控制系统中低压交流接触器的选择

张启龙

（兰州长城电工股份有限公司，甘肃 兰州 730000）

1 引言

在低压控制系统的设计中，正确选用接触器是一个关键问题。但在实际选用时，仍有一些用户及设计工作者，由于对控制对象的工作情况以及接触器的性能不够了解，在设计及产品营销中出现一些偏失或误解。本文通过对交流接触器负载类型、工作制两方面进行较为全面的介绍，使其对用户在选择及营销人员在推介产品时有所帮助。

交流接触器是一种控制电器、是一种遥控开关，适用于远距离频繁的接通和分断交流主电路的电器，其主要控制负载对象；第一是电动机，用作控制交流感应电动机的起动、停止、反转、调速，并与热继电器或其它适当的保护装置组合，保护电动机可能发生的过载或断相。第二是非电动机负载，如电焊机、电容器组、电热装置、照明设备等其它负载。

选择接触器时应首先根据线路和负载的要求（属于轻载、一般负载还是重载）即使用类别，选择合适的结构型式，然后再根据负载的额定值和极限值、操作频率选择主要技术参数，包括主回路参数、辅助回路参数、根据控制回路的要求选择接触器的线圈参数，再根据接触器控制对象的工作参量如工作电压、工作电流、控制功率、操作频率、工作制等确定接触器的容量等级等。

2 按使用类别选用相应的接触器

按接通分断能力来区分使用类别：交流接触器的接通和分断能力随着用途和控制对象的不同有很大的差异，它是正确设计和选用接触器的主要依据，按国际标准 IEC947－1、国家标准 GB14048.4－2010《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，交流接触器主触头可划分为 AC－1、AC－2、AC－3…等类，辅助触头可划分为AC－11等类，见GB14048.1附录A。使用类别的制定为各种应用规定了考核条件，并为用户选择提供了参考。因为通断能力是接触器的关键性能指标之一，是接触器在规定条件下，能在给定电压下接通和分断的预期电流值，接通能力是指开关闭合时不造成触头容焊的能力，断开能力是指开关断开时能可靠灭弧的能力，各使用类别的通断条件见 GB14048.4 表 7 和 GB14048.5 表 4。

2.1 电动机负载

按电动机负载的轻重程度选用：以使用类别为基础，把电动机负载的轻重程度分为一般任务、重任务、特重任务三类。

（1）一般任务：主要运行于AC－3使用类别，其操作频率不高，用以接通笼型电动机或绕线转子电动机，在满速运转时断开，并伴有少量的点动。属于这一类的典型机械有：压缩机、泵、通风机、闸门、冲床等，选配接触器时，只要使被选用接触器的额定电压和额定电流等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流即可。

（2）重任务：主要运行于包括90%AC－3和10%AC－4或 50%AC－1和 50%AC－2的混合使用类别，操作频率可达100h－1，用于起动笼型或绕线转子电动机，并不时运行于点动、反接制动、反向和从低速时断开。属于这一类的典型机械有：工作母机（车、钻等）、升降设备、扎机辅助社备、破碎机。

（3）特重任务：主要运行于乎100%的AC－4或100%AC－2的使用类别，操作频率可达600～1200h－1，个别的甚至达到 3000h－1，用于起动笼型或绕线转子电动机的频繁点动、反接制动和可逆运转。属于这一类的典型机械有：印刷机、拉丝机、镗床、港口起重设备等，选用时应特别注意。

（4）按交流接触器的电寿命和使用类别选用：交流接触器的触头电寿命和分断电流有密切关系，有些生产厂家的样本及使用说明书中提供触头电寿命次数和分断电流的关系曲线，选择时可根据控制的电极功率及电寿命次数从曲线族中选用额定电流合适的交流接触器。

在实际使用中，交流接触器通常是在AC－3和AC－4或AC－2和AC－4混合使用类别下工作，对含有不同比例的AC－4使用类别下工作的交流接触器的电寿命为：

低温等离子体净化法的原理是在外加电场的作用下，通过介质放电产生大量的高能粒子，高能粒子与有机污染物分子发生一系列复杂的等离子体物理-化学反应，从而将有机污染物降解为无毒无害的物质[16]；该法是一种新型的净化工艺，可以处理甲苯废气等。低温等离子体净化法适用于处理VOCs质量分数低（1～1000 μL/L）的有机废气，与传统方法相比具有处理效率高、反应流程短等优点，但该技术还不成熟，容易造成二次污染，且能耗较高。

2.2 非电动机负载时的正确选用

选择此类负载时用接触器，除考虑接通容量外，还应考虑使用中可能出现的过电流。

（1）电热设备：如电阻炉、调温加热设备等，电流波动最大值不超过1.4Ie，选用时可按接触器的额定发热电流Ith来选择，但考虑到实际使用环境条件可能超过使用条件等因素，因此要按Ith等于或稍大于1.2倍的电热设备额定电流选取接触器。一般的接触器名牌上都会注明Ith值，如果没有则按工作电流相等原则选用。

（2）控制变压器：应按接触器AC－6a额定工作电流不小于变压器的额定工作电流选用，但是，当通断浪涌电流峰值不大于额定电流30倍时，可用下列公式根据AC－3额定工作电流来确定AC－6a额定工作电流Ie6a＝0.45Ie3。控制电焊机变压器时，应考虑到电焊机上电极短路情况。焊接时的分断电流平均比接通电流大2－4倍，而且为单相负载，因此所用接触器的三极可考虑并联。

（3）控制照明装置：如照明灯具为放电灯或白灯，则分别按接触器AC－5a或AC－6a的额定工作电流不小于相应灯具的额定工作电流选用。

当选用具有AC－1使用类别额定电流的接触器时，须考虑到照明装置的类型、电路图、起动电流和长期工作电流。由于电压增大使工作电流增大，因此选用时不得超过接触器AC－1额定电流的90%，对于钨丝灯和有功率因数补偿的照明装置，要充分注意到它们具有较大的起动电流。

（4）控制电容器：一般应按接触器的AC－6b额定工作电流不小于电容器的额定工作电流选用，也可根据交流接触器AC－3额定工作电流Ie3按下列公式确定切换电容器的AC－6b额定工作电流Ie6b，Ie6b＝ik×x2/（x－1）2（A），式中x＝13.3 Ie3/ik（Ω）。ik＞205 Ie3（A）。注：上述公式适用于通断单独的电容器组，且电容器安装处的预期短路电流为ik的场合。

一般没有特殊要求的，均应采用空气电磁式结构。在三相电路一般为三极交流接触器，单相系统中，则采用单极、两极交流接触器，也常采用由三极并联的接触器。两极电路并联允许通过1.6Ie额定工作电流；三极电路并联允许通过2.25Ie额定工作电流，但电容性负载，由于触头不能绝对同时闭合，因此不能用于电容性负载中。接线方式如表1所示。

表1 两极三极并联接线方式及容量关系

3 按工作制及操作频率选择相应的接触器

3.1 八小时工作制

八小时工作制是接触器的基本工作制，接触器的约定发热电流参数就是按此工作制确定的，在这种工作制下，接触器的主触头承载稳定电流足够长时间，但八小时必须断开，一般而言接触器是按照此工作制进行设计和考核的。当接触器按基本工作制工作时，按照用户样本选择接触器则可。

3.2 不间断工作制

即长期工作制、没有空载期的工作制。这种工作制下的接触器是连续运行的、不间断的，接触器主触头载流通路通以稳定持续的电流，通电时间可以远远大于八小时也不分断。虽然工作情况比八小时工作要严酷，但主要参数与八小时工作制相同，只是考虑到长期通电会使触头氧化，积尘会导致触头散热条件劣化，故接触器用于此工作制时，必须适当降容使用或特殊设计。如果工作条件允许，可以采用在每个工作班内关合和分断数次的方法来解决克服接触器主触头氧化和积尘的问题。

3.3 断续工作制

又称为反复短时工作制，其有载时间与空载时间循环交替。断续周期工作制的典型参数是通电持续率和操作频率。通电持续率（又称负载因数）的标准值为15%、25%、40%、60%四种。操作频率共分14级，每一级的数字就表示该级的每小时操作循环数。断续工作制的工作周期，一般可理解为不超过10min。一般接触器多适用于断续周期工作制，接触器每小时操作循环数对触头的烧损影响很大，选用时应予以注意，接触器的技术参数中给出了适用的操作频率。当用电设备的实际操作频率高于给定数值时，接触器必需降容使用。

3.4 短时工作制

这种工作制下工作的接触器，其有载时间与空载时间互相交替，且有载时间比空载时间短，短时工作制的接触器主触头通电时间标准值为10、30、60和90min四种。

4 按电源频率选择相应的交流接触器

对于主电路而言，频率的变化影响集肤效应，频率高时集肤效应增大，对大多数的产品来说50Hz与60Hz对导电回路的温升影响不是很大。但对于吸引线圈而言就需要予以注意，50Hz设计的吸引线圈用于60Hz时电磁线的磁通将减少，吸力也将有所减少，是否能用要看其设计的裕度。一般情况下，用户最好按其标定值使用，订货时按使用的操作电源频率订货。

5 工作电压与容量关系选择接触器

接触器使用在不同的工作电压时，一般按控制功率相等的原则计算接触器的工作电流，但在较低的工作电压下，工作电流不应超过同一接触器的约定发热电流；在高工作电压下，接触器的控制功率可能有所增加或减少，主要取决于其触头灭弧系统性能的好坏。一般生产厂家在产品样本上均列有不同工作电压下控制功率，可作为选用的依据。

6 结束语

交流接触器的选用不仅和所通断的负载有关，和接触器所在回路的电力系统各阻抗参数有关，还和控制方式、使用环境及使用要求有关，所以选择交流接触器时要全面考虑，逐步计算各参数数值，达到选用合理、使用方便。

［1］GB14048.1－2006，低压开关设备和控制设备总则［S］.

［2］GB14048.4－2010，机电式接触器和电动机起动器［S］.

［3］李茂林.低压电器及配电电控设备选用手册［M］.辽宁科学技术出版社，1998.

［4］郑铭芳.低压电器选用维修手册［M］.北京：机械工业出版社，1995.