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交流接触器的正确选用

  交流接触器是化工企业最常用低压电器,主要用于远距离频繁接通和分断380伏以下交流电路。其主要控制对象是电动机,也常用于照明、电加热等广泛类型设备。交流接触器选用正确与否直接影响到电气检修工作质量和电气设备运行状况,继而影响到整个装置正常生产和安全稳定。认真对待交流接触器选用问题,提高化工企业电气整体运行水平和管理水平很有现实意义。

一、 交流接触器使用类别

  交流接触器主触头控制对象,国标GB1497-85《低压电器基本标准》将交流接触器使用类别分为四种:AC-1、AC-2、AC-3、AC-4(表一),显然AC-4是最苛刻使用条件。通常真正长期处于AC-4使用类别情况是较少见。大型化工企业设备多种多样,一般采用属于AC-3、AC-1使用类别接触器外,一些重要设备如我公司码头吊、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特点使这些设备较易发生带病工作情况演变成持续AC-4使用类别,属于特重任务级起重设备码头吊、龙门吊更是如此。使用类别对接触器电寿命影响极大,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5万次。我们应尽可能避免接触器工作于对其寿命十分有害AC-4类工作制,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 绕线型异步电动机起动、分断
AC-3 笼型异步电动机起动、运转中分断
AC-4 笼型异步电动机起动、反接制动或反向运转、点动

二、 交流接触器工作制

  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 这是基本工作制。接触器约定发热电流参数就是按此工作制确定,一般情况下各种系列规格接触器均适用于八小时工作制。此类工作制接触器闭合情况下其主触头额定电流时能达到热平衡,但八小时后应分断。

  (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(数周数年)分断电流工作制。接触器长期处于工作状态不变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、相对绝缘降低,容易发生爬电现象短路。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、爬电间距较大型号。多尘和腐蚀性气体环境应特别重视这个问题。

  (三)短时工作制 处于这类工作制下接触器主触头保持闭合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时间都太短不足以使接触器达到热平衡工作制。显然影响此类接触器时间寿命主要因素是操作累计次数。描述断续周期工作制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),每级数字即表示该接触器额定每小时操作频率数。通常操作频率100次/h以上设备属于重任务设备,典型设备有工作母机(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设备属于特重任务设备,此类设备主类似我公司卸煤机港口起重设备和轧机上某些装置。

  不同工作制对交流接触器提出了完全不同要求,选用时考虑侧重面自然不同。“八小时工作制”和“短时工作制”设备选用接触器时受限制条件较少,只需考虑接触器额定电流大于实际工作电流即可,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能力,不宜选用结构紧凑接触器(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,大型化工生产装置电气设备大多属于这种情况。属于重任务和特重任务“断续周期工作制”设备选用接触器时首先要考虑触头电寿命和动作机构机械寿命,应选用CJ12系列(特别适用于绕线式电动机)、CJ20系列或真空系列接触器,降容使用可大大提高接触器电寿命,可以简便将电动机起动电流作为所选接触器额定电流以提高生产装置安全可靠性。

三、 交流接触器控制非电动机类负荷时选用

  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阻抗特性,考虑可能出现过电流,如照明灯具和电加热设备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是接触器分断能力,而对电容器和大量白炽灯之类负载来说首先要考虑是接通能力。一般做法是: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电压等级

  交流接触器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操作线圈电压接触器。一般使用场合是选用220V操作线圈选用380V操作线圈似乎纯粹是顺应原来习惯和控制线路,实际并非如此。

  操作线圈电压为交流220伏控制线路其工作零线与大等电位,工作零线常常设计用作多用途母线,使控制线路设计布线较为灵活,控制电缆需用芯线数到减少,检修也方便。

  操作线圈电压为交流380伏控制线路环境潮湿恶劣、故障率高、接不良、容易发生短路或绝缘低场合有独特优势。对应该类接触器线圈控制信号是两个单一芯线之间进行传输,周围环境对电器元件干扰影响较小,发生误动作几率大为减少,远距离控制克服分布电容影响能力也大大增强,较小线路压降损失也容易做到远距离控制。可以说,大型化工企业大部分低压电气线路较适合380伏控制线路即应选用线圈电压为380伏交流接触器。

五、 化工企业常用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 主小规格,型号较老,价格低。 一般小负荷

  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为主使用类别,可用于660V1140V系统,具有较高性能价格比。 目前最广泛使用产品,但不适合AC-2、AC-4使用类别重负荷设备。

  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CJ20 也是最广泛使用接触器,其使用于AC-2、AC-4使用类别能力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AC-4使用类别设备,也较适合于防爆、有腐蚀性气体场合。

六、 几个经验要点

  ①购置时需说明极数、操作线圈电压、制造厂家。
  ②选择额定电流时适当放一点余量会错。
  ③接触器机械寿命一般均大大高于触头电寿命,两者之比大致5比1左右。
  ④CJ12系列接触器灭弧罩、电磁吸铁、主触头、操作线圈是最易损坏部件。CJ12系列接触器需经常检查主触头动作三相同时性,同时应检查灭弧罩是否下悬而影响到触头工作。
  ⑤瞬间电网波动会使交流接触器释放,当生产装置不允许这种情况出现时可采取操作线圈直流运行加电容器储能办法来解决。

本文章由 正泰电器 于2010年06月23日发布在行业资讯分类下,
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