交流接触器的正确选用

作者根据多年的工作经验，对最常见的接触器进行系统阐述，其中的经验体会值得借鉴。
交流接触器的正确选用
上海焦化有限公司机动部 计 军

内容提要：交流接触器是最常用的低压电器元件，它直接控制现场的电气和机械设备，化工企业的特殊性对其正确选用提出了多样的要求。本文从交流接触器的设计制造基本思想出发，结合国家有关标准和有关技术参数，阐述一些使用要点和经验总结。
关键词：交流接触器 使用类别 国标 工作制 额定容量 额定电压 操作线圈

交流接触器是化工企业最常用的低压电器，主要用于远距离频繁接通和分断380伏以下的交流电路。其主要控制对象是电动机，也常用于照明、电加热等广泛类型的设备。交流接触器的选用正确与否直接影响到电气检修的工作质量和电气设备的运行状况，继而影响到整个装置的正常生产和安全稳定。认真对待交流接触器的选用问题，对于提高化工企业的电气整体运行水平和管理水平很有现实意义。
一、 交流接触器的使用类别
根据交流接触器主触头控制的对象，国标GB1497-85《低压电器基本标准》将交流接触器的使用类别分为四种：AC-1、AC-2、AC-3、AC-4（表一），显然AC-4是最苛刻的使用条件。通常真正长期处于AC-4使用类别的情况是较少见的。大型化工企业由于设备的多种多样，除了一般采用属于AC-3、AC-1使用类别的接触器外，一些重要设备如我公司的码头吊、龙门吊、炼焦四大车等设备还采用属于AC-2使用类别的接触器。但这些设备繁忙而重要，其故障率高、设备有隐患并不迅速反映到表面的特点使这些设备较易发生带病工作的情况从而演变成持续的AC-4使用类别，属于特重任务级起重设备的码头吊、龙门吊更是如此。使用类别对接触器的电寿命影响极大，以CJ20-63型接触器为例，如使用类别为AC-3时电寿命可达120万次，而当使用类别为AC-4时，电寿命只有5万次。因此我们应尽可能避免接触器工作于对其寿命十分有害的AC-4类工作制，对于炼焦设备和矿山机械设备，我们要特别注意防止电气线路带病工作及绕线式电动机直接起动的情况（即AC-4工作类别）出现。
使用类别 典 型 工 作 类 型
AC-1 无感或微感负载、电阻炉、电加热设备等
AC-2 绕线型异步电动机的起动、分断
AC-3 笼型异步电动机的起动、运转中分断
AC-4 笼型异步电动机的起动、反接制动或反向运转、点动
二、 交流接触器的工作制
根据国标GB14048.4-93《低压开关设备和控制设备 低压机电式接触器和电动机起动器》规定，交流接触器可按工作时间分为四类工作制：
（1）八小时工作制 这是基本的工作制。接触器的约定发热电流参数就是按此工作制确定的，一般情况下各种系列规格的接触器均适用于八小时工作制。此类工作制的接触器在闭合情况下其主触头通过额定电流时能达到热平衡，但在八小时后应分断。
（2）不间断工作制 这类工作制就是长期工作制，就是主触头保持闭合承载一稳定电流持续时间超过八小时（数周甚至数年）也不分断电流的工作制。接触器长期处于工作状态不变的情况下容易触头氧化和灰尘积累，这些因素会导致散热条件劣化，相与相、相对地绝缘降低，容易发生爬电现象甚至短路。当工况要求接触器工作于此类工作制时，交流接触器必须降容使用或特殊设计，宜选用灰尘不易聚集、爬电间距较大的型号。多尘和腐蚀性气体的环境应特别重视这个问题。
（三）短时工作制 处于这类工作制下的接触器主触头保持闭合的时间不足以使接触器达到热平衡，有载时段被空载时段隔开，而空载时段足以使接触器温度回复到初态温度（即冷却介质温度）。短时工作制的接触器触头通电时间标准值为3、10、30、60和90min。
（四）断续周期工作制 断续周期工作制也就是反复短时工作制，是指接触器闭合和断开的时间都太短不足以使接触器达到热平衡的工作制。显然影响此类接触器时间寿命的主要因素是操作的累计次数。描述断续周期工作制的主要参数是通电持续率和操作频率，通电持续率标准值为15%、25%、40%、60%四种，操作频率则分为8级（1，3，12，120，300，600，1200），每级的数字即表示该接触器额定的每小时操作频率数。通常操作频率100次/h以上的设备属于重任务设备，典型的设备有工作母机（车、钻、铣、磨）、升降设备、轧机设备、离心机，炼焦行业的焦炉四大车也是重任务断续周期工作制。操作频率超过600次/h的设备属于特重任务设备，此类的设备主要是类似我公司卸煤机的港口起重设备和轧机上的某些装置。
不同的工作制对交流接触器提出了完全不同的要求，选用时考虑的侧重面自然不同。“八小时工作制”和“短时工作制”设备选用接触器时受限制的条件较少，只需考虑接触器额定电流大于实际的工作电流即可，设备重要时适当放一点余量。“不间断工作制”设备选用接触器时首先要考虑防尘防爬电防过热的能力，不宜选用结构紧凑的接触器(必要时用断路器替用)。为防止过热，接触器容量应放大20%以上,大型化工生产装置的电气设备大多属于这种情况。属于重任务和特重任务的“断续周期工作制”设备选用接触器时首先要考虑触头的电寿命和动作机构的机械寿命，应选用CJ12系列（特别适用于绕线式电动机）、CJ20系列或真空系列的接触器，由于降容使用可大大提高接触器的电寿命，可以简便地将电动机的起动电流作为所选接触器的额定电流以提高生产装置的安全可靠性。
三、 交流接触器控制非电动机类负荷时的选用
电容器、集中照明控制装置、电加热装置等设备选用接触器时要充分考虑负载的阻抗特性，考虑可能出现的过电流，如照明灯具和电加热设备的冷态阻抗大大小于热态阻抗，电容器投运时合闸涌流可能较大等等。通常电动机类设备选用接触器时首先要考虑的是接触器分断能力，而对电容器和大量的白炽灯之类的负载来说首先要考虑的是接通能力。一般的做法是：大型照明装置选用接触器时额定容量放大一倍，含有容性负载时宜选用CJ16系列电容器专用接触器器或将CJ20系列接触器降容一半使用。
四、 交流接触器操作线圈的电压等级
交流接触器的操作线圈额定电压有交流（36V、110V、220V、380V、660V）、直流（24V、110V、220V）等多种，工矿企业最常用的是操作线圈电压为交流220V和380V两种接触器，少数要求使用安全电压的场合如行车、潮湿环境也使用交流36V或直流24V操作线圈电压的接触器。在一般使用场合是选用220V的操作线圈还是选用380V的操作线圈似乎纯粹是顺应原来的习惯和控制线路，实际并非如此。
操作线圈电压为交流220伏的控制线路由于其工作零线与大地等电位，工作零线常常设计用作多用途的母线,使控制线路的设计布线较为灵活,控制电缆的需用芯线数得到减少,检修也方便。
操作线圈电压为交流380伏的控制线路在环境潮湿恶劣、故障率高、接地不良、容易发生短路或绝缘低的场合有独特的优势。由于对应该类接触器的线圈控制信号是在两个单一芯线之间进行传输，周围环境对电器元件的干扰影响较小，发生误动作的几率大为减少，远距离控制克服分布电容影响的能力也大大增强，较小的线路压降损失也容易做到远距离控制。因此可以说，大型化工企业的大部分低压电气线路较适合380伏的控制线路即应选用线圈电压为380伏的交流接触器。
五、 化工企业常用的几种交流接触器比较
型号系列 灭弧形式 触头 材料 负载电流等级（A） 结构和技术要点 宜用范围
CJ10系列 陶土纵缝（20A以下无） 银基 5、10、20、40、60、100、150 主要是小规格，型号较老，价格低。 一般的小负荷
CJ20系列 陶土纵缝或栅片 银基 6.3、10、16、25、40、63、100、160、250、400、630 规格齐，符合IEC国际标准，用于AC-3、AC-1为主的使用类别，可用于660V甚至1140V系统，具有较高性能价格比。 目前最广泛使用的产品，但不适合AC-2、AC-4使用类别的重负荷设备。
CJ12系列 纵缝、删片、磁吹或组合 铜 100、150、250、400、600 产品规格较大，主要使用于AC-2为主的使用类别，辅助触头较多且常开常闭可变换。体积大，能耗大，动作声大，灭弧罩等另部件易损坏需经常调整调换，电寿命和机械寿命较低。 主要用于控制轧钢、起重机等频繁起动操作的电动机。
B系列 封闭式（B460除外） 银基 8.5、11.5、15.5、22、30、37、44、65、85、105、170、245、370、460 引进德国BBC公司技术，符合IEC标准，规格齐，最高工作电压660V，技术性能与CJ20相仿，重量较轻，性能价格比不如CJ20 也是最广泛使用的接触器，其使用于AC-2、AC-4使用类别的能力不如CJ20系列接触器。
3TB系列 封闭式 银基 9、12、16、22、32 引进西门子技术，主要是小规格，结构紧凑，发热量小，接线端有覆盖罩，与T型热继电器配合较好，但过载能力较弱。 适用环境较好的小回路控制。
CKJ系列
（主要为CKJ-5） 真空 钼基 250、400、600 额定电压最高可达1140V，结构紧凑，动作冲击小，操作频率高，电寿命和机械寿命比高，操作线圈由自带整流桥直流供电,维护量小，价格较高，动作位置不直观，爬电距离偏小。 特别适合于起动频繁的AC-4使用类别的设备，也较适合于防爆、有腐蚀性气体的场合。

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