆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、分斷電流、輔助觸頭約定發(fā)熱電流及接觸器短時耐受電流等。

如CJ20-63，主觸頭額定工作電流分為63A，40A，型號參數(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構有關，而額定工作電流和選定負載電流、電壓等級有關。

• 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，控制需要選擇。其他參數(shù)還有接通、分斷次數(shù)、機械壽命、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 適用典型負載舉例 典型設備

AC－1 無感或微感負載，電阻性負載 電阻爐，加熱器等

AC－2 繞線式感應電動機啟動、分斷 起重機，壓縮機，提升機等

AC－3 籠型感應電動機啟動、分斷 風機，泵等

AC－4 籠型感應電動機啟動、反接制動或密接通斷電動機風機，泵，機床等

AC－ 放電燈通斷 高壓氣體放電燈如汞燈、鹵素燈等

AC－5b 白熾燈通斷 白熾燈

AC－6a 變壓器通斷 電焊機

AC－6b 電容器通斷 電容器

AC－7a 家用電器和類似用途低感負載 微波爐、烘手機等

AC－7b 家用電動機負載 電冰箱、洗衣機等電源通斷

AC－8a 具有手動復位過載脫扣器密封制冷壓縮機電動機壓縮機

AC－8b 具有手動復位過載脫扣器密封制冷壓縮機電動機壓縮機

2、交流接觸器選用原則

接觸器【作為通斷負載電源設備】選用應按滿足被控制設備要求進行，除額定工作電壓與被控設備額定工作電壓相同外，被控設備負載功率、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)濟性是選擇依據(jù)。選用原則如下：

（1）交流接觸器電壓等級要和負載相同，選用接觸器類型要和負載相適應。

（2）負載計算電流要符合接觸器容量等級，即計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載啟動電流，分斷電流大于負載運行時分斷需要電流，負載計算電流要考慮實際工作環(huán)境和工況，啟動時間長負載，半小時峰值電流不能超過約定發(fā)熱電流。

（3）按短時動、熱穩(wěn)定校驗。線路三相短路電流不應超過接觸器允許動、熱穩(wěn)定電流，當使用接觸器斷開短路電流時，還應校驗接觸器分斷能力。

（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，接觸器線圈對合閘指令有可能不起反映；線路電容太大，可能對跳閘指令不起作用。

（5）操作次數(shù)校驗接觸器所允許操作頻率。操作頻率超過規(guī)定值，額定電流應該加大一倍。

（6）短路保護元件參數(shù)應該和接觸器參數(shù)配合選用。選用時可參見樣本手冊，樣本手冊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)和短路保護電流系數(shù)來決定。接觸器約定發(fā)熱電流應小于空氣斷路器過載電流，接觸器接通、斷開電流應小于斷路器短路保護電流，這樣斷路器才能保護接觸器。

實際中接觸器一個電壓等級下約定發(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標準，不能形成配合表，需要實際核算。

（7）接觸器和其它元器件安裝距離要符合相關國標、規(guī)范，要考慮維修和走線距離。

3、不同負載下交流接觸器選用

接觸器不會發(fā)生觸頭粘連燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器要躲過負載啟動zui大電流，還要考慮到啟動時間長短等不利因數(shù)，要對接觸器通斷運行負載進行分析，負載電氣特點和此電力系統(tǒng)實際情況，對不同負載啟停電流進行計算校合。

3.1控制電熱設備用交流接觸器選用

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

3.2控制照明設備用接觸器選用

照明設備種類很多，不同類型照明設備、啟動電流和啟動時間一樣。此類負載使用類別為AC-或AC-5b。啟動時間很短，可選擇其發(fā)熱電流Ith等于照明設備工作電流1.1倍。啟動時間較長以及功率因數(shù)較低，可選擇其發(fā)熱電流Ith比照明設備工作電流大一些。表2為不同照明設備用接觸器選用原則。

3.3控制電焊變壓器用接觸器選用

當接通低壓變壓器負載時，變壓器二次側電極短路而出現(xiàn)短時陡峭大電流，一次側出現(xiàn)較大電流，可達額定電流15～20倍，它與變壓器繞組布置及鐵心特性有關。當電焊機頻繁產(chǎn)生突發(fā)性強電流，使變壓器初級側開關承受巨大應力和電流，必須變壓器額定功率下電極短路時一次側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短路時一次側電流。此類負載使用類別為AC-6a。

3.4電動機用接觸器選用

電動機用接觸器電動機使用情況及電動機類別可分別選用AC-2～4，啟動電流6倍額定電流，分斷電流為額定電流下可選用AC-3，如風機水泵等，可采用查表法及選用曲線法，樣本及手冊選用，不用再計算。繞線式電動機接通電流及分斷電流都是2.5倍額定電流，一般啟動時轉(zhuǎn)子中串入電阻以限制啟動電流，增加啟動轉(zhuǎn)矩，使用類別AC-2，可選用轉(zhuǎn)動式接觸器。

當電動機處于點動、需反向運轉(zhuǎn)及制動時，接通電流為6Ie，使用類別為AC-4，它比AC-3嚴酷多。可使用類別AC-4下列出電流大小計算電動機功率。公式如下：

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

允許觸頭壽命縮短，AC-4電流可適當加大，很低通斷頻率下改為AC-3類。

電動機保護配合要求，堵轉(zhuǎn)電流以下電流應該由控制電器接通和分斷。大多數(shù)Y系列電動機堵轉(zhuǎn)電流≤7Ie，選擇接觸器時要考慮分、合堵轉(zhuǎn)電流。規(guī)范規(guī)定：電動機運行AC-3下，接觸器額定電流不大于630A時，接觸器應當能承受8倍額定電流至少10秒。一般設備用電動機，工作電流小于額定電流，啟動電流達到額定電流4～7倍，但時間短，對接觸器觸頭損傷不大，接觸器設計時已考慮此因數(shù)，一般選用觸頭容量大于電動機額定容量1.25倍即可。特殊情況下工作電動機要實際工況考慮。如電動葫蘆屬于沖擊性負載，重載啟停頻繁，反接制動等，計算工作電流要乘以相應倍數(shù)，重載啟停頻繁，選用4倍電動機額定電流，通常重載下反接制動電流為啟動電流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

電容器接通時電容器產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程，出現(xiàn)很大合閘涌流，同時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線有關），觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴重，應當按計算出電容器電路中zui大穩(wěn)態(tài)電流和實際電力系統(tǒng)中接通時可能產(chǎn)生zui大涌流峰值進行選擇，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涌流倍數(shù)、電網(wǎng)容量、變壓器、回路及開關設備阻抗、并聯(lián)電容器組放電狀態(tài)以及合閘相角等，一般達到50至100 額定電流，計算時比較煩瑣，可以參見文獻1。電容器組沒有放電裝置， 可選用帶強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計，也采用了串聯(lián)電阻抑制涌流措施。

選用時參見樣本，還要考慮無功補償裝置標準中規(guī)定。電容器投入瞬間產(chǎn)生涌流峰值應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）；還應考慮zui大穩(wěn)態(tài)電流下電容器運行，電容器組運行時諧波電壓加上高達1.1倍額定工作時工頻過電壓，會產(chǎn)生較大電流。電容器組電路中設備器件應能額定頻率、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)運行，實際電容器電容值可能達到額定電容值1.1倍，故此電流可達1.43倍額定電流，選擇接觸器額定發(fā)熱電流應不小于此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故障接后自動恢復等原因使供電系統(tǒng)晃電，晃電時間一般幾秒以下。

有連續(xù)性生產(chǎn)要求情況下，工藝上不允許設備電源短時中斷（晃電）就造成設備跳閘停電，可以采用新型

電控設備：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，不依賴輔助機械裝置，具有體積小、可靠性高，它采用強力吸合裝置，雙繞組線圈，接觸器吸合釋放時無有害抖動，避免了電網(wǎng)失壓時觸頭抖動引起燃弧熔焊，減少了觸頭磨損。接觸器線圈帶有儲能機構，當晃電發(fā)生時，接觸器線圈延遲釋放，其輔助觸點延遲發(fā)出斷開控制信號，由此躲開晃電時間，晃電時間由負載性質(zhì)和斷電長短決定，接觸器延時時間可調(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)電技術來降低操作電磁系統(tǒng)吸持時所消耗有功、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，采用機械結構吸持、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)電裝置有釋放延時缺點，如國產(chǎn)CJ40系列。

4.3帶有附加功能交流接觸器

電子技術應用可以很方便接觸器中增添主電路保護功能，如欠、過電壓保護，斷相保護、漏電保護等。電動機燒毀事故中，接觸器一相接觸不良占11％，選擇帶有斷相保護斷路器、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。加機械連鎖可以構成可逆接觸器，實現(xiàn)電動機正反可逆旋轉(zhuǎn)，兩個接觸器加機械連鎖實現(xiàn)主電路電氣互鎖，可用于變頻器變頻/工頻切換；加氣延時頭和輔助觸頭組可以實現(xiàn)電動機星－三角啟動；加空氣延時頭可以構成延時接觸器。

可以選用交流接觸器電磁線圈做電動機低電壓保護，其控制回路宜由電動機主回路供電，如由其他電源供電，則主回路失壓時，應自動斷開控制電源。

5、交流接觸器安裝

交流接觸器吸合、斷開時振動比較大，安裝時盡量不要和振動要求比較嚴格電氣設備安裝一個柜子里，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，安裝尺寸應該符合電氣安全距離、接線規(guī)程，要檢修方便。

結論：

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